方格网法计算土方量教材及例题.doc

1、一、读识方格网图方格网图由设计单位(一般在 1：500 的地形图上)将场地划分为边长 a=1040m 的若干方格,与测量的纵横坐标相对应,在各方格角点规定的位置上标注角点的自然地面标高(H)和设计标高(Hn),如图 1-3 所示.图 1-3 方格网法计算土方工程量图二、 场地平整土方计算 考虑的因素： 满足生产工艺和运输的要求； 尽量利用地形，减少挖填方数量；争取在场区内挖填平衡，降低运输费；有一定泄水坡度，满足排水要求.场地设计标高一般在设计文件上规定，如无规定：A.小型场地挖填平衡法；B.大型场地最佳平面设计法(用最小二乘法，使挖填平衡且总土方量最小)。1、初步标高(按挖填平衡)，也就是设

2、计标高。如果已知设计标高，1.2 步可跳过。场地初步标高：H0=(H1+2H2+3H3+4H4)/(4*M)H1一个方格所仅有角点的标高；H2、H3、H4分别为两个、三个、四个方格共用角点的标高.M 方格个数.2、地设计标高的调整按泄水坡度、土的可松性、就近借弃土等调整.按泄水坡度调整各角点设计标高 ：单向排水时，各方格角点设计标高为: Hn = H0 Li双向排水时，各方格角点设计标高为：Hn = H0 Lx ix L yi y3.计算场地各个角点的施工高度施工高度为角点设计地面标高与自然地面标高之差，是以角点设计标高为基准的挖方或填方的施工高度.各方格角点的施工高度按下式计算：式中 hn-

3、角点施工高度即填挖高度(以“+”为填，“-”为 挖)，m；n-方格的角点编号(自然数列 1，2，3，n). Hn-角点设计高程，H-角点原地面高程. 4.计算“零点”位置，确定零线方格边线一端施工高程为“+”,若另一端为“-”,则沿其边线必然有一不挖不填的点，即“零点”(如图 1-4 所示).图 1-4 零点位置 零点位置按下式计算：式中 x1、x2 角点至零点的距离,m；h1、h2 相邻两角点的施工高度(均用绝对值),m；a 方格网的边长，m. 5.计算方格土方工程量按方格底面积图形和表 1-3 所列计算公式，逐格计算每个方格内的挖方量或填方量.表 1-3 常用方格网点计算公式6.边坡土方量

4、计算场地的挖方区和填方区的边沿都需要做成边坡,以保证挖方土壁和填方区的稳定。边坡的土方量可以划分成两种近似的几何形体进行计算：一种为三角棱锥体(图 1-6 中、)；另一种为三角棱柱体(图 1-6 中).图 1-6 场地边坡平面图A 三角棱锥体边坡体积 式中 l1 边坡的长度；A1 边坡的端面积；h2 角点的挖土高度；m边坡的坡度系数，m=宽/高.B 三角棱柱体边坡体积两端横断面面积相差很大的情况下，边坡体积 式中 l4 边坡的长度；A1、 A2、 A0 边坡两端及中部横断面面积.7.计算土方总量将挖方区(或填方区)所有方格计算的土方量和边坡土方量汇总,即得该场地挖方和填方的总土方量.8.例题【

5、例 1.1】某建筑场地方格网如图 1-7 所示，方格边长为 20m20m,填方区边坡坡度系数为 1.0,挖方区边坡坡度系数为 0.5,试用公式法计算挖方和填方的总土方量.图 1-7 某建筑场地方格网布置图【解】(1)根据所给方格网各角点的地面设计标高和自然标高，计算结果列于图 1-8 中. 由公式 1.9 得：h1=251.50-251.40=0.10m h2=251.44-251.25=0.19m h3=251.38-250.85=0.53m h4=251.32-250.60=0.72mh5=251.56-251.90=-0.34m h6=251.50-251.60=-0.10mh7=251

6、.44-251.28=0.16m h8=251.38-250.95=0.43m h9=251.62-252.45=-0.83m h10=251.56-252.00=-0.44mh11=251.50-251.70=-0.20m h12=251.46-251.40=0.06m图 1-8 施工高度及零线位置(2)计算零点位置.从图 1-8 中可知,15、26、67、711、1112 五条方格边两端的施工高度符号不同,说明此方格边上有零点存在. 由公式 1.10 求得：15 线 x1=4.55(m)26 线 x1=13.10(m)67 线 x1=7.69(m)711 线 x1=8.89(m)1112

7、线 x1=15.38(m)将各零点标于图上,并将相邻的零点连接起来,即得零线位置，如图 1-8. (3)计算方格土方量.方格、底面为正方形,土方量为： V(+)=202/4(0.53+0.72+0.16+0.43)=184(m3) V(-)=202/4(0.34+0.10+0.83+0.44)=171(m3) 方格底面为两个梯形,土方量为：V(+)=20/8(4.55+13.10)(0.10+0.19)=12.80(m3)V(-)=20/8(15.45+6.90)(0.34+0.10)=24.59(m3)方格、底面为三边形和五边形,土方量为： V(+)=65.73 (m3) V(-)=0.88

8、 (m3) V(+)=2.92 (m3) V(-)=51.10 (m3)V(+)=40.89 (m3)V(-)=5.70 (m3) 方格网总填方量：V(+)=184+12.80+65.73+2.92+40.89=306.34 (m3)方格网总挖方量： V(-)=171+24.59+0.88+51.10+5.70=253.26 (m3)(4)边坡土方量计算.如图 1.9,、按三角棱柱体计算外,其余均按三角棱锥体计算,可得：V(+)=0.003 (m3) V(+)=V(+)=0.0001 (m3) V(+)=5.22 (m3) V(+)=V(+)=0.06 (m3) V(+)=7.93 (m3)图

9、 1-9 场地边坡平面图V(+)=V(+)=0.01 (m3) V=0.01 (m3) V11=2.03 (m3) V12=V13=0.02 (m3) V14=3.18 (m3) 边坡总填方量：V(+)=0.003+0.0001+5.22+20.06+7.93+20.01+0.01=13.29(m3) 边坡总挖方量： V(-)=2.03+20.02+3.18=5.25 (m3) 三、 土方调配土方调配是土方工程施工组织设计(土方规划)中的一个重要内容，在平整场地土方工程量计算完成后进行.编制土方调配方案应根据地形及地理条件，把挖方区和填方区划分成若干个调配区，计算各调配区的土方量，并计算每对挖、填方区之间的平均运距(即挖方区重心至填方区重心的距离)，确定挖方各调配区的土方调配方案，应使土方总运输量最小或土方运输费用最少，而且便于施工，从而可以缩短工期、降低成本.土方调配的原则：力求达到挖方与填方平衡和运距最短的原则；近期施工与后期利用的原则.进行土方调配，必须依据现场具体情况、有关技术资料、工期要求、土方施工方法与运输方法，综合上述原则，并经计算比较，选择经济合理的调配方案.调配方案确定后，绘制土方调配图如图 1.10.在土方调配图上要注明挖填调配区、调配方向、土方数量和每对挖填之间的平均运距.图中的土方调配，仅考虑场内挖方、填方平衡.A 为挖方，B 为填方.