建筑施工之工程场地平整.docx
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建筑施工之工程场地平整
建筑施工之工程场所平坦
6-1-6-1场所平坦的程序
场所平坦是将需进行建筑范围内的自然地面，经过人工或机械挖填平坦改造成为设计所需要的平面，以利现场平面部署和文明施工。
在工程总承包施工中，三通一平工作常常是由施工单位来实行，所以场所平坦也成为工程动工前的一项重要内容。
场所平坦要考虑知足整体规划、生产施工工艺、交通运输和场所排水等要求，并尽量使土方的挖填均衡，减少运土量和重复挖运。
场所平坦为施工中的一个重要项目，它的一般施工工艺程序安排是：
现场勘探→消除地面阻碍物→标定整平范围→设置水平基点→设置方格网，丈量标高→计算土方挖填工程量→平坦土方→场所碾压→查收。
当确立平坦工程后，施工人员第一应到现场进行勘探，认识场所地形、地貌和四周环境。
依据建筑总平面图及规划认识并确立现场平坦场所的大概范围。
平坦前一定把场所平坦范围内的阻碍物如树木、电线、电杆、管道、房子、墓地等清理洁净，而后依据总图要求的标高，从水平基点引进基准标高作为确立土方量计算的基点。
土方量的计算有方格网法和横截面法，可依据地形详细状况采纳。
现场抄平的程序和方法由确立的计算方法进行。
经过抄平丈量，可计算出该场所按设计要求平坦需挖土和回填的土方量，再考虑基础开挖还有多少挖出（减去回填）的土方量，并进行挖填方的均衡计算，做好土方均衡分配，减少重复挖运，以节俭运费。
大面积平坦土方宜采纳机械进行，如用推土机、铲运机推运平坦土方；有大
量挖方应用挖土机等进行。
在平坦过程中要交织用压路机压实。
平坦场所的一般要求以下：
1．平坦场所应做好地面排水。
平坦场所的表面坡度应切合设计要求，如设
计无要求时，一般应向排水渠方向作成不小于0.2％的坡度。
2．平坦后的场所表面应逐点检查，检查点为每
2
点，但许多
100~400m取1
于10点；长度、宽度和边坡均为每20m取1点，每边许多于1点，其质量检验标准应切合表6-46的要求。
3．场所平坦应常常丈量和校核其平面地点、水平标高和边坡坡度能否切合
设计要求。
平面控制桩和水平控制点应采纳靠谱举措加以保护，按期复测和检查；土方不该堆在边坡边沿。
6-1-6-2场所平坦的土方量计算
场所平坦前，要确立场所设计标高，计算挖填土方量以便据此进行土方挖填均衡计算，确立均衡分配方案，并依据工程规模、施工限期、现场机械设备条件，采纳土方机械，制定施工方案。
1．场所平坦高度的计算
对较大面积的场所平坦，正确地选择场所平坦高度（设计标高），对节俭工程投资、加速建设速度均拥有重要意义。
一般选择原则是：
在切合生产工艺和运输的条件下，尽量利用地形，以减少挖方数目；场所内的挖方与填方量应尽可能达到相互均衡，以降低土方运输花费；同时应试虑最高洪水位的影响等。
场所平坦高度计算常用的方法为“挖填土方量均衡法”，因其观点直观，计算简易，精度能知足工程要求，应用最为宽泛，其计算步骤和方法以下：
（1）计算场所设计标高
如图6-2（a），将地形图区分方格网（或利用地形图的方格网），每个方格的角点标高，一般可依据地形图上相邻两等高线的标高，用插入法求得。
当无地形图时，亦可在现场打设木桩定好方格网，而后用仪器直接测出。
图6-2场所设计标高计算简图
（a）地形图上区分方格；（b）设计标高表示图
1-等高线；2-自然地坪；3-设计标高平面；4-自然地面与设计标高平面的交线（零线）
一般要求是，使场所内的土方在平坦前和平坦后相等而达到挖方和填方量平
衡，如图6-2（b）。
设达到挖填均衡的场所平坦标高为H0，则由挖填均衡条件，
H0值可由下式求得：
H1
2H23H3
4H4
（6-5）
H0
4N
式中
a——方格网边长（
）；
m
N——方格网数（个）；
H11H22——任一方格的四个角点的标高（m）；
H1——一个方格共有的角点标高（m）；
H2——二个方格共有的角点标高（m）；
H3——三个方格共有的角点标高（m）；
H4——四个方格共有的角点标高（m）。
（2）考虑设计标高的调整值
上式计算的H0，为一理论数值，实质尚需考虑：
1）土的可松性；2）设计标高以下各样填方工程用土量，或设计标高以上的各样挖方工程量；3）边坡填挖土方量不等；4）部分挖方就近弃土于场外，或部分填方就近从场外取土等要素。
考虑这些要素所惹起的挖填土方量的变化后，适合提升或降低设计标高。
（3）考虑排水坡度对设计标高的影响
式（6-5）计算的H0未考虑场所的排水要求（即场所表面均处于同一个水平
面上），实质均应有必定排水坡度。
如场所面积较大，应有2‰以上排水坡度，尚应试虑排水坡度对设计标高的影响。
故场所内任一点实质施工时所采纳的设计
标高H0（m）可由下式计算：
单向排水时
Hn＝H0＋l·i
（6-6）
双向排水时
H＝H0±lxix±lyiy
（6-7）
式中z——该点至H0的距离（m）；
i——
x
方向或
y
方向的排水坡度（许多于‰）；
2
lx、ly——该点于
x-x
、
y-y
方向距场所中心线的距离（
）；
m
ix、iy——分别为x方向和y方向的排水坡度；
±——该点比H0高则取“＋”号，反之取“－”号。
2．场所平坦土方工程量的计算
在编制场所平坦土方工程施工组织设计或施工方案、进行土方的均衡分配以
及检查查收土方工程时，常需要进行土方工程量的计算。
计算方法有方格网法和
横断面法两种。
（1）方格网法
用于地形较缓和或台阶宽度较大的地段。
计算方法较为复杂，但精度较高，
其计算步骤和方法以下：
1）区分方格网
依据已有地形图（一般用1：
500的地形图）将欲计算场所区分红若干个方
格网，尽量与丈量的纵、横坐标网对应，方格一般采纳20m×20m或40m×40m，
将相应设计标高和自然地面标高分别标明在方格点的右上角和右下角。
将自然地
面标高与设计地面标高的差值，即各角点的施工高度（挖或填），填在方格网的
左上角，挖方为（－），填方为（＋）。
2）计算零点地点
在一个方格网内同时有填方或挖方时，应先算出方格网边上的零点的地点，
并标明于方格网上，连结零点即得填方区与挖方区的分界限（即零线）。
零点的地点按下式计算（图
6-3）：
h1
ax2
h2
a（6-8
）
x1
h1h2
h1
h2
式中
x1x2
——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）。
图6-3零点地点计算表示图
图6-4零点地点图解法
为省略计算，亦可采纳图解法直接求出零点地点，如图6-4所示，方法是用
尺在各角上标出相应比率，用尺相接，与方格订交点即为零点地点。
这类方法可
防止计算（或查表）出现的错误。
3）计算土方工程量
按方格网底面积图形和表6-31所列体积计算公式计算每个方格内的挖方或
填方量，或用查表法计算，相关计算用表见表6-31。
常用方格网点计算公式
表6-31
注：
1.a——方格网的边长（
m）；b、c——零点到一角的边长（
m）；h1、h2、h3、h4——方格
网四角点的施工高程（
m），用绝对值代入；Σ
h——填方或挖方施工高程的总和（
m），用绝
对值代入；
V——挖方或填方体积（
3
m）。
2.本表公式是按各计算图形底面积乘以均匀施工高程而得出的。
4）计算土方总量
将挖方区（或填方区）所有方格计算土方量汇总，即得该场所挖方和填方的
总土方量。
[例6-1]厂房场所平坦，部分方格网如图6-5所示，方格边长为20m×20m，
试计算挖填总土方工程量。
图6-5方格网法计算土方量
（a）方格角点标高、方格编号、角点编号图；
（b）零线、角点挖、填高度图
（图中
I、II
、III
等为方格编号；
1、2、3等为角点号）
[解]
①区分方格网、标明高程。
依据图
6-5（a）
方格各点的设计标高和自
然地面标高，计算方格各点的施工高度，标明于图6-5（b）中各点的左角上。
②计算零点地点。
从图6-5（b）中可看出1~2、2~7、3~8三条方格边两头角
的施工高度符号不一样，表示此方格边上有零点存在，由表
6-31第2项公式：
1~2线x1
0.13
20＝11.30（m）
0.10
0.13
2~7线
x1
0.13
20＝4.81（m）
0.41
0.13
3~8线
x1
0.15
20＝8.33（m）
0.21
0.15
将各零点标明于图
6-5（b），并将零点线连结起来。
③计算土方工程量
方格I
底面为三角形和五角形，由表
6-31第1、3项公式：
三角形200土方量
V
0.13
3
11.304.81
＝1.18（m）
6
111.30
（0.100.520.41）
五角形16700土方量V
（202
4.81）
2
5
3
＝-76.80（m）
方格II
底面为二个梯形，由表6-31
第2项公式：
梯形2300土方量
V+＝
20
3
8
（4.81＋8.33）（0.13＋0.15）＝9.20（m）
梯形7800土方量
V-＝-
20
（15.19
＋11.67）（0.41
3
8
＋0.21）＝-41.63（m）
方格III
底面为一个梯形和一个三角形，由表
6-31
第1、2项公式：
梯形3400土方量
V+＝
20
3
8
（8.33＋20）（0.15＋0.12）＝19.12（m）
④汇总所有土方工程量
所有挖方量
ΣV－＝－76.80－41.63－8.17－147－164－115－21.33
3
＝－573.93（m）
所有填方量
ΣV＋＝1.18＋9.20＋19.12＋55.0＋15.33
3
＝99.83（m）
（2）横截面法
横截面法合用于地形起伏变化较大地域，或许地形狭长、挖填深度较大又不
规则的地域采纳，计算方法较为简单方便，但精度较低。
其计算步骤和方法以下：
1）区分横截面
依据地形图、竖向部署或现场测绘，将要计算的场所区分横截面AA'、BB'、
CC"（图6-6），使截面尽量垂直于等高线或主要建筑物的边长，各截面间的
间距能够不等，一般可用10m或20m，在平展地域可用大些，但最大不大于100m。
图6-6画横截面表示图
1-自然地面；2-设计地面
2）画横截面图形
按比率绘制每个横截面的自然地面和设计地面的轮廓线。
自然地面轮廓线与
设计地面轮廓线之间的面积，即为挖方或填方的截面。
3）计算横截面面积
按表6-32横截面面积计算公式，计算每个截面的挖方或填方截面面积。
常用截断面计算公式
表6-32
4）计算土方量
依据横截面面积按下式计算土方量：
A1
A2
s
（6-9）
V
2
3
式中V——相邻两横截面间的土方量（m）；
2
A1、A2——相邻两横截面的挖（－）（或填（＋））的截面积（m）；
s——相邻两横截面的间距（m）。
5）土方量汇总
按表6-33格式汇总所有土方量。
土方量汇总表
表6-33
填方面积
挖方面积
截面间距
填方体积
挖方体积
截面
（m2）
（m）
（m3）
（m3）
（m2）
A-A'
B-B'
C-C'
共计
3．边坡土方量计算
用于平坦场所、修建路基、路堑的边坡挖、填土方量计算，常用图算法。
图算法系依据地形图和边坡竖向部署图或现场测绘，将要计算的边坡区分为两种近似的几何形体（图6-7），一种为三角棱体（如体积①~③、⑤~?
）；另一种为三角棱柱体（如体积④），而后应用表6-34几何公式分别进行土方计算，最后将各块汇总即得场所总挖土（－）、填土（＋）的量。
图6-7场所边坡计算简图
常用边坡三角棱体、棱柱体计算公式
表6-34
[例6-2]场所整平工程，长80m、宽60m，土质为粉质黏土，取挖方区边坡坡度为1：
1.25，填方边坡坡度为1：
1.5，已知平面图挖填分界限尺寸及角点标高如图6-8所示，试求边坡挖、填土方量。
图6-8场所边坡平面轮廓尺寸图
[解]先求边坡角点1~4的挖、填方宽度：
角点1填方宽度0.85×1.50＝1.28（m）
角点2挖方宽度1.54×1.25＝1.93（m）
角点3挖方宽度0.40×1.25＝0.50（m）
角点4填方宽度1.40×1.50＝2.10（m）
依据场所四个控制角点的边坡宽度，利用作图法可得出边坡平面尺寸（如图6-8所示），边坡土方工程量，可区分为三角棱体和三角棱柱体两种种类，按表6-34公式计算以下：
（1）挖方区边坡土方量
挖方区边坡的土方量共计：
3
V挖＝－（24.03＋1.19＋1.44＋47.58＋0.02＋0.02＋0.75）＝－75.03（m）
（2）填方区边坡的土方量
填方区边坡的土方量共计：
3
V填＝28.13＋1.09＋1.12＋60.42＋0.25＋0.22＋5.71＝＋96.94（m）
4．土方的均衡与分配计算
计算出土方的施工标高、挖填区面积、挖填区土方量，并考虑各样改动要素（如土的松懈率、压缩率、沉降量等）进行调整后，应付土方进行综合均衡与分配。
土方均衡分配工作是土方规划设计的一项重要内容，其目的在于使土方运输量或土方运输成本为最低的条件下，确立填、挖方区土方的分配方向和数目，进而达到缩散工期和提升经济效益的目的。
进行土方均衡与分配，一定综合考虑工程和现场状况、进度要乞降土方施工方法以及分期分批施工工程的土方堆放和调运问题，经过全面研究，确立均衡分配的原则以后，才可着手进行土方均衡与分配工作，如区分土方分配区，计算土方的均匀运距、单位土方的运价，确立土方的最优分配方案。
（1）土方的均衡与分配原则
1）挖方与填方基本达到均衡，减少重复倒霉。
2）挖（填）方量与运距的乘积之和尽可能为最小，即总土方运输量或运输花费最小。
3）好土应用在回填密实度要求较高的地域，以防止出现质量问题。
4）取土或弃土应尽量不占农田或少占农田，弃土尽可能有规划地造田。
5）分区分配应与全场分配相协调，防止只顾局部均衡，随意挖填而损坏全局
均衡。
6）分配应与地下修建物的施工相联合，地下设备的填土，应留土后填。
7）选择适合的分配方向、运输路线、施工次序，防止土方运输出现对流和乱流现象，同时便于机具分配、机械化施工。
（2）土方均衡与分配的步骤及方法
土方均衡与分配需编制相应的土方分配图，其步骤以下：
1）区分分配区。
在平面图上先划出挖填区的分界限，并在挖方区和填方区适合划出若干分配区，确立分配区的大小和地点。
区分时应注意以下几点：
①区分应与房子和修建物的平面地点相协调，并考虑动工次序、分期施工顺
序；
②分配区大小应知足土方施工用主导机械的行驶操作尺寸要求；③分配区范围应和土方工程量计算用的方格网相协调。
一般可由若干个方格
构成一个分配区；
④当土方运距较大或场所范围内土方分配不可以达到均衡时，可考虑就近借土或弃土，此时一个借土区或一个弃土区可作为一个独立的分配区。
2）计算各分配区的土方量并注明在图上。
3）计算各挖、填方分配区之间的均匀运距，即挖方区土方重心至填方区土方重心的距离，取场所或方格网中的纵横两边为坐标轴，以一个角作为坐标原点（图
6-9），按下式求出各挖方或填方分配区土方重心坐标X0及Y0：
图6-9
土方分配区间的均匀运距
X0
（xiVi）
（6-10）
Vi
Y0
（yiVi）
（6-11）
Vi
式中xi、yi——i块方格的重心坐标；
Vi——i块方格的土方量。
填、挖方区之间的均匀运距L。
为：
L0（x0Tx0W）2（y0Ty0W）2（6-12）
式中x0T、y0T——填方区的重心坐标；
x0W、y0W——挖方区的重心坐标。
一般状况下，亦可用作图法近似地求出分配区的形心地点O以取代重心坐
标。
重心求出后，标于图上，用比率尺量出每对换配区的均匀运输距离（L11、L12、
L13）。
所有填挖方分配区之间的均匀运距均需一一计算，并将计算结果列于土方平
衡与运距表内（表6-35）。
土方均衡与运距表
表6-35
注：
L11、L12、L13⋯⋯挖填方之的均匀运距。
x11、x12、x13⋯⋯配土方量。
当填、挖方分配区之间的距离较远，采纳自行式铲运机或其余运土工具沿现
场道路或规定路线运土时，其运距应按实质状况进行计算。
4）确立土方最优分配方案。
关于线性规划中的运输间题，能够用“表上作业
法”来求解，使总土方运输量
为最小值，即为最优分配方
案。
上式中
Lij
——各分配区之间的均匀运距（
m）；
xij
——各分配区的土方量（
3
m）。
5）绘出土方分配图。
依据以上计算，标出分配方向、土方数目及运距（均匀运距再加施工机械行进、倒退和转弯必要的最短长度）。
[例6-3]矩形广场各分配区的土方量和相互之间的均匀运距如图6-10所
示，试求最优土方分配方案和土方总运输量及总的均匀运距。
［解］①先将图6-10中的数值标明在填、挖方均衡及运距表6-36中。
图6-10各分配区的土方量和均匀运距
填挖方均衡及运距表
表6-36
②采纳“最小元素法”编初始分配方案，即依据对应于最小的Lij（均匀运
距）取尽可能最大的xij值的原则进行分配。
第一在运距表内的小方格中找一个
Lij最小数值，如表中L22＝L43＝40，任取此中一个，如L43，于是先确立x43的值，
使其尽可能的大，即x43＝max（400、500）＝400,因为A4挖方区的土方所有调到
B3填方区，所以x41＝x42＝0，将400填入表6-37中x43格内，加一个括号，同时
在x41、x42格内打个“×”号，而后在没有“（）”、“×”的方格内重复上边步骤，挨次地确立其余xij数值，最后得出初始分配方案（表6-37）。
土方初始分配方案
表6-37
③在表6-37基础上，再进行分配、调整，用“乘数法”比较不一样分配方案的总运输量，取其最小者，求得最优分配方案（表6-38）。
该土方最优分配方案的土方总运输量为：
W＝400×50＋100×70＋550×40＋400×60＋50×70＋400×40
3
＝92500（m·m）
其总的均匀运距为：
Lo＝W/V＝92500/1900＝48.68（m）
土方最优分配方案
表6-38
最后将表6-38中的土方分配数值绘成土方分配图，如图6-11所列。
图6-11土方分配图
土方量（m3）
注：
运距（m）
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