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1、1 2场地平整 一 基坑 基槽 路堤土方量计算1 基坑土方量 按拟柱体法 V F下 4F中 F上 H 6 2 基槽 路堤 土方量 沿长度方向分段计算Vi 再V Vi断面尺寸不变的槽段 Vi Fi Li断面尺寸变化的槽段 Vi Fi1 4Fi0 Fi2 Li 6槽段长Li 外墙 槽底中 中 内墙 槽底净长 二 场地平整土方量方格网法 累高法 平均断面法 一 确定场地设计标高考虑的因素 1 满足生产工艺和运输的要求 2 尽量利用地形 减少挖填方数量 3 争取在场区内挖填平衡 降低运输费 4 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 1 小型场地 挖填平衡法 2 大型
2、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 场地设计标高确定的一般方法 挖填平衡法 适用于小型场地平整 如原地形比较平缓 对场地设计标高无特殊要求 1 初步标高 按挖填平衡 方法 将场地划分为每格边长10 40m的方格网 找出每个方格各个角点的地面标高 实测法 等高线插入法 则场地初步标高 H0 H11 H12 H21 H22 4nH11 H12 H21 H22 一个方格各角点的自然地面标高 M 方格个数 或 H0 H1 2 H2 3 H3 4 H4 4nH1 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 2 场地设计标高的调整按泄
3、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 1 单向排水时 各方格角点设计标高为 Hn H0 L i 2 双向排水时 各方格角点设计标高为 Hn H0 Lxix Lyiy 例 某建筑场地方格网 地面标高如图 格边长a 20m 泄水坡度ix 2 iy 3 不考虑土的可松性的影响 确定方格各角点的设计标高 解 1 初步设计标高 场地平均标高 H0 H1 2 H2 3 H3 4 H4 4n 70 09 71 43 69 10 70 70 2 70 40 70 95 69 71 4 70 17 70 70 69 81 70 38 4 9 70 29 m 2 按泄水坡度调整设计标
4、高 Hn H0 Lxix Lyiy H1 70 29 30 2 30 3 70 32 H2 70 29 10 2 30 3 70 36 H3 70 29 10 2 30 3 70 40 其它见图 二 场地土方量计算 1 计算各方格角点的施工高度hn hn Hn Hn 即 hn 该角点的设计标高 自然地面标高 m h1 70 32 70 09 0 23 m 正值为填方高度 h2 70 36 70 40 0 04 m 负值为挖方高度 2 确定零线 挖填分界线 插入法 比例法找零点零点连线 3 场地土方量的计算 分别按方格求出挖 填方量 再求整个场地总挖方量 总填方量 1 四角棱柱体法1 全挖 全填
5、格 V挖 填 a2 h1 h2 h3 h4 4h1 h4 方格角点施工高度绝对值V挖 填 挖方或填方的体积 2 部分挖 部分填格 V挖 填 a2 h挖 填 2 4 h h挖 填 方格角点挖或填施工高度绝对值之和 h 方格四个角点施工高度绝对值总和 2 四方棱柱体平均高度法 略 3 三角棱柱体法 略 均见教材 2 最佳设计平面 最小二乘法原理 按挖填平衡法计算得出的设计平面标高 能使土方挖填平衡 但不能保证总的土房量最小 应用最小二乘法原理 可求得满足挖填平衡和满足总土方量最小 适用于大型场地或地形复杂的场地平整 由几何学可知 任一平面在直角坐标体系中都可用三个参数c ix iy来确定 在平面上
6、任一点i的标高zi 可由下式求出 zi c xiix yiiy式中xi i点在X方向的坐标 yi i点在Y方向的坐标 则场地的方格网角点的施工高度为 Hi zi zi c xiix yiiy zi i 1 n 式中Hi 方格网角点的施工高度 zi 方格网角点的设计平面标高 zi 方格网角点的原地形标高 n 方格角点总数 令 为土方施工高度的平方和 则 Hi代入上式 P1 c x1ix y1iy z1 2 P2 c x2ix y2iy z2 2 Pn c xnix yniy zn 2分别对c ix iy求偏导 经过整理得 P c Px ix Py iy Pz 0 Px c Pxx ix Pxy
7、iy Pxz 0 Py c Pxy ix Pyy iy Pyz 0式中 P P1 P2 Pn Px P1X1 P2X2 PnXn Pxx P1X1X1 P2X2X2 PnXnXn Pxy P1X1Y1 P2X2Y2 PnXnYn其余类推 解上述方程组可得c ix iy 然后代入Hi可求出各角点施工高度 应用上述方程时 若已知c ix iy时 只要把它作为常数代入 即可求出该条件下的最佳设计平面 但它与无任何条件限制下求得的最佳平面相比 其总土方量一般要比后者大 三 土方的调配 在施工区域内 挖方 填方或借 弃土的综合协调 1 要求 总运输量最小 土方施工成本最低 2 步骤 1 找出零线 画出挖
8、方区 填方区 2 划分调配区注意 1 位置与建 构筑物协调 且考虑开 施工顺序 2 大小满足主导施工机械的技术要求 3 与方格网协调 便于确定土方量 4 借 弃土区作为独立调配区 划分调配区示例 3 找各挖 填方区间的平均运距 即土方重心间的距离 可近似以几何形心代替土方体积重心 4 列挖 填方平衡及运距表 5 调配方法 最小元素法 就近调配 顺序 先从运距小的开始 使其土方量最大 结果 所得运输量较小 但不一定是最优方案 总运输量97000m3 m 6 画出调配图 略 3 调配方案的优化 线性规划中 表上作业法 1 确定初步调配方案 如上 要求 有几个独立方程土方量要填几个格 即应填m n
9、1个格 不足时补 0 如例中 m n 1 3 4 1 6 已填6个格 满足 2 判别是否最优方案用位势法求检验数 ij 若所有 ij 0 则方案为最优解 1 求位势Ui和Vj 位势和就是在运距表的行或列中用运距 或单价 同时减去的数 目的是使有调配数字的格检验数为零 而对调配方案的选取没有影响 计算方法 平均运距 或单方费用 Cij Ui Vj 设U1 0 则V1 C11 U1 50 0 50 U3 C31 V1 60 50 10 V2 110 10 100 2 求空格的检验数 ij ij Cij Ui Vj 11 50 0 50 0 有土 13 100 0 60 40 21 70 60 50
10、 80 结论 表中 12为负值 不是最优方案 应对初始方案进行调整 三 方案调整调整方法 闭回路法 调整顺序 从负值最大的格开始 1 找闭回路沿水平或垂直方向前进 遇适当的有数字的格转弯 直至回到出发点 2 调整调配值从空格出发 在奇数次转角点的数字中 挑最小的土方数调到空格中 且将其它奇数次转角的土方数都减 偶数次转角的土方数都加这个土方量 以保持挖填平衡 3 再求位势及空格的检验数 由于所有的检验数 ij 0 故该方案已为最优方案 若检验数仍有负值 则重复以上步骤 直到全部 ij 0而得到最优解 4 绘出调配图 包括调运的流向 数量 运距 5 求出最优方案的总运输量 400 50 100 70 500 40 400 60 100 70 400 40 94000m3 m 有借 弃土时的土方调配图
