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土石方量计算
一、基坑、基槽、管沟和路堤土石方量的计算
1、基坑土石方量的计算
在平整的场地上开挖基坑的土石方量的计算,可按立体几何中棱柱体(由两个平行的平面为底的一种多面体)体积公式计算(图1.19),即
(1.7)
式中: ——基坑深度,m; 、 ——基坑上下底面积, ;
——基坑中截面面积, 。
直壁基坑的土方量按下式计算:
(1.9)
2、基槽、管沟和路堤土石方量的计算
可以沿长度方向分段后,再按下式计算(图1.24):
(1.10)
式中: ——第一段的土方量, ; ——第一段的长度,m。
将各段土方相加即得总土方量:
式中: 、 、 、 ——各分段的土方量, 。
二、场地及边坡土方量的计算
场地土方量计算方法有方格网法和断面法两种,在场地较为平坦时宜采用方格网法;当场地地形比较复杂或挖填深度较大、断面不规则时,宜采用断面法。
1、方格网法
将场地划分为边长10-40m的正方形方格网,通常以20m居多,再将场地设计标高和自然地面标高分别标注在方格角点上,场地设计标高于自然地面标高的差值即为各角点的施工高度(挖或填),习惯以“+”号表示填方,“-”号表示挖方。将施工高度标注于角点上,然后分别计算每一方格的填挖土方量,并算得场地边坡的土方量。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,即得场地挖方和填方的总土方量。
计算前应先确定“零线”的位置。零线即挖方区与填方区的分界线,在该线上的施工高度为零。零线的确定方法是:在相邻角点施工高度为一挖一填的方格边线上,用插入法求出零点的位置(图1-9),将各相邻的零点连接起来即为零线。方格中土方量的计算有两种方法,即四角棱柱体法和三角棱柱体法。
(1)四角棱柱体的体积计算方法。
方格四个角点全部为填或全部为挖(图1-10a),其挖方或填方体积为:
式中: 、 、 、 —方格四个角点挖或填的施工高度,均取绝对值,m;a为方格边长。
图1-10 四方棱柱体的体积计算
(a)角点全填或全挖;(b)角点二填或二挖;(c)角点一填(挖)三挖(填)
方格四个角点中,部分是挖方、部分是填方(图1-10b)时,其挖方或填方体积分别为:
方格中的三个角点为挖方另一角点为填方(图1-10c)时,其填方部分的土方量为:
其挖方部分的土方量为:
(2)三角棱柱体的体积计算方法。
计算时先顺地形等高线将各个方格划分成三角形(图1-11),每个三角形三个角点的填挖施工高度用 、 、 表示。
当三角形三个角点全部为挖或全部为填时(图1-12a),其挖填方体积为:
图1-12 三角棱柱体的体积计算 (a)全填或全挖;(b)锥体部分为填方
三角形三个角点有填有挖时,零线将三角形分成两部分,一个是底面为三角形的锥体,一个是底面为四边形的楔体(图1-12b)。其锥体部分和楔体部分的体积分别为:
式中 为锥体顶点的施工高度。
2、断面法
沿场地取若干个相互平行的断面(当精度要求不高时,可利用地形图确定断面,若精度要求较高时,应实地测量确定),将所取的每个断面(包括边坡断面)划分为若干个三角形和梯形,如图1—13所示,则面积为:
,
某一断面面积为: ;
若令 ,则
设各断面面积分别为 ,相邻两断面间的距离依次为 、 、 、 ,则所求土方量为:
(1—28)
注:用断面法计算土方量时,边坡土方量已包括在内。
3、边坡土方量计算
采用方格网法计算土方量时,还要另外计算边坡土方量,方法如下:首先根据规范或设计文件上规定的边坡坡度系数m,把挖方区和填方区的边坡画出来,然后把这些边坡划分为若干个几何形体,如三角棱锥体或三角棱柱体(如图1-14),再分别计算其体积。
(1)三角棱锥体边坡体积。图1-14中的边坡①为三角棱锥体,其体积为:
式中: 为边坡①的长度; 为边坡①的端面积; 为精角点的挖土高度;m为坡度系数。
(2)三角棱柱体边坡体积。图1-14中的边坡④的为三角棱柱体,其体积为:
当两端横断面面积相差很大的情况下,则
式中: 为边坡④的长度; 、 、 分别为边坡④两端及中部的横断面面积,算法同 。 |
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