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          哈爾濱土方公司路基土石方及調配

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          哈爾濱土方公司路基土石方及調配

          發布日期:2019-04-08 作者:哈爾濱土方公司 點擊:


          一般情況下.橫斷面的面積以平方米為單位,取小數后一位,土石方的體積以立方米為單位,取至整數。

          一、橫斷面面積計算

          路基填挖的斷面積是指斷面圖中地面線與路基設計線所圍成的面積,一般常用的計算方法如下。

          1.積距法

          積距法的原理是把斷面面積垂直分割成寬度相等的若干條塊,由于每一條塊的寬度相等

          所以在計算面積時,只需量取每一條塊的平均高度,然后乘以寬度,即可得出每一條塊的面積.如圖1-4-13。

           

          哈爾濱土方公司

          由此可見,積距法求面積就是在實際操作中轉化為量取hi的累加值,這種操作可以用分

          規按順序連續量取每一條塊的平均高度hi;分規Z后的累計高就是∑hi,將條塊寬度乘以累計高度∑hi,即為填或挖的面積。積距法也可以用厘米格紙拆成窄條作為量尺,每量一次hi ,在窄條上畫好標記,從開始到Z后標記的累計距離就是∑hi,然后乘以條塊寬度b,即為所求面積。

          2.坐標法

          如圖1-4-14建立坐標系,給定多邊形各頂點的坐標,由解析幾何可得多邊形面積的計算公式為;

           

          式中:x,y——分別為設計線和地面線圍成面積的各頂點的坐標,m。

          坐標法精度較高,方法較繁,適用計算機計算。

          3.幾何圖形法

          當橫斷面的地面線較規則且橫斷面面積較大,可將路基橫斷面分為幾個規則的幾何圖形,分別計算各圖形面積后相加得到總面積。

          3. 混合法

          在一個較大的橫斷面中,幾何圖形法和積距法共用,以加快計算速度。

           

          在橫斷面面積計算中應注意以下幾個問題:

          (1)填方和挖方的面積應分別計算。

          (2)填方或挖方中的土石也應分別計算,因為其工程造價不同。

          (3)有些情況下橫斷面上的某一部分面積可能既是挖方面積,又要算做填方面積(不良地質換填),例如,遇既要挖除,又要回填其他材料。

          二、填挖方體積計算

          1.平均斷面法

          2.棱臺法

          目前一般仍采用平均斷面法計算填挖方體積。

          三、路基土石方的調配

          在路基的施工過程中,就某一斷面的土石方而言,會發生三種情況。

          一是挖去多余的土,形成路基,或者本樁有填有挖,利用了本樁的土后,還有多余,需要調走(挖余);

          二是借其他地方的土,形成路基,或者本樁有填有挖,利用了本樁的土后,還不夠,需要借土(填缺);

          三是本樁有填有挖,利用本樁的土填挖平衡(本樁利用)。

          針對這些情況,“挖余”有兩種處理方法:調至其他斷面利用或棄土廢方?!疤钊薄币灿袃煞N解決辦法:從其他斷面調土或從路外借土。土方調配就是要解決這些問題。

          1.調配原則

          (1)先橫向后縱向,填方首先考慮本樁利用,以減少借方和調運方數量。

          (2)綜合考慮不同的施工方法、運輸條件、地形情況等因素、采用合理的經濟用距。

          (3)保護生態環境,避免或防止由于取土或棄土導致水土流失、河道堵塞、塌方等生態環境的惡化,要把保護生態環境放在重要的位置。這樣工程造價可能有所提高,但遠低于由于生態破壞后為恢復生態環境所付出的代價。

          (4)土和石應分別調配。不同性質的土石應分別調配,以便分層填筑,分別計價。

          (5)考慮到施工的因素,土石方一般不跨深溝或上坡調運;借土、廢方要考慮借土還田,整地造田,排灌養殖,使公路建設和其他相關方面形成良性循環。

          2.調配計算中的幾個問題

          (1)免費運距

          (2)經濟運距


           

          式中:L經——經濟運距,m;

          B——借方單價,元/m3;

          T一—超運運費單價,元/m3?m。

          這個公式的含意是在考慮了免費運距之后.調土的費用和借土的費用相等時的距離稱為經濟運距,換言之,縱向調土超過了經濟運距,就不如借土合算了。

          在計算運距時注意預算定額的規定:土石方的運距,第一個20m(指人工運輸)為免費運

          距,如不足20m也按規定20m計,此后每增加10m為一個超運運距單位,尾數不滿5m時不計,滿5m時按10m計。這個超運運距單位稱為“級”。

          (3)平均運距

          (4)運量

          調配土石方的數量與調運距離的乘積稱為運量。在這里調運距離是指超運運距,而不包括免費運距,而且運距在計價中是按“級”來計算的,所以運量為:

          W=QN

          式中:W——運量,m3;

          Q——調配土石方數量,m3;

          N——平均超運距單位,m,N=(L-Lm)/T;

          L——平均運距,m;

          Lm——免費運距,m;

          T一—超運運距單位,m。

          (5)計價土石方數量


           

          3.調配方法

          路基土石方數量計算表調配法是土石方調配常用的方法之一,它具有簡捷、方便、清晰、精度符合要求的特點,如表1-4-6所示。調配的方法與步驟如下:

          (1)填表計算;在完成了路基土石方數量計算并復核無誤后,計算并填寫路基土石方計算表中的“本樁利用”、“填缺”、“挖余”各欄,其閉合式為:

          填方=本樁利用+填缺

          挖方=本樁利用+挖余

          (2)分析判斷:根據“填缺”、“挖余”的分布情況,分析調土的方向和大致的數量,然后按施工方法、運輸方式.選定經濟運距,并以此綜合其他因素確定Z大調運距離,確定調配方向和數量。經縱向調運后如有填方不足,應考慮借方,本樁利用后又未調運的挖方按廢方計。

          (3)表格填寫:在分析的基礎上進行計算,并把結果填人相應欄中。在“遠運利用縱向調配示意”欄內,用箭線表示調配方向,并標注調運土石方數量及超運運距的級數(一級記為①,二級記為②,以此類推),在“借方數量及運距”和“廢方數量及運距”欄內分別填入本樁路外借土的數量和本樁的廢方,分母填入相應的級數。Z后計算總運量??傔\量是本樁廢方、借方、調運數量與級數乘積的總和。

          (4)復核:調配完成后按下式分頁核算

          填缺=遠運利用+借方

          挖余=遠運利用+廢方

          每公里核算:(跨公里調入方)+挖方+借方=(跨公里調出方)+填方+廢方

          每公里土石方數量計算與調配完成后,填寫《路基每公里土石方數量表》,并進行全線總計和復核:


          路基土石方是公路工程的一項主要工程量,在公路設計和路線方案比較中,路基土石方數量的多少是評價公路測設質量的主要技術經濟指標之一。在編制公路施工組織計劃和工程概預算時,還需要確定分段和全線路基土石方數量。

          地面形狀是很復雜的,填、挖方不是簡單的幾何體,所以其計算只能是近似的,計算的精確度取決于中樁間距、測繪橫斷面時采點的密度和計算公式與實際情況的接近程度等。計算時一般應按工程的要求,在保證使用精度的前提下力求簡化。

           

          一、橫斷面面積計算

           

              路基的填挖斷面面積,是指斷面圖中原地面線與路基設計線所包圍的面積,高于地面線者為填,低于地面線者為挖,兩者應分別計算。通常采用積距法和坐標法。

          1.積距法:如圖4-5將斷面按單位橫寬劃分為若干個梯形和三角形,每個小條塊的面積近似按每個小條塊中心高度與單位寬度的乘積:Ai=b hi

              則橫斷面面積: A =b h1+b h2 +b h3 +… +b hn =b∑ hi

          當 b = 1m 時,則 A 在數值上就等于各小條塊平均高度之和 ∑ hi 。

           

          2.坐標法:如圖4-6已知斷面圖上各轉折點坐標(xi,yi), 則斷面面積為:

          A = [∑(xi yi+1-xi+1yi ) ] 1/2

          坐標法的計算精度較高,適宜用計算機計算。


           

          二、 土石方數量計算

           

              路基土石方計算工作量較大,加之路基填挖變化的不規則性,要精確計算土石方體積是十分困難的。在工程上通常采用近似計算。即假定相鄰斷面間為一棱柱體,則其體積為:

          V=(A1+A2)   

              式中:V — 體積,即土石方數量(m3);

                    A1、A2  — 分別為相鄰兩斷面的面積(m2);

                    L —相鄰斷面之間的距離(m)。

          此種方法稱為平均斷面法,如圖4-7。用平均斷面法計算土石方體積簡便、實用,是公路上常采用的方法。但其精度較差,只有當A1、A2相差不大時才較準確。當A1、A2相差較大時,則按棱臺體公式計算更為接近,其公式如下:

          V= (A1+A2) L (1+ )         

              式中:m = A1 / A2 ,其中A1 <A2 。

           

              第二種的方法精度較高,應盡量采用,特別適用計算機計算。

           

          用上述方法計算的土石方體積中,是包含了路面體積的。若所設計的縱斷面有填有挖基本平衡,則填方斷面中多計算的路面面積與挖方斷面中少計算的路面面積相互抵消,其總體積與實施體積相差不大。但若路基是以填方為主或以挖方為主,則Z好是在計算斷面面積時將路面部分計入。也就是填方要扣除、挖方要增加路面所占的那一部分面積。特別是路面厚度較大時更不能忽略。

          計算路基土石方數量時,應扣除大、中橋及隧道所占路線長度的體積;橋頭引道的土石方,可視需要全部或部分列入橋梁工程項目中,但應注意不要遺漏或重復;小橋涵所占的體積一般可不扣除。

          路基工程中的挖方按天然密實方體積計算,填方按壓實后的體積計算,各級公路各類土石方與天然密實方換算系數如表4—6所示,土石方調配時注意換算。

           

              表 4—6 路基土石方換算系數

          公路等級土石類別

          土方石方

          松土普通土硬土運輸

          二級及二級以上公路1.231.161.091.190.92

          三、四級公路1.11.051.001.080.84

          三、路基土石方調配

           

              土石方調配的目的是為確定填方用土的來源、挖方土的去向,以及計價土石方的數量和運量等。通過調配合理地解決各路段土石方平衡與利用問題,從路塹挖出的土石方,在經濟合理的調運條件下以挖作填,盡量減少路外借土和棄土,少占用耕地以求降低公路造價。

          (一)土石方調配計算的幾個概念

          1.平均運距

              土方調配的運距,是從挖方體積的重心到填方體積的重心之間的距離。在路線工程中為簡化計算起見,這個距離可簡單地按挖方斷面間距中心至填方斷面間距中心的距離計算,稱平均距離。

          2.免費運距

              土、石方作業包括挖、裝、運、卸等工序,在某一特定距離內,只按土、石方數量計價而不計運費,這一特定的距離稱為免費運距。施工方法的不同,其免費運距也不同,如人工運輸的免費運距為20m,鏟運機運輸的免費運距為100m。

              在縱向調配時,當其平均運距超過定額規定的免費運距,應按其超運運距計算土石方運量。

          3.經濟運距

              填方用土來源,一是路上縱向調運,二是就近路外借土。一般情況用路塹挖方調去填筑距離較近的路堤還是比較經濟的。但如調運的距離過長,以至運價超過了在填方附近借土所需的費用時,移挖作填就不如在路堤附近就地借土經濟。因此,采用“借”還是“調”,有個限度距離問題,這個限度距離既所謂“經濟運距”,其值按下式計算:

              經濟運距: L經 =  + L免

              式中:B —借土單價(元/m3);

                    T —遠運運費單價(元/m3?km);

                    L —免費運距(km)。

              經濟運距是確定借土或調運的界限,當調運距離小于經濟運距時,采取縱向調運是經濟的,反之,則可考慮就近借土。

          4.運量

              土石方運量為平均超運運距單位與土石方調配數量的乘積。

              在生產中,例如工程定額是將人工運輸免費運距20m,平均每增運距10 m 劃為一個運輸單位,稱之為“級”,當實際的平均運距為40m ,則超遠運距20m 時,則 為兩個運輸單位,稱為二級;在路基土石方數量計算表中記作②;

              總運量= 調配(土石方)數量×n

              n = (L - L免)/ A

              式中:n — 平均超運運距單位,(四舍五入取整數)

                    L—土石方調配平均運距(m)

                    L免—免費運距(m)

                    A—超遠運距單位(m)(例如人工運輸A=10 m,鏟運機運輸A=50m;)

          5.計價土石方數量

              在土石方計算與調配中,所有挖方均應予計價,但填方則應按土的來源決定是否計價,如是路外就近借土就應計價,如是移“挖”作“填”的縱向調配利用方,則不應再計價,否則形成雙重計價。即計價土石方數量為:

              V計 = V挖 + V借 

              式中:V計—計價土石方數量(m3)

                    V挖—挖方數量(m3)

                    V借—借方數量(m3)

          (二)土石方調配原則

              1.在半填半挖的斷面中,應首先考慮在本路段內移挖作填進行橫向平衡,多余的土石方再作縱向調配,以減少總的運量。

              2.土石方調配應考慮橋涵位置對施工運輸的影響,一般大溝不作跨越運輸,同時應注意施工的可能與方便,盡可能避免和減少上坡運土。

              3.為使調配合理,必須根據地形情況和施工條件,選用適當的運輸方式,確定合理的經濟運距,用以分析工程用土是調運還是外借。

              4.土方調配“移挖作填”固然要考慮經濟運距問題,但這不是唯一的指標,還要綜合考慮棄方和借方的占地,賠償青苗損失及對農業生產影響等。有時路塹的挖方縱調作路堤的填方,雖然運距超出一些,運輸費用可能高一些,但如能少占地、少影響農業生產,這樣,對整體來說未必是不經濟的。

              5.不同的土方和石方應根據工程需要分別進行調配,以保證路基穩定和人工構造物的材料供應。

              6.位于山坡上的回頭曲線路段,要優先考慮上下線的土方豎向調運。

              7.土方調配對于借土和棄土事先同地方商量,妥善處理。借土應結合地形、農田規劃等選擇借土地點,并綜合考慮借土還田,整地造田等措施。棄土應不占或少占耕地,在可能條件下宜將棄土平整為可耕地,防止亂棄亂堆,或堵塞河流,損害農田。

          (三)土石方調配方法

              土石方調配方法,目前生產上采用土石方計算表調配法,直接在土石方表上進行調配,其優點是方法簡單,調配清晰,精度符合要求。該表也可由計算機自動完成。具體調配步驟是:

              1.土石方調配是在土石方數量計算與復核完畢的基礎上進行的,調配前應將可能影響運輸調配的橋涵位置、陡坡大溝等注明在表旁,供調配時參考。

              2.計算并填寫表中“本樁利用”、“填缺”、“挖余”各欄。當以石作填土時,石方數應填入“本樁利用”的“土”一欄,并以符號區別。然后按填挖方分別進行閉合核算,其核算式為:

              填方= 本樁利用 + 填缺

              挖方= 本樁利用+ 挖余

              3.在作縱向調配前,根據“填缺”、“挖余”的分布情況,選擇適當施工方法及可采用的運輸方式定出合理的經濟運距,供土方調配時參考。

              4.根據填缺、挖余分布情況,結合路線縱坡和自然條件,本著技術經濟少占用農田的原則,具體擬定調配方案。將相鄰路段的挖余就近縱向調配到填缺內加以利用,并把具體調運方向和數量用箭頭表明在縱向調配欄中。

              5.經過縱向調配,如果仍有填缺或挖余,則應會同當地政府協商確定借土或棄土地點,然后將借土或棄土的數量和運距分別填注到借方或廢方欄內。

              6.調配完成后,應分頁進行閉合核算,核算式為:

              填缺=遠運利用+借方

              挖余=遠運利用+廢方

              7.本公里調配完畢,應進行本公里合計,總閉合核算除上述外,尚有:

              (跨公里調入方)+挖方+借方=(跨公里調出方)+填方+廢方

              8.土石方調配一般在本公里內進行,必要時也可跨公里調配,但需將調配的方向及數量分別注明,以免混淆。

              9.每公里土石方數量計算與調配完成后,須匯總列入“路基每公里土石方表”,并進行全線總計與核算。至此完成全部土石方計算與調配工作


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