nullnull1.2 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
null2、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null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
领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计
标高
考虑的因素:
(1) 满足生产
工艺
钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程
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)null1、场地设计标高确定的一般
方法
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(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。 null1、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)/4n
H11、 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+2H2+3H3+4H4)/4n
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。null 2、场地设计标高的调整
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 :(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 Lx ix L yi ynull【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+2H2+3H3+4H4)/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)null(2)按泄水坡度调整设计标高:Hn = H0 Lx ix L yi y ;
H1 =70.29-30×2‰+30×3‰=70.32H2 =70.29-10×2‰+30×3‰=70.36H3=70.29+10×2‰+30×3‰=70.40其它见图null(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null 2、确定零线(挖填分界线)
插入法、比例法找零点
零点连线
null3、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、全填格: V挖(填)=a2 (h1+h2+h3+h4)/4
h1~ 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null2、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。 null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;
null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σ为土方施工高度的平方和,则
σ= = ……+ nullHi代入上式
σ=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]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。
null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。 null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。null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
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null(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
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。
(总运输量97000m3-m)
(6)画出调配图(略) null3、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-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。null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; ……null2)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=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。null(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。 null3)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。 null(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 。null有借、弃土时的土方调配图