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第一章??????土方工程 1.2 场地设计标高的确定 大型工程项目通常都要确定场地设计平面, 进行场地平整。场地平整就是将自然地面改造 成人们所要求的平面。 场地设计标高应满足规划、生产工艺及运 输、排水及最高洪水位等要求,并力求使场地 内土方挖填平衡且土方量最小。 场地设计标高的两种方法: 1.2.1 场地设计标高计算的一般方法 1.2.1.1 计算原则 将场地划分成边长 为a 的若干方格,并将方 格网点的原地形标高标在 图上(图1-1a)。原地形 高可利用等高线用插入法 求得或在实地测量得到。 1.2.1 场地设计标高 计算的一般方法 1.2.1.1 计算原则 由式1-2可得到: 点的标高在计算过程中被应用的次数( Pi ) 反映了各角点标高对计算结果的影响程度,测量上的术语称为“权”。 考虑各角点标高的“权”,式(1-3)可改写成更便于计算的形式: 1.2.1.2 计算步骤 以Zo 作为场地中心的标高(图1-2),则场地任意点的设计标高为: 施工高度计算 求得 后,即可按下式计算各角点的施工高度Hi,施工高度的含义是该角点的设计标高与原地形标高的差值: 1.2.2 最佳设计平面 最佳设计平面即设计标高满足规划、生产工艺及运输、排水及最高洪水位等要求,并做到场地内土方挖填平衡,且挖填的总土方工程量最小。 1.2.2.1 最佳设计平面设计原理 任何一个平面在直角坐标体系中都可以用三个参数 c、 、 来确定(图1-3)。 1.2.2.1 最佳设计平面设计原理 在(图1-3)所示的这个平面上任何一点 i 的标高 ,可以根据下式求出: 与前述方法类似,将场地划分成方格网,并将原地形标高 标于图上,则该场地方格网角点的施工高度为: 土方工程量与施工高度之和成正比。 施工高度之和为零时,则表明该场地土方的填挖平衡, 但由于施工高度有正有负,当但它不能反映出填方和挖方的绝对值之和为多少。 为了不使施工高度正负相互抵消,若把施工高度平方之后再相加,则其总和能反映土方工程填挖方绝对值之和的大小。 但要注意,在计算施工高度总和时,应考虑方格网各点施工高度在计算土方量时被应用的次数Pi,令σ为土方施工高度之平方和,则: 将公式(1-8)代入上式,得: 1.2.2.2 最佳设计平面的计算方法 为了求得σ最小时的设计平面参数c、 、 可以对式1-9的c、 、 分别求偏导数,并令其为0,于是得: 经过整理,可得下列准则方程: 解联立方程组(1-11),可求得最佳设计平面的三个参数c、 ix 、iy (尚未考虑工艺、运输等要求),然后即可根据方程式(1-3)算出各角点的施工高度。 在实际计算时,可采用列表方法(表1-3)。最后一列的和[PH]可用于检验计算结果,当[PH]=0,则计算无误。 应用上述准则方程时,若已知c 或ix,或 iy 时,只要把这些已知值作为常数代入,即可求得该条件下的最佳设计平面。 1.2.2.3 设计标高的调整 (1) 考虑土的最终可松性,需相应提高设计标高,以达到 土方量的实际平衡。 (2) 考虑工程余土或工程用土,相应提高或降低设计 标高。 (3) 根据经济比较结果,如采用场外取土或弃土的施工方案,则应考虑因此引起的土方量的变化,需将设计标高进行调整。 场地设计平面的调整工作也是繁重的,如修改设计 标高,则须重新计算土方工程量。 * 1.2 场地设计标高的确定 第一章 土方工程 第一章 土方工程 1.一般方法:如场地比较平缓,对场地设计标高无特殊要求,可按照“挖填土方量相等”的原则确定场地设计标高; 2.用最小二乘法原理求最佳设计平面:应用最小二乘 法的原理,不仅可满足土方挖填平衡、还可做到土方的总工程量最小。 第一章 土方工程 a) 地形图方格网 图1-1 场地设计标高计算示意图 1—等高线 第一章 土方工程 按照挖填土方量相等的 原则(图1-1b),场地设计 标高可按下式计算: (1-2) b)设计标高示意图 图1-1 场地设计标高计算示意图 2—自然地面;3—设计平面 第一章 土方工程 (1-3) 式中 zo——所计算场地的设计标高(m);
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