项目一：土方施工技术
课题一：场地平整
理论知识：
一）、平整场地土方量计算公式与步骤
1.读识方格网图
方格网图由设计单位(一般在1：500的地形图上)将场地划分为边长a=10～40m的若干方格,与测量的纵横坐标相对应,在各方格角点规定的位置上标注角点的自然地面标高(H)和设计标高(Hn),如图所示.
2.确定场地设计标高
1）场地初步标高：
H0=S(H11 H12 H21 H22)/4M
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 2∑H2 3∑H3 4∑H4)/4M
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.
2)场地设计标高的调整
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 ± Li
②双向排水时，各方格角点设计标高为：Hn= H0 ± Lx ix ± L yiy
3.计算场地各个角点的施工高度
施工高度为角点设计地面标高与自然地面标高之差，是以角点设计标高为基准的挖方或填方的施工高度.各方格角点的施工高度按下式计算：
式中hn------角点施工高度即填挖高度(以“ ”为填，“-”为挖)，m；
n------方格的角点编号(自然数列1，2，3，…，n).
Hn------角点设计高程，
H------角点原地面高程.
4.计算“零点”位置，确定零线
方格边线一端施工高程为“ ”,若另一端为“-”,则沿其边线必然有一不挖不填的点，即“零点”(如图1-4所示).
图1-4零点位置
零点位置按下式计算：
式中x1、x2——角点至零点的距离,m；
h1、h2——相邻两角点的施工高度(均用绝对值),m；
a—方格网的边长，m.
确定零点的办法也可以用图解法，如图1-5所示.
方法是用尺在各角点上标出挖填施工高度相应比例，用尺相连，与方格相交点即为零点位置。将相邻的零点连接起来，即为零线。它是确定方格中挖方与填方的分界线。
图1-5零点位置图解法
5.计算方格土方工程量
按方格底面积图形和表1-3所列计算公式，逐格计算每个方格内的挖方量或填方量.
表1-3常用方格网点计算公式
四方棱柱体法
四方棱柱体的体积计算方法分两种情况：
1．方格四个角点全部为填或全部为挖（图1-5a）时：
（1-12）
式中V——挖方或填方体积，m3；
H1，H2，H3，H4—方格四个角点的填挖高度，均取绝对值，m。
a——方格边长，m。
2．方格四个角点，部分是挖方，部分是填方（图1-5b和c）时：
（1-13）
（1-14）
式中∑H填（挖）——方格角点中填（挖）方施工高度总和，各角点施工高度取绝对值，m；
∑H——方格四角点施工高度总和，各角点施工高度取绝对值，m；
a）角点全填或全挖；b）角点二填二挖；c）角点一填（挖）三挖（填）
三角棱柱体的体积计算方法
计算时先把方格网顺地形等高线，将各个方格划分成三角形（图1-6）。
图1-6按地形将方格划分成三角形
每个三角形的三个角点的填挖施工高度，用H1，H2，H3表示。
三角棱柱体的体积计算方法也分两种情况：
1．三角形三个角点全部为挖或全部为填（图1-7a）
（1-15）
式中a—方格边长，m；
H1，H2，H3—三角形各角点的施工高度，m，用绝对值代入。
2．三角形三个角点有填有挖
当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1-7b）。
其中锥体部分的体积为：
（1-16）
楔体部分的体积为
（1-17）
式中H1，H2，H3—一分别为三角形各角点的施工高度，m，取绝对值，其中H3指的是锥体顶点的施工高度。
a）全填或全挖；b）锥体部分为填方
6.边坡土方量计算
场地的挖方区和填方区的边沿都需要做成边坡,以保证挖方土壁和填方区的稳定。
边坡的土方量可以划分成两种近似的几何形体进行计算：
一种为三角棱锥体(图1-6中①～③、⑤～⑾)；
另一种为三角棱柱体(图1-6中④).
图1-6场地边坡平面图
A三角棱锥体边坡体积
式中l1——边坡①的长度；
A1——边坡①的端面积；
h2——角点的挖土高度；
m——边坡的坡度系数，m=宽/高.
B三角棱柱体边坡体积
两端横断面面积相差很大的情况下，边坡体积
式中l4—— 边坡④ 的长度；
A1 、A2、A0—— 边坡④ 两端及中部横断面面积.
7.计算土方总量
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,即得该场地挖方和填方的总土方量.（来源：路桥施工知识微课堂）
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