园林工程学土方工程(编辑修改稿)

园林工程学土方工程(编辑修改稿)内容摘要：

算段两端断面呈梯形 ,各边数值如图 125示。 二断面之间的距离为 6Om,试比较用算术平均法和拟棱台公式计算所得结果。 先求 S S2面积 S1=„ *(3+)+()*‟ /2 = S2=„ *(3+8)+()*8‟ /2 = ① 用算术平均法（公式 6） 求土方量 V=(S1+S2)*L/2 V=(+)*60/2=879m3 图 125 ② 用拟棱台公式„即公式（ 19）‟求土堤土方量。 i) 用求棱台中截面面积公式求中截面面积 S0。 S0=(S1+S2+2√ S1∙S2 )/4= (++√ )/4 = V=(S1+S2+4 S0)/6= (++4*)*60/6 = ii) 用 S1及 S2各对应边的算术平均值求取 中截面面积 S0 S0=„ (3+)+()‟ /2 = V=(S1+S2+4S0)/6=(++4*)*60/6 = 由上述计算可知 ,二种计算 S0面积的方法 ,其所得结果相差无几 ,而二者与算术平均法所得结果相比较 ,则相差较多。 用垂直断面法求土方体积， 比较繁琐的工作是断面面积的计算。 计算断面积的方法多种多样 ,对形状不规则的断面既可用求积仪求其面积 ,也可用 方格纸法 、 平行线法 或 割补法 等方法进行计算 ,但这些方法也费时间 ,以下介绍几种常见断面面积的计算公式表 122。 表 122 常见断面积计算公式 垂直断面法也可以用于平整场地的土方量计算 ,以下是一个具体算例。 设 :某公园有一地块 ,地面高低不平 ,拟整理成一块具 10﹪ 坡度的场地，试用垂直断面法求其挖填土方量。 见图 12图 127。 图 126用垂直断面求场地土方量 图 126用垂直断面求场地土方量 2 等高面法 (水平断面法 ) 等高面法是 沿等高线取断面 ,等高距即为二相邻断面的高 ,计算方法同断面法。 图 l28水平断面法图示 其计算公式如下 : V=(S1+S2)h/2+(S2+S3)h/2„ (Sn1+Sn)/2+(+Sn*h)/3 =（ S1/2+Sn/2+S2+S3+„ +Sn1） *h+Sn*h/3 式中 V土方体积 (m3) S断面面积 (m2)。 h等高距 (m) 等高面法 最适于 大面积的自然山水地形 的土方计算。 我国园林素尚自然 ,园林中山水布局讲究 ,地形的设计要求因地制宜 ,充分利用原地形 ,以节约工力。 同时为了造景又要使地形起伏多变。 总之 ,挖湖堆山的工程是在原有的崎岖不平的地面上进行的。 所以计算土方量时必须考虑到原有地形的影响 ,这也是自然山水园土方计算较繁杂的原因。 由于园林设计图纸上的原地形和设计地形均用等高线表示 ,因而采用等高面法进行计算最为便当。 实例说明其计算步骤与方法。 例 :某公园局部 (为了便于说明 ,只取局部 )地形过于低洼 ,不适于一般植物的生长和游人活动。 现拟按设计水体挖掘线将低洼处挖成水生植物栽植池 (常水位为),挖出的土方加上自公园内其它局部调运来的 1000m3土方 ,适当将地面垫高 ,以适应一般乔灌木的生长要求 ,并在池边堆一座土丘 (见图129),试计算其土方量。 图 129 其计算步骤如下 : (一 ) 先确定一个计算填方和挖方的交界面 —— 基准面 ,基准面标高是取设计水体挖掘线范围内的原地形标高的平均值 ，本例的基准面标高为。 （ 二） 求设计陆地原地形高于基准面的土方量 ,先逐一求出原地形各等高线所包围的面积 ,如 (即 )、 、 .....面积可用方格纸或求积仪求取，代入公式（ 18） ,把 (17)式中 L的改为 h,分别算出各层土方量： V=(S1+S2) L/2 =4050m2 =2925 m2 h== ～ =（ 4050+2925） /2*= ～ „„ 余此类推 ,而后累计各层土方量即得。 （五）求设计水体挖方量计算方法如下 : V挖 =A HmH2 L/2 (117) 式中 A基准面 (标高 )范围内的面积 (m2) H最大挖深值 (也可以取挖深平值 ,m)(见图 1210) m坡度系数 L岸坡的纵向长度 (m)。 图 129中的水生植物栽植池测得其设计湖岸线包围的面积 A≈950m 2；挖深 H==； 坡度系数 m≈4 平均值。 岸坡纵长 L≈150m。 代入公式 : V挖 =A HmH2 L/2=950*„ 4*（ ） 2*150‟ /2≈ 3 图 1210 (六 )土方平衡 V挖 +V外来土 和 V填 比较。 令其相等或接近相等 (允许有一定误差 ,这些误差视精度要求而定 )。 如果挖方和填方相差太大 ,应当调整设计地形，填高些或挖深直到达到精度要求为止。 但是计算中单纯追求数字的绝对平均是没有必要的。 因为作计算依据的地形图本身就存在一定误差 ,同时施工中多挖几吨或少几吨也难于觉察出来。 在实际工作中计算土方量时虽要考虑土方就地平衡 ,但应更重视在保证设计意图的前提下如何尽可能减少动土量和不必要的搬运 ,这样做对节约投资 ,缩短工期着很大意义。 水平断面法除了用于自然山水地形的土方量计算 ,还可以用来作局部平整场地的土方计算。 见图 1211其计算步骤如下 : 断面法计算土方量，其精确度主要取决于截取断面的数量 ,多则较精确 ,少则较粗。 图 1211水平断面法 首先根据设计图纸上 原地形等高线和设计地形等相交的情况 ,找出零点的位置并依据实际情况将各零点连接成零点线 (即不挖不填的线 ),按零点线将挖方区与填方区分开。 而后分别求出挖方区 (或填方区 )各断面的面积 ,如图 1211中的 WSI1,WS I2,WSI3等及 WSⅡ 1,WSⅡ 2,WSⅡ 3 等等 ,或填方区中的TSA1,TSA2等 ,有了断面面积各区 (挖方区或填方区 )的土方量便可用公式 (17)求得。 求得结果 ,表的格式如表 123。 表 123 三、方格网法 在建园过程中 ,地形改造除挖湖堆山 ,还有许多大大小小的各种用途的地坪、缓坡地平整场地的工作是将原来高低不平的、比较破碎的地形按设计要求整理成为平坦的具一定坡度的场地，如：停车场、集散广场、体育场、露天演出场等等。 整理这类地块的土方计算最适宜用方格网法。 方格网法是把平整场地的设计工作和土方量计算工作结合在一起进行的。 其工作程序是 :(1)在附有等高线的施工现场地形图上作方格网控制施工场地 ,方格边长数值取决于所要求的计算精度和地形变化的复杂程度。 在园林中一般用 20— 40m， （规划阶段： 50*50不可取，取 20*20， 10*10，方案阶段：如广场设计 5*5可以，） (2)在地形图上用插入法求出各角点的原地形标高 (或把方格网各角点测设到地面上 ,同时测出各角点的标高 ,并标记在图上 )。 (3)依设计意图 (如 :地面的形状、坡向、坡度值等 )确定各角点的设计标高。 (4)比较形标高和设计标高 ,求出施工标高。 (5)土方计算 ,其具体计算步骤和方法结合实例加以阐明。 例如：某公园为满足游人游园活动的需求，拟将整成三坡向两面坡的“ T” 形广场，纵坡 %，横坡 2%，土方就地平衡，求其施工标高和土方量（图 1213） 图 1213 1 根据场地情况（考虑地块的尺寸，若75M， 75M则 20M为网格单元，若 75M，60M，则 15M为网格单元，）作边长 20m的方格控制网 ，用内插法求出各角点原地形标高，用坡度公式求个角点设计标高（图 1213）。 假设 A点的设计高程 X，以 2%， %，可算出 B点的设计高程X2%*%*20 A B 2 求平整标高 H0 把一块高低不平的地面在保证土方平衡的提下，挖高垫低使土地成为水平的，这个水平面的高程就是平整标高。 通常：设计工作中以原地面高程的平均值（算术平均或加权平均） —— 平整标高 —— 理解为居于某一水准面之上而表面崎岖不平的土体，经平整后表面成为水平的，高度），见图 1214 、 图 1215 图 1214 方格网标注位臵 图 1215平整地形透视图 该土体自水准面以上经平整后的体积 V平 假设 ABCD为原地形，假设将 AB、 AD、 DC、 BC看成是均一变化的，则 V原 =（ AA’+BB’+CC’+DD’） /4*SA’B’C’D’= V平=H0*SA’ B’ C’ D’= V设 V平 =H0*N*a2 式中 V平 —— 该土体自水准面以上经平整后的体积； H0=V/Na2 N—— 方格数； H0—— 平整标高； a—— 方格边长 根据平整前后这块土体体积相等的条件 V平 =V原 =V设 平整前体积为各方格体积之和 V原 = V原 1+ V原 2+ V原 3+ V原 4+ V原 5 +V原 6+ V原 7+ V原 8 每个方格体积为底面积乘平均高度 V原 1=a2*(h11+ h12+ h13+ h14)/4 依次类推出现，组成一个方格的点其高程在运算过程中计算一次；组成两个方格的点其高程在运算过程中计算两次；组成三个方格的点其高程在运算过程中计算三次；组成四个方格的点其高程在运算过程中计算四次。 见 图 1216 B A C D A’ B’ D’ C’ 图 1216 平整轴测图 H0*N*a2=（ ∑h 1+2∑h 2+3∑h 3+4∑h 4） * a2/4 H0=（ ∑h 1+2∑h 2+3∑h 3+4∑h 4） /4N （ 119） 式中 h1—— 计算时使用一次的角点高程； h2—— 计算时使用三次的角点高程； h3—— 计算时使用三次的角点高程； h4—— 计算时使用四次的角点高程。 公式 (119)求得的 Ho只是初步的 ,实际工作中影响平整标高的还有其它因素 ,如外来土方和弃土的影响 ,施工场地有时土方有余 ,而其场地又有需求 ,设计时便可考虑多挖。 有时由于场地标高过低 ,为使场地标高达到一定高度 ,而需运进土方以补不足。 这些运进或外弃的土方量直接影响到场地的设计标高和土方平衡 ,设这些外弃的 (或运进的 )土方体积为 Q,则这些土方影响平整标高的修正值 Ah应是 : △ h=Q/Na2 ∴ (1 19)可改写成 H0=(∑h 1+2∑h 2+3∑h 3+4∑h 4)/4N177。 Q/Na2 (120) 此外土壤可松性等对土方的平衡也有影响。 例题中 ∑ h1=h11+hl5十 h21+h25+h41十 h43 =+++++ = 2∑h 2=(h12+h13 +h14+ h31+ h33+ h42)*2 =(+++++) 2 = 3∑h 3=（ h22 +h24） 3 =(+) 3 = 4∑h 4=（ h23+h32） 4 =(+) 4 = 代入公式 (119) N=8 H0=(+++)/32 ≈ (图 1213)中的平整标高。 平整标高同样实用于设计地形，区别在于含有 X H0=（ ∑h 设 1+2∑ h设 2+3∑ h设 3+4∑ h设 4） / 4 N （ 119） ∑h 1′=x +++++ =。