土木工程施工講義(邵陽(yáng)學(xué)院房屋建筑方向_楊宗耀)第01講_土方規(guī)劃

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1、,土木工程施工,土木工程施工,邵陽(yáng)學(xué)院 楊宗耀,教 授 級(jí) 高 級(jí) 工 程 師,,終身享受國(guó)務(wù)院特殊津貼專家,,國(guó)家首批注冊(cè)監(jiān)理工程師,,湖南省施工專業(yè)學(xué)術(shù)委員會(huì)副主委,（房屋建筑方向）,前 言,,土木工程施工是土木專業(yè)（房建方向）的一門,實(shí)踐性強(qiáng)、綜合性大、涉及知識(shí)面廣的骨干,專業(yè)課程，它的任務(wù)是研究土木工程施工的局部規(guī)律和全局性規(guī)律。,是同學(xué)們步入工作崗位后要,學(xué)以致用、安身立命,的主要課程之一。,無(wú)論同學(xué)們畢業(yè)后在土木建筑領(lǐng)域從事何種職業(yè)和崗位，學(xué)好本課程的專業(yè)知識(shí)都將使你,受用終生,。,本課程的諸多專業(yè)術(shù)語(yǔ),,、概念和知識(shí)點(diǎn)常常是,,求職面試時(shí)主考官信手,,拈來(lái)的試題，本課程是,,你

2、求職的敲門磚！,本課程的施工程序、工藝,,流程、操作要點(diǎn)、質(zhì)量要,,求等內(nèi)容直接與規(guī)范的強(qiáng),,制性條文接軌，這些知識(shí),,將使你在職場(chǎng)受用一生！,總 目 錄,第,1,講 土方規(guī)劃 第,16,講 鋼結(jié)構(gòu)工程,,第,2,講 土方工程施工要點(diǎn) 第,17,講 起重安裝機(jī)械,,第,3,講 機(jī)械化施工及填土壓實(shí) 第,18,講 結(jié)構(gòu)吊裝施工,,第,4,講 基坑驗(yàn)槽及地基加固處理 第,19,講 防水工程,,第,5,講 混凝土預(yù)制樁施工 第,20,講 裝飾工程施工（,1

3、,）,,第,6,講 混凝土灌注樁施工 第,21,講 裝飾工程施工（,2,）,,第,7,講 磚砌體施工 第,22,講 裝飾工程施工（,3,）,,第,8,講 石砌體及砌塊砌體施工 第,23,講 冬雨期施工技術(shù)措施,,第,9,講 腳手架及垂直運(yùn)輸 第,24,講 施工組織概述,,第,10,講 鋼筋工程 第,25,講 流水施工原理,,第,11,講 模板工程 第,26,講 網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù),,第,12

4、,講 混凝土制備及運(yùn)輸 第,27,講 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用,,第,13,講 混凝土成型及養(yǎng)護(hù) 第,28,講 施工組織總設(shè)計(jì),,第,14,講 預(yù)應(yīng)力材料與機(jī)具 第,29,講 單位工程施工組織設(shè)計(jì),,第,15,講 預(yù)應(yīng)力施工 第,30,講 施工組織設(shè)計(jì)編制實(shí)例,第,1,章 土方工程,第,1,講 土方規(guī)劃,,第,2,講 土方工程施工要點(diǎn),,第,3,講 機(jī)械化施工及填土壓實(shí),,第,1,章 土方工程,,【,教學(xué)要求,】,了解土方工程特點(diǎn)；掌握?qǐng)龅卦O(shè)計(jì)標(biāo)高的確定、調(diào)整與土方調(diào)配；掌握邊坡

5、穩(wěn)定及土壁支護(hù)的基本原理及主要方法；了解施工排、降水方法及流砂防治措施；熟悉常用土方機(jī)械的性能和使用范圍；掌握土方的填筑與壓實(shí)的要求和方法。,,【,教學(xué)重點(diǎn),】,土方調(diào)配；,邊坡穩(wěn)定及土壁支護(hù)的方法；,輕型井點(diǎn),降水；,土方的填筑與壓實(shí),。,,【,教學(xué)難點(diǎn),】,表上作業(yè)法進(jìn)行土方調(diào)配；,輕型井點(diǎn)降水；,邊坡穩(wěn)定及土壁支護(hù)；,影響填土壓實(shí)的因素。,,【,時(shí)間安排,】,本章共,3,講、,6,學(xué)時(shí)。,第,1,講 土方規(guī)劃,1,概述,,,2,土方邊坡,,3,土方量計(jì)算的方法,,,4,場(chǎng)地平整土方量計(jì)算,,5,土方調(diào)配,第,1,章 土方工程,1.2,,土方工程的施工要求,● 土方量少、工期短、費(fèi)用??；

6、,,●,因地制宜,編制,合理的,施工方案，預(yù)防流砂、管涌、塌方等事故發(fā)生，確保安全；,1,概述,共,46,頁(yè) 第,2,頁(yè),● 要求,標(biāo)高、斷面,控制準(zhǔn)確；,● 應(yīng)盡可能采用,先進(jìn)的,施工工藝、施工組織和,機(jī)械化施工,。,● 土體有足夠的,強(qiáng)度,和,穩(wěn)定性,；,基坑土方開挖,1,,概述,包括一切土的挖掘、填筑、運(yùn)輸?shù)冗^(guò)程以及排水降水、土壁支撐等準(zhǔn)備工作和輔助工程。常見的土方工程施工內(nèi)容有：,1.1,,土方工程的內(nèi)容,,⑴ 場(chǎng)地平整：,包括障礙物拆除、場(chǎng)地清理、確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高、計(jì)算挖填土方量、合理進(jìn)行土方平衡調(diào)配等。,,,⑵ 開挖溝槽、基坑,(,豎井、隧道、修筑路基、堤壩,),：,包括測(cè)量放線、

7、施工排水降水、土方邊坡和支護(hù)結(jié)構(gòu)等。,,,⑶ 土方回填與壓實(shí)：,包括土料選擇、運(yùn)輸、填土壓實(shí)的方法及密實(shí)度檢驗(yàn)等。,第,1,講 土方規(guī)劃,共,46,頁(yè) 第,1,頁(yè),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,1.3,土的工程分類,1,概述,共,46,頁(yè) 第,3,頁(yè),1.4,,土的工程性質(zhì),,天然密度,--,是指土在天然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量，它影響,土的承載力、土壓力,及,邊坡的穩(wěn)定性,。,,,干密度,--,是指單位體積中固體顆粒的質(zhì)量，它是用以,,檢驗(yàn)土壓實(shí)質(zhì)量的控制指標(biāo)。,⑴ 土的質(zhì)量密度,取土環(huán)刀 　 　標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)儀,不同類的土，其最大,,干密度是不同的；同,,

8、類的土在不同的狀態(tài),,下,(,含水量、壓實(shí)程度,,),其密實(shí)度也是不同的,1,概述,共,46,頁(yè) 第,4,頁(yè),⑵ 土的含水量,W,是土中所含的水與土的固體顆粒間的質(zhì)量比，以百分?jǐn)?shù)表示，見下式：,含水量影響土方,,施工方法的選擇,,、邊坡的穩(wěn)定和,,回填土的質(zhì)量,土的含水量超過(guò),25,～,30%,，,,則機(jī)械化施工就困難，容易,,打滑、陷車,回填土則需有最佳含水量方能,,夯壓密實(shí)，獲得最大干密度,快速含水量測(cè)定儀,1,概述,共,46,頁(yè) 第,5,頁(yè),⑶ 土的滲透性,,是指水流通過(guò)土中孔隙的難易程度。地下水在土中的,滲流速度,,V,,與,土的滲透系數(shù),,K,,和,水頭梯度,,I,有關(guān)，地下水在土中

9、的滲流速度可按達(dá)西公式計(jì)算：,,,V,（,m/d,）,=K·I,,土壤滲透試驗(yàn)儀,滲透系數(shù),K,值將直接,,影響降水方案的選擇,,和涌水量計(jì)算的準(zhǔn)確,,性,1,概述,共,46,頁(yè) 第,6,頁(yè),⑷ 土的可松性,即自然狀態(tài)下的土，經(jīng)過(guò)開挖后，其體積因松散而增加，以后雖經(jīng)回填壓實(shí)，仍不能恢復(fù)其原來(lái)的體積。土的可松性用,可松性系數(shù),K,S,表示。,,,土的最初可松性系數(shù),,K,S,= V,2,/ V,1,；,,,土的最后可松性系數(shù),,K,，,S,= V,3,/ V,1,,。,,,式中：,V,1,,——,土在天然狀態(tài)下的體積；,,,V,2,,——,土經(jīng)開挖后的松散體積；,,,V,3,,——,土經(jīng)回填

10、壓實(shí)后的體積。,土的最初可松性系數(shù),,K,S,是計(jì)算挖掘機(jī)械生,,產(chǎn)率、運(yùn)土車輛數(shù)量,,及棄土坑容積的重要,,參數(shù)，最后可松性系,,數(shù),K,，,S,是計(jì)算場(chǎng)地平,,整標(biāo)高及填方所需的,,挖方體積等的重要參,,數(shù)。,不同分類的土的可松性系數(shù)可參考下表：,1,概述,共,46,頁(yè) 第,7,頁(yè),土的可松性參考值,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,1,概述,共,46,頁(yè) 第,8,頁(yè),2,土方邊坡,合理地選擇基坑、溝槽、路基、堤壩的斷面和留設(shè)邊坡，是減少土方量的有效措施。邊坡的表示方法為,1:,m,，即：,第,1,講 土方規(guī)劃,,式中,,m

11、,=,b,/,h,,，稱為坡度系數(shù)。其意義為：,當(dāng)邊坡高度已知為,h,時(shí)，其邊坡寬度則等于,mh,。,共,46,頁(yè) 第,9,頁(yè),臨時(shí)性挖方的邊坡值,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,邊坡坡度應(yīng)根據(jù),不同的挖填高度、土的工程性質(zhì),及,工程特點(diǎn),而定，既要保證土體穩(wěn)定和施工安全，又要節(jié)省土方。臨時(shí)性挖方邊坡可按下表確定：,2,土方邊坡,共,46,頁(yè) 第,10,頁(yè),深度在,5m,內(nèi)的基坑,(,槽,),、管溝邊坡的最陡坡度（不加支撐）,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件良好,,,土質(zhì)均勻且地下水位低于基坑,(,槽,),底面標(biāo)高時(shí),,,挖方深度在

12、,5m,以內(nèi),,,不加支撐的邊坡可按下表確定：,2,土方邊坡,共,46,頁(yè) 第,11,頁(yè),3,土方量計(jì)算的基本方法,土方量計(jì)算的基本方法有,平均高度法,和,平均斷面法,兩種。,3.1,平均高度法,,⑴,四方棱柱體法：,將施工區(qū)域劃分為若干個(gè)邊長(zhǎng)等于,a,的方格網(wǎng)，每個(gè)方格網(wǎng)的土方體積,V,等于底面積,a,2,乘四個(gè)角點(diǎn)高度的平均值，即：,第,1,講 土方規(guī)劃,共,46,頁(yè) 第,12,頁(yè),方格網(wǎng)土方量計(jì)算,,則可采取,平均高度,,法,（,四方棱柱體法,,和,三角棱柱體法,）,3,土方量計(jì)算的基本方法,共,46,頁(yè) 第,13,頁(yè),,⑵ 三角棱柱體法：,將每一個(gè)方格順地形的等高線沿對(duì)角線劃分為兩個(gè)三

13、角形，然后分別計(jì)算每一個(gè)三角棱柱體的土方量。,3.2,平均斷面法,,基坑、基槽、管溝、路堤的土方量計(jì)算可采用平均斷面法。即：,3,土方量計(jì)算的基本方法,共,46,頁(yè) 第,14,頁(yè),4,場(chǎng)地平整土方量計(jì)算,,4.1.1,,H,0,的重要性,,,場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高是進(jìn)行場(chǎng)地平整和土方量計(jì)算的依據(jù)，也是總圖規(guī)劃和豎向設(shè)計(jì)的依據(jù)。合理地確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高，對(duì)減少土方工程量、加速工程進(jìn)度、降低工程造價(jià)有著重要意義。,4.1,,場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高,H,0,的確定,確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高應(yīng)結(jié)合各類影響因素反復(fù)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選擇一個(gè)最佳方案。,第,1,講 土方規(guī)劃,共,46,頁(yè) 第,15,頁(yè),4.1.2,,H,0,的確定原則

14、,,● 滿足,生產(chǎn)工藝和運(yùn)輸,的要求；,,● 充分利用地形，,分區(qū)或分臺(tái)階布置,，分別確定不同的設(shè)計(jì)標(biāo)高；,,● 考慮,挖填平衡,，棄土運(yùn)輸或取土回填的土方量最少；,,● 要有合理的泄水坡度,(,≧,2‰,),，,滿足排水要求,；,,● 考慮,最高洪水位,的影響。,4,場(chǎng)地平整土方量計(jì)算,共,46,頁(yè) 第,16,頁(yè),4.1.3,,H,0,的確定步驟,如場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高無(wú)特殊要求時(shí)，可根據(jù)挖填土方量平衡的原則確定,H,0,,,其步驟如下：,,,⑴ 劃分方格網(wǎng),,,方格網(wǎng)邊長(zhǎng),a,可取,10,～,50m,，常用,20m,、,40m,；,挖填平衡原則即,,場(chǎng)地內(nèi)土方的絕,,對(duì)體積在平整前,,、后相等,4

15、,場(chǎng)地平整土方量計(jì)算,共,46,頁(yè) 第,17,頁(yè),⑵ 確定各方格網(wǎng)角點(diǎn)高程,,● 水準(zhǔn)儀實(shí)測(cè)；,,● 利用地形圖上相鄰兩等高線的高程，用,插入法,求得。,4,場(chǎng)地平整土方量計(jì)算,共,46,頁(yè) 第,18,頁(yè),用插入法求得,H,13,=251.70,水準(zhǔn)儀進(jìn)行高程測(cè)量,按每一個(gè)方格的角點(diǎn)的計(jì)算次數(shù)（權(quán)數(shù)），即方格的角點(diǎn)為幾個(gè)方格共有的情況，確定設(shè)計(jì)標(biāo)高,H,0,的實(shí)用公式為：,⑶ 按挖填平衡確定設(shè)計(jì)標(biāo)高,式中：,,,n,——,方格網(wǎng)數(shù)；,,,H,1,——,一個(gè)方格僅有的角點(diǎn)坐標(biāo)；,,,H,2,——,兩個(gè)方格共有的角點(diǎn)坐標(biāo)；,,,H,3,——,三個(gè)方格共有的角點(diǎn)坐標(biāo)；,,,H,4,——,四個(gè)方格共有

16、的角點(diǎn)坐標(biāo)。,4,場(chǎng)地平整土方量計(jì)算,共,46,頁(yè) 第,19,頁(yè),4.2,,場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高,H,0,的調(diào)整,,按以上步驟求得的,H,0,僅為一理論值，還應(yīng)考慮以下因素進(jìn)行調(diào)整，求出,H,,,0,：,,,● 土的可松性影響,——,填方因土的可松性引起的填方,體積增加,；,,,● 場(chǎng)內(nèi)挖方和填方的影響,——,從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)出發(fā)，安排的挖方就近棄土和填方就近場(chǎng)外取土，引起的,挖填土方量的變化,；,,,● 場(chǎng)地泄水坡度的影響,——,單坡？雙坡？,4,場(chǎng)地平整土方量計(jì)算,共,46,頁(yè) 第,20,頁(yè),由于土具有可松性，一般填土需相應(yīng)提高設(shè)計(jì)標(biāo)高，故考慮土的可松性后，場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高調(diào)整為：,V,W,V,T,H,0,

17、V,,,W,V,,,T,H,,,0,Δh,理論設(shè)計(jì)標(biāo)高 調(diào)整設(shè)計(jì)標(biāo)高,4.2.1,,土的可松性影響,4,場(chǎng)地平整土方量計(jì)算,共,46,頁(yè) 第,21,頁(yè),,場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高,H,0,是按挖填土方量平衡的原則確定的，但從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)出發(fā)，常會(huì)將部分挖方,就近棄于場(chǎng)外,，或,就近于場(chǎng)外取土,用于部分填方，均會(huì)引起挖填土方量的變化，亦需調(diào)整場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高。,4.2.2,,場(chǎng)內(nèi)挖方和填方的影響,式中：,,Q,——,場(chǎng)地根據(jù),H,0,平整后多余或不足的土方量。,其設(shè)計(jì)標(biāo)高調(diào)整值按下式計(jì)算：,,4,場(chǎng)地平整土方量計(jì)算,共,46,頁(yè) 第,22,頁(yè),,調(diào)整后的設(shè)計(jì)標(biāo)高是一個(gè)水平面的標(biāo)高，而實(shí)際施工中要根據(jù)泄水坡度

18、的要求,(,單坡泄水或雙坡泄水,),計(jì)算出場(chǎng)地內(nèi),各方格網(wǎng)角點(diǎn)實(shí)際設(shè)計(jì)標(biāo)高,。,4.2.3,場(chǎng)地泄水坡度的影響,,⑴ 場(chǎng)地為單坡泄水時(shí),，,場(chǎng)地內(nèi)任意點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高則為：,式中：,l,——,該點(diǎn)至設(shè)計(jì)標(biāo)高,H,，,0,的距離,；,,,i,——,場(chǎng)地泄水坡度（不小于,2‰,）。,4,場(chǎng)地平整土方量計(jì)算,共,46,頁(yè) 第,23,頁(yè),場(chǎng)地單向泄水坡度示意圖,,⑵ 場(chǎng)地為雙坡泄水時(shí),，場(chǎng)地內(nèi)任意點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)高則為：,式中：,l,x,、,l,y,——,該點(diǎn)沿,X-X,、,Y-Y,方向,,距場(chǎng)地中心線的距離；,,,i,x,、,i,y,——,場(chǎng)地沿,X-X,、,Y-Y,方向,,的泄水坡度。,公式中正負(fù)號(hào)的取值：

19、,,計(jì)算角點(diǎn)在,H,，,0,之上取,,“＋”，反之取“－”,4,場(chǎng)地平整土方量計(jì)算,共,46,頁(yè) 第,24,頁(yè),場(chǎng)地雙向泄水坡度示意圖,4.3,場(chǎng)地土方量的計(jì)算,,4.3.1,,求各方格角點(diǎn)的施工高度,h,n,,,h,n,=,場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高,H,n,－自然地面標(biāo)高,H,,,角點(diǎn)編號(hào) 施工高度,h,n,,,,1,,- 0.72,,,43.24 42.52,,,自然地面標(biāo)高,H,,,設(shè)計(jì)標(biāo)高,H,n,若,h,n,為正值則,,該點(diǎn)為填方，,,,h,n,為負(fù)值則為,,挖方。,場(chǎng)地土方量計(jì)算步驟如下：,4,場(chǎng)地平整土方量計(jì)算,土方方格網(wǎng)圖例,共,46,頁(yè) 第,25,頁(yè),,零線位置的確定：,先

20、求出方格網(wǎng)中邊線兩端施工高度有“,+ ”,、“ － ”中的零點(diǎn)，將相鄰兩零點(diǎn)連接起來(lái)即為零線。,4.3.2,繪出零線,,式中：,X,1,、,X,2,——,角點(diǎn)至零點(diǎn)的距離,(m),；,,,h,1,、,h,2,——,相鄰兩角點(diǎn)的施工高度,(m),，均用絕對(duì)值；,,,,a,——,方格網(wǎng)的邊長(zhǎng),(m).,零點(diǎn)的位置按下式計(jì)算：,4,場(chǎng)地平整土方量計(jì)算,共,46,頁(yè) 第,26,頁(yè),零點(diǎn)位置計(jì)算示意,,為省略計(jì)算，亦可用,圖解法,直接求出零點(diǎn)位置。即用尺在各角點(diǎn)標(biāo)出相應(yīng)比例，用尺相接，與方格相交點(diǎn)即為零點(diǎn)位置。見下圖：,,h,1,+0.30,h,2,-0.20,±0,5,5,10,10,h,7,h,8,

21、+0.7,-,0.10,用尺量出,h,1,＋,0.3,的刻度,用尺量出,h,2,－,0.2,的刻度,兩點(diǎn)連線與方格的交點(diǎn)為零點(diǎn),用尺量出,h,8,－,0.1,的刻度,用尺量出,h,7,＋,0.7,的刻度,兩點(diǎn)連線與方格的交點(diǎn)為零點(diǎn),兩零點(diǎn)連線即為零線,4,場(chǎng)地平整土方量計(jì)算,共,46,頁(yè) 第,27,頁(yè),4.3.3,,計(jì)算場(chǎng)地挖、填土方量,,,“零線”求出，也就劃出了場(chǎng)地的挖方區(qū)和填方區(qū)，便可按平均高度法計(jì)算各方格的挖、填土方量了。,4,場(chǎng)地平整土方量計(jì)算,共,46,頁(yè) 第,28,頁(yè),挖方施工,,及長(zhǎng)距離土方調(diào)運(yùn),4.3.4,計(jì)算各挖、填方調(diào)配區(qū)之間的平均運(yùn)距,,先按下式求出各挖方或填方區(qū)土方重

22、心坐標(biāo),X,0,、,Y,0,：,,填方區(qū),·,·,y,H,0,H,0,x,x,OW,x,OT,y,OW,y,OT,L,0,挖方區(qū),式中：,,x,i,、,y,i,——,i,塊方格的重心坐標(biāo)；,,,V,i,——,i,塊方格的土方量。,V,1,,x,1,、,y,1,V,5,,x,5,、,y,5,V,19,,x,19,、,y,19,挖方區(qū),,重心,填方區(qū),,重心,4,場(chǎng)地平整土方量計(jì)算,共,46,頁(yè) 第,29,頁(yè),,則填、挖方區(qū)之間的平均運(yùn)距,L,0,為：,式中：,x,0T,、,y,0T,——,填方區(qū)的重心坐標(biāo)；,,,x,0W,、,y,0W,——,挖方區(qū)的重心坐標(biāo)。,,,在實(shí)際工作中，亦可用作圖法近似

23、地求出調(diào)配區(qū)的形心位置,O,代替重心坐標(biāo)，用比例尺量出每對(duì)調(diào)配區(qū)的平均運(yùn)距。,4,場(chǎng)地平整土方量計(jì)算,共,46,頁(yè) 第,30,頁(yè),5,土方調(diào)配,5.2,土方調(diào)配的原則,,土方調(diào)配是土方規(guī)劃中的一個(gè)重要內(nèi)容。其原則是：,力求挖填平衡、運(yùn)距最短、費(fèi)用最省，考慮土方的利用，以減少土方的重復(fù)挖填和運(yùn)輸。,5.1,土方調(diào)配的步驟,,,劃分調(diào)配區(qū)（繪出零線）→ 計(jì)算調(diào)配區(qū)之間的平均運(yùn)距（即挖方區(qū)至填方區(qū)土方重心的距離）→ 確定初始調(diào)配方案→ 優(yōu)化方案判別→ 繪制土方調(diào)配圖表。,第,1,講 土方規(guī)劃,共,46,頁(yè) 第,31,頁(yè),5.3,,最優(yōu)調(diào)配方案的確定,,最優(yōu)調(diào)配方案的確定，是以線性規(guī)劃為理論基礎(chǔ)，常用

24、,“表上作業(yè)法”,求解。調(diào)配的步驟如下：,用“最小元素法”,,編制初始調(diào)配方案,最優(yōu)方案判別,繪制土方調(diào)配圖,最優(yōu)方案判別,方案的調(diào)整,是,否,5,土方調(diào)配,共,46,頁(yè) 第,32,頁(yè),5.3.1,,初始調(diào)配方案,,下圖為一矩形廣場(chǎng)，圖中小方格內(nèi)的數(shù)字為各調(diào)配區(qū)的土方量，箭桿上的數(shù)字則為各調(diào)配區(qū)之間的平均運(yùn)距。試求土方調(diào)配最優(yōu)方案。,,500,500,800,600,500,500,400,W,1,T,1,W,3,60,50,70,110,80,70,40,100,90,40,100,W,4,T,3,W,2,T,2,70,挖方區(qū),,編號(hào),填方區(qū)編號(hào),挖方區(qū)需,,調(diào)出土方,填方區(qū)需,,調(diào)進(jìn)土方,

25、調(diào)配區(qū)間的平均運(yùn)距,5,土方調(diào)配,共,46,頁(yè) 第,33,頁(yè),各調(diào)配區(qū)土方量及平均運(yùn)距,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,5,土方調(diào)配,共,46,頁(yè) 第,34,頁(yè),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,步驟,1,：,選取,平均運(yùn)距最小,(,C,22,=,C,43,=40),的方格，確定它所對(duì)應(yīng)的調(diào)配土方數(shù)，并使其,盡可能大,。本例選取,C,43,=

26、40,，,X,43,=400(,W,4,的全部挖方調(diào)往,T,3,),，,X,41,、,X,42,=0 (,W,4,的挖方不調(diào)往,T,1,、,T,2,),，在,X,41,、,X,42,的方格內(nèi)畫上“,×”,5,土方調(diào)配,共,46,頁(yè) 第,35,頁(yè),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,步驟,2,：,重復(fù)步驟,1,，按平均運(yùn)距,由小到大依次計(jì)算,X,22,、,X,11,、,X,31,（,C,22,→,C,11,→,C,31,）,,，我們就得到了土方調(diào)配的初始方案。,1.5,土

27、方調(diào)配,500,500,100,300,100,40,50,×,×,×,×,60,70,110,共,46,頁(yè) 第,36,頁(yè),5.3.2,最優(yōu)方案判別,初始調(diào)配方案是按,“就近調(diào)配”,求得的，它保證了挖填平衡、總運(yùn)輸量是較小的，但不一定是最小的，因此還需進(jìn)行判別。,,在“表上作業(yè)法”中判別最優(yōu)方案的方法有很多，這里我們介紹引入“假想價(jià)格系數(shù)”求,檢驗(yàn)數(shù),λ,ij,來(lái)判別。,首先求出表中各方格的假想價(jià)格系數(shù)，,有調(diào)配土方的假想價(jià)格系數(shù),C,，,ij,=C,ij,,，無(wú)調(diào)配土方的假想價(jià)格系數(shù)按下式計(jì)算：,5,土方調(diào)配,共,46,頁(yè) 第,37,頁(yè),利用已知的假想價(jià)格系數(shù)，我們可以逐個(gè)求解未知的,C,，

28、,ij,。,,,步驟,1,：,在有調(diào)配土方的方格內(nèi)，,C,，,ij,=C,ij,，將數(shù)據(jù)填入表中；,,該公式的意義即：,構(gòu)成任一矩形的四個(gè)方格內(nèi)對(duì)角線上的假想價(jià)格系數(shù)之和相等。,,5,土方調(diào)配,共,46,頁(yè) 第,38,頁(yè),,步驟,2,：,按任一矩形的四個(gè)方格內(nèi),對(duì)角線上的,C,，,ij,之和相等,，,逐個(gè)求解未知的,C,，,ij,；如：,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,5,土方調(diào)配,共,46,頁(yè) 第,39,頁(yè),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,

29、,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,步驟,3,：,引入檢驗(yàn)數(shù),λ,，按下式求出表中,無(wú)調(diào)配土方方格的檢驗(yàn)數(shù),（,即方格右邊兩小格數(shù)字上下相減，將正負(fù)號(hào)填入表中,）：,,,λ,12,出現(xiàn)負(fù)數(shù)說(shuō)明方案,不是最佳方案,，需要進(jìn)行調(diào)整。,5,土方調(diào)配,共,46,頁(yè) 第,40,頁(yè),,步驟,2,：,找出,x,12,的閉回路。其作法是，從,x,12,方格出發(fā)，沿水平或豎直方向前進(jìn)，遇到,有數(shù)字的方格作,90,0,轉(zhuǎn)彎,(,也可不轉(zhuǎn)彎,),，如果路線恰當(dāng)，有限步后便能回到出發(fā)點(diǎn)。形成一條以,有數(shù)字的方格為轉(zhuǎn)角點(diǎn)、用水平或豎直線聯(lián)起來(lái)的閉回路,

30、。見下表：,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,①,②,③,④,⑤,5.3.3,,方案的調(diào)整,,步驟,1,：,在所有負(fù)檢驗(yàn)數(shù)中挑選一個(gè),(,一般選最小的,),，本例即,λ,12,，,將它對(duì)應(yīng)的變量,,x,12,作為調(diào)整對(duì)象。,5,土方調(diào)配,共,46,頁(yè) 第,41,頁(yè),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,步驟,3,：,從空格,,X,12,出發(fā)，沿閉回路（,方向任意,）行進(jìn)，在,各奇數(shù)轉(zhuǎn)角點(diǎn),的數(shù)字中挑出一個(gè)最小的（,本例即,X,32,=100,）將它由,X,32,調(diào)到

31、,X,12,方格中。,500,100,5,土方調(diào)配,共,46,頁(yè) 第,42,頁(yè),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,步驟,4,：,將,“,100”,數(shù)字填入,X,12,方格中，被調(diào)出的,X,32,為,0,，同時(shí)將閉回路上其它,奇數(shù)次轉(zhuǎn)角,（,X,11,）方格內(nèi)的數(shù)字都,減去,100,，,偶數(shù)次轉(zhuǎn)角,（,X,31,）方格內(nèi)的數(shù)字都,增加,100,，使得填、挖方區(qū)的土方量仍然保持平衡。這樣我們就得到了下表中的新調(diào)配方案。,400,0,100,400,5,土方調(diào)配,共,46,

32、頁(yè) 第,43,頁(yè),步驟,5,：,對(duì)新調(diào)配方案按,“,⑵,最優(yōu)方案判別”,的方法和步驟再進(jìn)行,判別,和,檢驗(yàn),，如仍出現(xiàn)負(fù)數(shù)，則重復(fù)步驟,1,～,4,繼續(xù)調(diào)整，如不出現(xiàn)負(fù)數(shù)，方案即是最優(yōu)方案。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,100,70,-10,20,110,80,80,50,計(jì)算無(wú)調(diào)配土方方格的,檢驗(yàn)數(shù),λ,，無(wú)負(fù)數(shù)，,方案是最優(yōu)方案,。,1.5,土方調(diào)配,共,46,頁(yè) 第,44,頁(yè),,該優(yōu)化方案的土方總運(yùn)輸量為：,,,Z,= 400×50,＋,100×70,＋,5

33、00×40,＋,400×60,＋,100×70,＋,400×40,,= 94000,（,m,3,·m,）,,,初始方案的土方總運(yùn)輸量為：,,,Z,= 500×50,＋,500×40,＋,300×60,＋,100×110,＋,100×70,＋,400×40,,= 97000,（,m,3,·m,）,,,調(diào)整后的總運(yùn)輸量減少了,3000,（,m,3,·m,）。,5,土方調(diào)配,共,46,頁(yè) 第,45,頁(yè),繪出最終土方調(diào)配圖如下所示,,500,500,800,600,500,500,400,W,1,T,1,W,3,400,,60,100,,70,400,,40,W,4,T,3,W,2,T,2,100,,70,500,,40,400,,50,5,土方調(diào)配,共,46,頁(yè) 第,46,頁(yè),思 考 題,1,、試述土的可松性及其對(duì)土方規(guī)劃的影響。,,2,、試述土壁邊坡的作用、表示方法、留設(shè)原則及影響邊坡的因素。,,3,、確定場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高,H,0,時(shí)應(yīng)考慮哪些因素？,,4,、試述按挖填平衡原則確定,H,0,的步驟和方法。,,5,、為什么對(duì)場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)高,H,0,要進(jìn)行調(diào)整？如何調(diào)整？,,6,、如何計(jì)算溝槽和基坑的土方量？,,7,、土方調(diào)配應(yīng)遵循哪些原則，調(diào)配區(qū)如何劃分，如何確定平均運(yùn)距？,,8,、試述用“表上作業(yè)法”確定土方最優(yōu)調(diào)配方案的步驟及方法。,第,1,章 土方工程,