淺析大型場地平整和土方填挖施工

董康

摘 要：場地平整是將進(jìn)行建設(shè)范圍內(nèi)的自然路面，通過機(jī)械挖填平整，改造成設(shè)計(jì)所需的平面，以利于現(xiàn)場平面布置和文明施工。場地平整要進(jìn)行總體的規(guī)劃，根據(jù)施工工藝、交通運(yùn)輸和場地排水等條件，做到土方填挖、運(yùn)輸?shù)淖罱?jīng)濟(jì)化。該文簡單的闡述了場地平整中所使用到的機(jī)械及其施工特點(diǎn)，根據(jù)場地平整的施工步驟做了場地豎向規(guī)劃、土方量的挖填計(jì)算和最佳調(diào)配方案辨別等介紹。

關(guān)鍵詞：場地平整 機(jī)械施工 土方計(jì)算 設(shè)計(jì)標(biāo)高

中圖分類號(hào)：TU75 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）03（a）-0066-01

大型工程項(xiàng)目動(dòng)工之始要進(jìn)行場地平整，確保場地的平整度以保證各種材料、機(jī)械能夠順利進(jìn)場。場地平整就是通過設(shè)計(jì)施工把原有的土地平面變成人們要求的平面。平整過程中要使場地平面高程滿足設(shè)計(jì)要求，力求各項(xiàng)生產(chǎn)工藝﹑排給水、土方填挖與運(yùn)輸達(dá)到最理想的狀態(tài)。

1 場地平整土方機(jī)械及其施工

土方挖掘運(yùn)輸是場地平整中工程量最大的工作，實(shí)際中所用的機(jī)械設(shè)備主要有推土機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)和挖掘機(jī)三種。

1.1 推土機(jī)施工

推土機(jī)是場地平整中的主要機(jī)械設(shè)備，其構(gòu)造原理較簡單：在履帶式拖拉機(jī)前添加一個(gè)推土板，這種機(jī)械多為油壓操縱，推土板可以上下調(diào)節(jié)，甚至變換角度，靈活度高。推土機(jī)工作面積小，施工效率高，爬坡最大角度可達(dá)35°，因此廣泛應(yīng)用于土方工程中。其在推土過程中往往采用三種推土方法來提高施工效率：下坡推土法、并列推土法、槽型推土法，這種機(jī)械的運(yùn)輸距離不大，經(jīng)濟(jì)運(yùn)輸距離在100 m左右，而最佳運(yùn)輸距離在60 m左右[1]。

1.2 鏟運(yùn)機(jī)施工

鏟運(yùn)機(jī)是一種綜合性能較強(qiáng)的機(jī)械，可以完成場地平整中土方的各項(xiàng)施工工序。鏟運(yùn)機(jī)的斗容量較大，多用于大面積場地的平整工作，其運(yùn)行方式一般有兩種：自行式和拖拉式；同樣操作系統(tǒng)也有兩種：機(jī)械操作和液壓操作。鏟運(yùn)機(jī)的運(yùn)輸距離較大，最大運(yùn)距可達(dá)1500 m，最佳運(yùn)輸距離在200～350 m，其操作簡單、受地形限制小、可獨(dú)立工作，多采用下坡鏟土、跨鏟發(fā)、推土機(jī)助鏟法來提高工作效率[2]。

1.3 挖掘機(jī)施工

如果場地中有坡度較大的土堆或者土丘時(shí)，往往要使用挖掘機(jī)來進(jìn)行土石方的挖掘，其形式多樣、操作簡單，多與運(yùn)土汽車進(jìn)行配合作業(yè)，施工效率高，一直被廣泛的應(yīng)用。

2 場地豎向規(guī)劃設(shè)計(jì)

2.1 場地設(shè)計(jì)標(biāo)高的確定

場地平整中，若對(duì)場地的標(biāo)高沒有特殊要求，只是保證場地的各處高程都相同，因此只需保障場地中土石方的填挖平衡就能達(dá)到要求。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，在圖紙上把場地分割為若干個(gè)邊長為a的方格，在方格的各個(gè)角點(diǎn)標(biāo)出實(shí)際地面的標(biāo)高，然后根據(jù)各個(gè)角點(diǎn)被方格使用的次數(shù)，得到各個(gè)角點(diǎn)對(duì)計(jì)算結(jié)果的“權(quán)”，據(jù)此可求得最終場地的高程[3]。

在實(shí)際施工中，往往使場地具有一個(gè)坡度，便于地表水的排泄，因此要根據(jù)場地坡度的設(shè)計(jì)進(jìn)行標(biāo)高的計(jì)算。若設(shè)計(jì)標(biāo)高要求嚴(yán)格，可能會(huì)進(jìn)行場地的整體挖土或者整體填土。

2.2 最佳設(shè)計(jì)平面

上述計(jì)算方法雖然可以使場地平整、填挖方互補(bǔ)，但是沒有說明怎樣進(jìn)行土方的調(diào)配，且不能滿足土方量最小的原則，在場地面積較大或者地形復(fù)雜的工程中往往采用最小二乘法進(jìn)行場地平面的設(shè)計(jì)，這種計(jì)算方法可以保證土方的填挖量最小，得到最佳的場地平面。

2.3 設(shè)計(jì)標(biāo)高調(diào)整

實(shí)際工程中不穩(wěn)定因素較多，書面計(jì)算出的設(shè)計(jì)標(biāo)高會(huì)有誤差的存在，根據(jù)要求對(duì)設(shè)計(jì)標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整，重新進(jìn)行土方量的計(jì)算。

（1）土方的體積會(huì)發(fā)生變動(dòng)，原狀土被開挖后，土質(zhì)松散，體積變大。場地平整過程中，壓實(shí)效果不同，松散土的體積變化也不同，因此由于最后可松性系數(shù)的存在，設(shè)計(jì)標(biāo)高應(yīng)相應(yīng)的增大[4]。

（2）根據(jù)場地的實(shí)際情況，并不一定要滿足場地內(nèi)的填挖平衡，可以進(jìn)行場外的取土或者棄土，使經(jīng)濟(jì)效果達(dá)到最佳，因此要對(duì)設(shè)計(jì)標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整。

（3）根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)高進(jìn)行場地的平整，若工程棄土或者填土的處理比較繁瑣，則應(yīng)考慮提高或者降低設(shè)計(jì)標(biāo)高。

3 場地平整土方量計(jì)算

場地設(shè)計(jì)標(biāo)高確定后，即可得到各角點(diǎn)的填挖高度，然后根據(jù)方格的面積計(jì)算出每個(gè)方格的填、挖土方量，若場地有邊坡存在，再把每個(gè)方格的土方總量與邊坡土方量相加就得到了總的土方量。

3.1 零線的確定

土方量計(jì)算之前要在圖紙中找到有助于分辨填、挖區(qū)的零線，零線是指施工高度為零的一條線，尋找這條線的方法是：首先找到兩個(gè)具有一挖一填性質(zhì)的的相鄰角點(diǎn)，根據(jù)其填挖高差，用線性插入的方法找到零點(diǎn)，然后把找到的各個(gè)零點(diǎn)進(jìn)行連接，所得到的線即為零線。得到零線后再進(jìn)行土方的計(jì)算。

3.2 四方棱柱體的體積計(jì)算方法

四方棱柱體的體積計(jì)算方法是根據(jù)方格中四個(gè)角點(diǎn)的施工高度計(jì)算土方的填挖量，全填全挖法和零填零挖法的計(jì)算方法如下。

全填全挖：

參數(shù)說明：V——填方或挖方體積；

a——方格長度；

H1，H2，H3，H4——方格四個(gè)角點(diǎn)的填挖高度，均取絕對(duì)值。

零填零挖：

，

參數(shù)說明：——方格角點(diǎn)中填（挖）方施工高度的總和，取絕對(duì)值；

——方格四角點(diǎn)施工高度之總和，取絕對(duì)值；

a——方格長度。

4 土方調(diào)配

土方調(diào)配是場地平整中的重要環(huán)節(jié)，合理的調(diào)配方案可以使工期縮短，降低成本。

4.1 土方最優(yōu)調(diào)配設(shè)計(jì)

（1）調(diào)配區(qū)的劃分原則：①調(diào)配區(qū)的劃分符合平整場地的總體部署，不能阻礙其它工序的施工；②調(diào)配區(qū)的大小要根據(jù)場地的總體面積和所使用機(jī)械的適宜運(yùn)距進(jìn)行確定；③調(diào)配區(qū)的范圍要與方格網(wǎng)協(xié)調(diào)。

（2）平均運(yùn)距的確定：調(diào)配區(qū)的劃分完成之后，確定挖土調(diào)配區(qū)和填方調(diào)配區(qū)，其兩者調(diào)配重心的距離就是平均運(yùn)距。如果這個(gè)距離較遠(yuǎn)，采用挖掘機(jī)與運(yùn)土汽車的配合或者自行式鏟運(yùn)機(jī)作為運(yùn)土工具，其運(yùn)距要根據(jù)實(shí)際情況來確定[4]。

（3）土方施工單價(jià)的確定：土方施工單價(jià)要根據(jù)運(yùn)輸機(jī)械的不同來確定，若采用汽車或者其它單一的運(yùn)輸工具進(jìn)行運(yùn)輸，其運(yùn)土單價(jià)可根據(jù)預(yù)算來確定。如果采用多種機(jī)械配合施工，這種情形的單價(jià)計(jì)算就比較麻煩，要根據(jù)機(jī)械運(yùn)、填配套特點(diǎn)給出一個(gè)綜合單價(jià)。

4.2 調(diào)配設(shè)計(jì)計(jì)算方法

為了降低調(diào)運(yùn)成本，得到最優(yōu)的調(diào)配方案，現(xiàn)如今主要有兩種計(jì)算方法：線性規(guī)劃法和表上作業(yè)法。線性規(guī)劃法首先計(jì)算出各填方區(qū)和挖方區(qū)的土方作業(yè)量，然后根據(jù)就近原則和調(diào)運(yùn)費(fèi)用最低原則進(jìn)行土方的調(diào)配；表上作業(yè)法主要解決的是運(yùn)輸距離，其調(diào)配步驟主要有三步：（1）初始方案的編制；（2）多方案中最優(yōu)方案的選擇；（3）方案的調(diào)整。

5 結(jié)語

場地平整是進(jìn)行建筑動(dòng)工的第一步，也是關(guān)鍵的一步，其完成的優(yōu)劣程度直接關(guān)系著之后的施工工序能否順利進(jìn)行。場地平整簡單的說就是根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)高，讓原有的自然路面經(jīng)過填挖土后變成一個(gè)有利于以后施工的平面。場地平整中要做到省工省時(shí)、造價(jià)最低，就必須對(duì)場地進(jìn)行全面的了解，綜合考慮機(jī)械的使用、標(biāo)高的設(shè)計(jì)、土方的填挖、運(yùn)輸?shù)木嚯x和費(fèi)用等。

參考文獻(xiàn)

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[2] 馬超明.高填方路基與高填方場地平整之間的施工順序?qū)嵗治鯷J].城市道橋與防洪，2010（6）：168-170，239-240.

[3] 張曉天，張晨.場地平整土方工程量計(jì)算中場地設(shè)計(jì)標(biāo)高的調(diào)整[J].寧夏大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），1997（4）：48-50.

[4] 陳艾荷.場地平整工程施工計(jì)算程序[J].施工技術(shù)（建筑技術(shù)通訊），1990（5）：27.

[5] 張曉天，張晨.場地平整土方工程量計(jì)算中場地設(shè)計(jì)標(biāo)高的調(diào)整[J].寧夏大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），1997（4）：48-50.