關于建設用地土方工程若干問題的探討

楊玉奎

（廣州市城市規劃勘測設計研究院，廣東廣州 510060）

0 前言

隨著城市快速發展，城市用地越來越緊張，逐漸出現向山要地，向海要地的局面。無論是開山還是填海都涉及大量的土方，如何做到土方計算相對準確，土方平衡方案經濟可行，是人們比較關心的問題。

近年來，由于部分場地平整設計人員對土方工程的認識錯誤，導致以為能平衡的土方工程，最終無法平衡，造成工程浪費。實際上，土方工程不是簡單計算量的問題，而是要充分考慮的土方開挖或填筑過程所產生的土方變化。

土方工程主要涉及到場地標高設計、土方計算、土方平衡、場地平整四方面內容。要做到土方工程的經濟可行，四個環節都必須考慮周全。

1 場地標高設計

場地標高設計通常采用標高法、等高線法兩種。標高法適用地勢平坦、地形簡單的用地；等高線法適用于各種地形情況，尤其適用于地形復雜的用地。確定場地設計標高實際上是一個多次反復的過程，圖1為場地設計流程圖。

2 土方計算

2.1 土方計算目的

通常涉及到土方計算的分兩種情況：一種是城市規劃階段，另一種是場地平整階段。城市規劃階段土方計算的目的是用于評價豎向規劃設計標高的合理性，由于相關設計條件不夠明確，只能屬于估算范疇；場地平整階段土方計算的目的是明確土方工程量，指導場地平整施工，相關設計條件較為明確，屬于精算范疇。

圖1 場地設計流程圖

2.2 土方計算方法

土方計算方法常用的有面積法、方格網法、斷面法幾種。面積法適用于規劃階段，地形簡單、地勢平坦的用地。方格網法則適用于各種地形情況，方格網的大小取決于地形情況和所涉及的工程階段：地勢平坦或規劃階段，方格網可以適當放大，采用40 m×40 m，地形復雜或者場地平整設計階段，需要采用10 m×10 m方格網，局部坡地甚至可以加密到5 m×5 m。斷面法通常用于城市道路設計的土方量計算。

2.3 影響土方計算的重要因素

由于土壤的可松性，天然密實土挖出來后體積將擴大（稱為最初松散），將這部分土轉到填方區壓實時，壓實后的體積也比最初天然密實土的體積要大（稱為最后松散），因此挖方體積=填方體積并不意味著土方平衡，考慮到外運棄土量以及內運埋土量（包括建筑基槽開挖土方量等），土方平衡計算更加復雜。

2.3.1 土方松散系數

最初松散系數K1=V2/V1（可從有關規范中查詢到，對于普通土，取值1.2～1.3）

最后松散系數K2=V3/V1（可從有關規范中查詢到，對于普通土，取值1.03～1.04）

式中：V1——土在天然密實狀態下的體積；

V2——土經開挖后的松散體積（虛方）；

V3——土經回填壓實后的體積。

一般K1和K2都大于1，且K1＞K2。土方松散系數是土方計算過程中容易被忽略的問題，由于不同土質的松散系數不同，在選擇松散系數時，查明場地地質條件顯得尤為重要。

2.3.2 土方壓實系數

目前在許多設計規范中，已沒有壓實系數，只有上述兩個松散系數；但仍有不少單位在使用松散系數（相當于最初松散系數），以及壓實系數（土方壓實后體積與壓實前體積之比）。根據壓實概念，壓實系數可以由最初松散系數與最終松散系數求出：

壓實系數：K y=V3/V2=K2/K1（一般K y都小于1）。

因此，K2=K y×K1，K1=K2/K y。

土方計算中之所以要考慮土方壓實系數，是由于不同場地對壓實的要求不同，如：道路用地與一般建筑用地的壓實要求就不同，但在三通一平過程中各種用地又經常同時平整。正是不同壓實要求的所需松散土方不同而影響土方平衡，這也是土方計算中常被忽略的問題，土方計算中需要引起重視。

2.3.3 地表土土方計算

地表土通常作為廢棄土而棄掉，厚度在0.3 m左右，這部分土方需要單獨計算并獨立計量，一般采用面積法計算即可。對于廢棄土方在計算過程中就需要考慮到棄土問題，結合場地周邊用地情況，選擇就近棄土。

但實際土方施工過程中經常遇到施工單位未清表而直接施工的情況，設計單位也必須清楚地認識這一現象的存在，有義務在圖紙及說明中聲明提醒，施工單位的任何一個不規范動作都有可能影響到場地土方整體平衡，給工程帶來負面影響，這一現象也在不少工程中發生過，必須引起重視。

2.3.4 軟土土方計算

土方工程中的軟土通常是指水塘、河涌底部、長期積水田地的淤泥質土，淤泥土也應該與表土一樣作為棄土處理。計算軟土采用面積法較為實用，軟土計算要與清表土共同考慮，不要重復計算。計算軟土需要對地質情況較為清楚，同時結合規劃設計標高來考慮具體方式。

（1）如果設計標高在軟土層以上（見圖2），則計算時需要考慮換掉軟土層。軟土層厚度在小于3 m的，考慮全部換填，否則就直接填筑土方，采用其他方式處理軟基。

圖2 場地標高高于軟土層示意圖

（2）如果設計標高在軟土層以下（見圖3），計算土方需要注意軟土部分土方必須單獨計算出來作為棄土處理。這時需對軟土厚度、平面范圍等有清晰的認識。

圖3 場地標高低于軟土層示意圖

（3）設計標高在軟土層中間時（見圖4），土方計算時則需要同時考慮以上兩種方式。

圖4 場地平整面位于軟土層示意圖

2.3.5 地下室土方計算

地下室土方計算問題較為復雜，對于地下室邊界條件清楚的情況下，計算土方較為簡單的。相反在地下室邊界條件不清楚的情況下，地下室土方計算就相對困難些，如控制性詳細規劃階段的地下室土方計算問題。此時，可根據規劃用地性質對地下室分布進行預估，地下每層的深度以4.0～4.5 m考慮，以此估算地下室土方。

近些年來，因地下室土方問題而引起的工程問題不在少數，大多是在規劃設計階段未考慮的地下空間產生土方造成的。猶如深圳市，正是當年開山填海建設城市時，沒有考慮到城市地鐵發展如此迅速，對城市地下空間的開發考慮不周，造成現在因地鐵施工大面積開挖，產生的多余土方無地可棄的局面。

2.3.6 邊坡土方計算

場地土方計算中，邊坡土方計算常是不被關注的問題，也是在施工過程中容易出問題的地方。邊坡分為填方邊坡和挖方邊坡，邊坡土方計算重點是邊坡的邊界選擇。挖方邊坡建議坡頂線與征地界限重合，填方邊坡建議坡底線與征地界限重合，這樣可以避免出現放坡超出征地界限的矛盾，如果用地緊張，可以考慮將自然放坡更換成擋土墻。

邊坡土方計算可采用等高線設計法處理，能夠有針對性地對坡度進行靈活設計，設計成銜接順暢的邊坡，營造美好視覺效果。邊坡土方計算也最好單獨計算，采用加密的方格網計算。

3 土方平衡與調配

土方平衡與調配的原則必須在土方計算前確定。土方平衡通常包括區內平衡，區區平衡，區外平衡三種。優先采用區內平衡以節省投資，在區內平衡無法實現的情況下，考慮區區平衡、區外平衡。土方平衡要充分考慮用地開發時序，并結合開發時序優化調整設計標高。

在土方工程量計算時，不僅要計算出土的天然挖方體積、所需的天然填方體積，還需要進行土方量平衡，將挖出來的土彌補填方。

假設場地需要外運拋棄土體積為：Q t（松散狀態的體積，即虛方）；

假設場地已有或內運的埋土體積為：M t（松散狀態的體積，即虛方）；

場地內開挖的天然密實狀態土方體積為：V w（土方計算獲得）。

因此場地內挖方松散后的體積為：V w×K1。

場地內可用的松散狀態土方體積總量為：

換算成壓實后的土方體積為:

場地內需要的填方體積為：V t（計算獲得）。

土方平衡的條件為：

注：在以上公式中，土方體積均按正值考慮。

4 場地平整模式及注意事項

4.1 場地平整模式

對于存在建筑基坑的場地，場地平整模式分為三種：先平整場地后開挖基坑；先開挖基坑后平整場地；場地平整與基坑開挖同時進行。不同場地平整模式，土方計算量不同。

4.1.1 先平整場地后開挖基坑（見圖5）

圖5 先平整場地后開挖基坑示意圖

這種場地平整模式在近年來工業園內出現得較多，許多廠商在入住前都會要求園區做好三通一平。這種模式最大問題是造成基坑部分土方重復開挖，使原本土方平衡的場地不再平衡，同時在基坑開挖過程中，還必須結合地下室情況考慮基礎支護。

圖6 先開挖基坑后平整場地示意圖

4.1.2 先開挖基坑后平整場地（見圖6）

這種場地平整模式最大優點就是可以在一定程度上減少重復開挖，適合用于新建居住或商業用地。

4.1.3 場地平整與基坑開挖同時進行（見圖7）

圖7 場地平整與基坑開挖同時進行示意圖

這種場地平整模式的優點能夠減少基坑土方的重復開挖。但因兩側需要回填，兩側需要做好基坑支護、基坑排水等工作，比較適用于新建居住或商業用地。

4.2 場地平整重點注意事項

場地平整重點注意事項包括：臨時排水設施、棄土方案（淤泥、表土、建筑垃圾）、場地壓實要求、高壓線塔及山墳。

4.2.1 臨時排水設施

設置臨時排水設施的目的主要是為了保持水土不流失，可以分為區內，區外兩種。區內是指設置在平整場地內部，用于排除場地內部雨水，確保場地不被雨水浸泡的臨時排水措施；區外是指在場地以外區域設置排水或截水措施，確保外部水流不入侵場地或場地內部雨水不對周邊場地造成威脅。

4.2.2 棄土方案

棄土一般包括淤泥、表土、建筑垃圾等。棄土一般選擇就近安置，如果條件合適，棄土可以選擇場地周邊公共綠地，關鍵是要做好棄土場的標高設計，確保棄土場與周邊環境相協調。

4.2.3 場地壓實要求

場地平整過程中，通常是道路用地場地同時平整，因此在土基壓實時，要有區別地對待。對于道路沿線范圍內的場地壓實，采用相關道路工程壓實標準控制場地壓實質量；非道路范圍內的場地則采用一般建筑場地壓實標準控制。

4.2.4 高壓線塔及山墳

由于征地拆遷的原因，原來場地內存在的高壓線塔及山墳在短期內無法遷移，勢必對場地平整工作造成影響，影響工程進度和土方工程量。

5 結語

土方工程是一項系統復雜的工程，要做好土方計算工作，必須對各種場地標高設計、土方計算方法，場地平整模式，土方平衡原則，土方開挖填筑工序，用地開發時序，規劃用地性質，用地地質條件等有清楚的認識。任何一項都會對土方量產生影響，只有當各個環節都考慮周全，土方工程才能真正做好。