土石方工程土石比例確定方法探究

王 覃 王衛紅

(山西華晉巖土工程勘察有限公司，山西 太原 030021)

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土石方工程土石比例確定方法探究

王 覃 王衛紅

(山西華晉巖土工程勘察有限公司，山西 太原 030021)

對地質鉆孔法、炸藥量反算法、直接測量法三種確定土石比例的方法進行了研究，并結合工程案例，著重對后兩種方法的應用作了闡述，以解決土方開挖過程中土方和石方的分界問題。

土石比例，炸藥量反算法，直接測量法

1 概述

對于場地平整工程而言，土石方總量和土石方比例是兩項最重要的計算參數。土石方總量的計算目前有成熟的計算方法，如方格網法、DTM法、斷面法、等高線法等，而對于土石比例的確定，卻沒有公認的計算方法。土石方開挖量大,故所涉及的工程造價也高,土方和石方的造價又相差較大,所以必須首先解決開挖過程中土方和石方的分界問題,以便計算造價或者結算。

2 土石比例方法比較

2.1 地質鉆孔法

鉆孔法首先根據土石方場區土方平衡圖找出填挖邊界線，在填挖邊界線劃分的挖方區內，找出勘察報告中對應的地質鉆孔。如圖1中Z1～Z8，并查找各孔對應的柱狀圖及剖面圖。以Z1-Z2簡化后的剖面圖為例。首先通過計算機計算得出由Z1，Z2，Z3，Z4圍成Q1區域內的土方和石方體積分別為V土1243，V石1243,進而計算出由鉆孔劃分的各個小區域內的土方和石方量，求和后得出土石方比例。

在起伏大的山地地區，以確定土石比例為目的的鉆孔布置注意點如下：

1)鉆孔要布置在山脊上和靠近填挖邊界線位置。如Z1-Z3-Z5-Z7的連線布置在山脊位置，Z2-Z4-Z6-Z8則是靠近填挖邊界線位置。只有在山脊和填挖線布置鉆孔后，鉆孔的數據能比較恰當、全面地涵蓋原地形。如果只是在山脊兩側的山腰布孔，得到的結果不會反映出山腰以上地形的土石比例。為能更加精確計算可以在山腰增加鉆孔如Z0。

2)山脊上鉆孔和填挖線鉆孔的連線要盡量與等高線垂直相交。

3)為能更真實的反映原始地形，要將Q1區域內Z1-Z2，Z2-Z4，Z4-Z3，Z3-Z1，剖面中最上地形連線進行修正。例如將A線根據現場的情況進行修正為B線，如圖2所示。其他區域亦然。

4)由于山地地形起伏大，地貌復雜，填挖線附近的鉆孔在實地中很有可能在非常陡的山坡上，不能施工，要根據附近的地形預估一個土石厚度。

鉆孔法在計算過程中注意點：起伏較大的山地計算中，絕對不能以每個鉆孔的土石厚度累加后得出土石比或者以每個剖面的土石面積累加后得出土石比例。除非地形很平坦，起伏不大，鉆孔布置均勻，可以利用土石厚度或者面積近似的進行計算。

2.2 炸藥量反算法

土石方施工中，開挖的施工主要為機械施工結合石方爆破。石方爆破主要用巖石乳化炸藥、巖石膨化硝銨炸藥等。由于巖石級別不同，炸藥、機械消耗也不一樣，特別是炸藥、雷管、導火線等火工材料消耗有很大差異。堅硬的巖石極限抗壓強度值就大，耗用炸藥量也就大；風化、松軟的巖石極限抗壓強度值就小，耗用炸藥量也就小。因此，采用《預算定額》中火工材料消耗量，特別是炸藥理論消耗量，與實際炸藥消耗量的對比，來測算石方開挖占土石方總量的比重，有一定可操作性和合理性。當然，也要考慮施工單位采用挖掘機、風鉆等設備，開挖風化的松軟巖石的降效因素，以及回填石方和棄運石方比例，對火工材料消耗分析確定的石方比例，作出適當的修正。

2.3 直接測量法

直接測量法就是在施工過程中，每開挖出一片石方面后直接測量，直至將場區內石方面測量完全。然后通過計算機計算得出石方量。測量獲得的測量數據重疊部分，取首次測量的數據。

3 實例分析

某土石方場平工程，合同中挖方總量為300萬m3，爆破石方量為90萬m3，占30%。但在施工中發現合同土石比與實際情況嚴重不符。經多方協商均同意重新測定土石比例。

本工程中用炸藥量反算法和直接測量法進行了測定土石比例。

3.1 運用炸藥量反算法

經統計，本工程中共用炸藥1 012 t。根據現場地質情況查定額按一般開挖普堅石44.43 kg/100 m3,也就是說開挖100 m3石方需要44.43 kg炸藥量。計算得出爆破石方為227.77萬m3。由于現場土石回填總量只有75萬m3，大部分爆破石方均要棄掉，所以爆破的粒徑不是很嚴格，換言之就是實際操作中同樣的炸藥量爆破后的石方比定額中要多。所以要對計算量進行修正，經過多方協調，同意修正系數在1.1～1.2之間，也就是爆破石方量在250.55萬m3～273.32萬m3之間。

3.2 運用直接測量法

通過測量每次的石方面，整合數據后最終計算石方量為268.94萬m3。

對于直接測量法的結果，業主表示偏多，因在測量石方面的時候，上部的土方不可能全部挖凈，為給下一步爆破鉆孔等施工創造一個比較平坦的工作面，每一個小的石方面上實際上還殘留一部分土方，所以要對直接測量的結果進行減少。

又經多方協調均同意將炸藥量反算法修正系數取中為1.15計算為261.94萬m3，也對直接測量法結果進行了減少，最終業主和施工方均滿意接受以261.94萬m3爆破石方更改了合同。

4 結語

土石方工程多位于山地等地形復雜地區，地質鉆孔法結果相對比較粗糙，可用于前期調研或者招投標階段。而在實際操作中，有的業主為節約成本和時間運用地質鉆孔法時只是選取了有代表性的區域2個～3個鉆孔進行預估土石比，即進行了招投標。但合同中均要寫明土石比將以現場復測后簽證為準，避免糾紛。而炸藥量反算法和直接測量法，比較有信服力，也只能應用于施工過程中。因為炸藥量的審批是由國家公安機關等部門監控，具有公信力，直接測量法又可以多方現場觀看情況，也比較有說服力。在實際施工中，我們要根據具體的情況選取不同的方法進行計算或者進行相互佐證。

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Inquiry on earthwork proportion determining methods of earthwork engineering

Wang Tan Wang Weihong

(ShanxiHuajinGeotechnicalEngineeringSurveyCo.,Ltd,Taiyuan030021,China)

The paper studies three kinds of earthwork determining methods of geological drilling method, explosive charging algorithm and direct measurement methods, and mainly describes application of post two methods by combining with engineering cases, with a view to solve boundary problem of stone work and earthwork in earthwork excavation process.

earthwork proportion, explosive charging algorithm, direct measurement method

1009-6825(2015)21-0056-02

2015-05-09

王 覃(1984- )，男，工程師； 王衛紅(1984- )，女，工程師

TU751

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