工程土方量計算與調配關鍵技術研究

摘" 要：土方工程是土木工程施工的主要工作之一，其工程量的大小、量的合適程度直接關系到下一步工程的施工實施方案、工程施工量、工程決算費用、工程進度和工程質量。該文以土方工程施工的基本原理，重點闡述場地設計標高的確定、場地土方量計算及土方量調配等關鍵技術，有效降低勞動強度，控制經濟效益。

關鍵詞：土方工程量；計算與調配；關鍵技術；場地設計標高；土方調配量計算

中圖分類號：TU751" " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2023）19-0189-04

Abstract： Earthwork is one of the main works of civil engineering construction， and its quantity and suitability are directly related to the construction implementation plan， project construction quantity， final account cost， project progress and project quality of the next project. Based on the basic principle of earthwork construction， this paper focuses on the key technologies such as the determination of site design elevation， site earthwork calculation and earthwork allocation， so as to effectively reduce labor intensity and control economic benefits.

Keywords： earthwork quantity; calculation and allocation; key technology; site design elevation; earthwork allocation quantity calculation

在土方工程施工之前，必須要對土方工程量進行科學計算，以此核定土方工程的施工實施方案。土方工程量計算包括場地平整土方量和土方調配量計算。通常情況下，土方可以以幾何形狀進行劃分，這樣可以獲得比較精確的計算精度。土方工程內容包括場地平整、路基開挖與填筑以及排水、降水、土壁支護等9項前期準備工作和輔助工程。

1" 土方工程施工的特點

土方工程施工具有量大、繁重和施工條件復雜等特點，且受天氣、濕度、地理、場地及地下障礙等因素的影響，施工難度大、工作強度大、耗費時間長。

2" 土方工程性質

土方的種類繁多，可以根據開挖的難易程度、施工方法等進行分類。按開挖的難易程度將土方分為松軟土、普通土等8種類型。土方的可松性、滲透性、含水率及質量密度對土方工程的施工方法及工程量大小有直接影響。

2.1" 土方的可松性

可以分為最初可松性、最終可松性2種，用k表示。基于自然狀態下的土方，經過開挖后，其體積因其松散性而得到增加，這就是土方的最初可松性。之后雖然經回填壓實等程序，其體積也無法恢復到原狀，這就是土方的最終可松性。

2.2" 土方的滲透性

土方具有被水透過的性能，通常通過試驗來確定具體大小，用字母d表示。其單位為cm/s，即在單位時間內水能夠穿過土層的距離。如果地下水位在施工時需要下降時，滲透系數就是確定地下水位降水方案和計算涌水量的最為重要的參數。

2.3" 土方的含水率

土方中的濕重量和固體顆粒的差值與固體顆粒之間的質量比，用字母？濁表示。土方的含水率對土方開挖方法、開挖方式、開挖尺寸以及邊坡的穩定、回填土的夯實等相關施工工程具有直接影響。在實際施工的壓實條件下，如果能夠達到最大干密度時土方的含水率，即為最佳含水率。

2.4" 土方的質量密度

單位體積中土的質量，可以分為天然密度和干密度。天然密度是土方在自然狀態下單位體積的質量，用p表示。干密度是單位體積土方中的固體顆粒的質量，用pg表示。工程施工中，通常用干密度作為檢驗填土壓實質量的控制指標。

3" 土方量計算

在建筑工程施工中，將施工范圍內的原始地面修改成工程需要的設計平面，稱之為場地平整。其中，場地設計標高必須要滿足施工項目的總體規劃、施工流程、施工工藝以及運輸、排水等要求，使土方的挖填達到較好的平衡狀態，盡可能降低土方挖量、運量和重復挖運量。將設計平面標高減去自然地面標高，即為施工場地各個點位的施工高度。根據這個高度，計算出該場地的平整土方量。場地平整土方量可以使用方格網法和斷面法進行計算。如果施工地形屬于平坦的地區，可以采用方格網法計算；如果施工地形屬于起伏變化較大的地區，則盡可能使用斷面法計算。本文涉及的地形為較為平坦的地區，所以采用方格網法介紹場地平整土方量的計算步驟[1]。

3.1" 場地設計標高的確定

根據建筑設計和施工規范，確定場地設計標高需要滿足以下條件。①滿足施工流程、施工工藝等要求。②合理使用建筑地形，盡可能降低土方挖量、運量和重復挖運量。③土方的挖、填盡量平衡，減少土方挖運費用。④具有較好的排水功能，確保泄水坡度不低于0.2%。⑤盡可能滿足最高洪水位的要求。

在設計文件上，通常對場地設計標高做出相應的規定，可以采用“挖、填土方量平衡法”來確定。

3.1.1" 計算場地設計標高初值

在建筑場地圖上，將其劃分為邊長為20～40 m的若干個方格網。采用插入法計算每個方格的角點標高[1]。如果沒有建筑場地圖或者場地地形有較大起伏時，可以在地面上使用木樁劃好方格網，再用專用的標高測量儀器直接測出。在建筑場地內進行土方的挖、填工作，盡可能確保場地內的土方量在平整前后的土方量相等。場地設計標高初值計算公式為

式中：H0為建筑場地設計標高初值，m；N為方格總數；H1、H2、H3、H4分別表示1—4個方格所共有的角點標高，m。

3.1.2" 計算設計標高的調整值

因為土方具有可松性和滲透性，通常要增加建筑場地的設計標高值。假設設計標高增加值為？駐h，總挖土方體積VW′應在原體積的基礎上再減去VW？駐h，總填土方體積則為

式中：VZT為調整設計標高后的總填土方體積；K為土方的最終可松性系數。

3.2" 場地平整土方量的計算方法

根據建筑場地圖中各個方格角點的原始地面標高和實際設計標高，計算各個方格角點的填挖高度，然后逐個計算方格的土方量，同時計算建筑場地各邊坡的土方量，最后求出建筑場地上所有方格和邊坡的挖、填土方量總和，即為該建筑場地的挖、填土方的總量[2]。

3.2.1" 計算各方格角點的施工高度

計算公式hn=Hs-Hy

式中：hn為角點的施工高度，m，即挖、填高度，用“+”表示填方，用“-”表示挖方；Hs為角點的實際設計標高，m；Hy為角點的原始地面標高，m。

3.2.2" 計算零點位置施工高度

如果零點位置的方格網內既有填方，又有挖方時，可以采用下沉式方法確定方格網邊的零點位置。相鄰兩角點施工高度分別用“+”“-”在方格網上進行專門標注，并連接零點形成零線，用零線分隔填方區和挖方區。

3.2.3" 計算方格土方量

根據建筑場地實際，通常可將建筑場地各方格的土方量分為全挖或全填、2挖2填、3挖（填）1填（挖）等3種類型，分別進行計算。

1）計算全挖或全填土方量。4個方格角點都是填或者都是挖。其土方量為

式中：V為填方或挖方的土方量，m3；h1、h2、h3、h4為4個方格角點的施工高度。

2）計算2挖2填土方量。4個方格角點中，假設相鄰2個角點為挖方，則另外2個角點即為填方。其土方量為

5" 結論

實際工程施工之前，工程技術人員必須對建筑場地進行詳細了解，分析、核準相關的技術資料，熟悉建筑場地的地形圖、土質地質、地下電纜、管道、地下地上建筑物以及土方工程施工圖等，到實地進行現場勘察。根據實際的施工條件和施工設備設施，制定內容詳實、技術可行、性價比高的施工方案，輔以最佳的施工工藝，土方工程才能降低勞動強度，減少施工工作量，取得較為可貴的經濟效益。

參考文獻：

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[3] 蓋麗麗，李剛，黨彥.土方工程控制價編制影響因素及工程實例分析[J].工程技術研究，2022，7（15）：128-130.

[4] 鄧壽昌，李曉目，劉在今，等.土木工程施工[M].北京：北京大學出版社，2006.

基金項目：2023年度全國職業教育科研規劃課題（2023QZJ011，主持人為姬寓）；2022年度江蘇聯合職業技術學院課題（B/2022/11/006）；2021年校本課題立項階段性成果（無編號，主持人為姬寓）

作者簡介：姬寓（1988-），女，講師。研究方向為建筑學、建筑CAD。