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淺談公路工程土石方計算

10-31 22:06:47  瀏覽次數:626次  欄目:交通工程
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  摘要:土石方工程數量的計算,直接影響公路的工程造價、勞動力、機具設備和施工期限。因此土石方工程的計算準確與否十分重要。

  關鍵詞:公路工程;土石方計算;路基挖方:填方:借方;利用方;棄方

  路基土石方數量是公路工程的重要工程量之一,直接影響公路的工程造價、勞動力、機具設備和施工期限。土石方工程數量越多,投資越大,其工程投資約占總體工程的35%甚至更多,是公路設計的主要技術經濟指標之一,土石方工程的計算準確與否顯得十分重要。

  一、土石方工程數量的計算項目

  施工圖設計階段,土石方工程按不同工程項目分別計算。其項目有:

  1、路基挖方、填方、借方、利用方、棄方計算。

  (1)根據原地面線,標準橫斷面形式計算帽子挖方、帽子填方工程量。

  (2)根據填挖高度確定路基處理段落及寬度計算路基處理挖方、路基處理填方工程量。步驟如下:

  ①確定經濟運距、運輸機具和免費運距的大小。

  ②在計算表中,標出沿線棄土場的位置、橋隧起終樁號以及涵洞位置。

  ③按就近與土石方運量最小的原則調配。

  ④用挖余方中的土方遠運參與填方利用,公式:V填土=(V土1∕r1+V土2∕r2+V土3∕r3)。式中:V土1,V土2,V土3—表示參與填方的挖余方中松土、普通土、硬土體積(天然密實方),r1,r2,r3—表示各自的換算系數,若土方不夠,可以石代土,公式:V填石=(V石1+V石2+V石3)∕r4式中:V石1、V石2、V石3—表示參與填方的挖余方中軟石、次堅石、堅石體積(天然密實方);r4—石方的換算系數。

  ⑤計算廢方量和借方量:V廢方=挖余方-V土1-V土2-V土3-V石1-V石2-V石3;V借方=填缺方-V填土-V填石

  2.其它增加土方:包括清除表土增加土石方數量、填前碾壓增加土石方數量、為保證路基邊緣的壓實度需要加寬填筑土石方數量和因地基自然下沉增加的土石方數量等。

  (1)清除表土增加土方量。清除表土為新征用土地寬度范圍內全路線長度(扣除橋涵結構物長度)清表工程量,當公路路基基底為水稻田或淺水塘時,應是先挖溝疏干并清除腐植土、淤泥、地表樹根草植等,根據新建或改建實際平均情表情況,確定清表厚度,一般在0.1-0.2之間。按施工組織設計的要求計算回填至原地面所需的清除增加工程量。

  (2)因零填方地段基地壓實、耕地填前碾壓后回填至原地面標高所需土石方數量,可以按下列公式計算:h=P/C.式中:h-天然土因壓實而產生的沉降量(cm),P-有效作用力(N/cm2),C-土的抗沉陷系數(N/cm3)。

  一般按12t-15t壓路機的有效作用力P=66N/cm2計算,C值見下表:

原狀土名稱
   沼澤土
   耕土、松濕粘土
   潮濕粘土
   泥灰石
   N/cm3
   2.0-3.0
   3.0-3.5
   3.5-4.0
   5.0-10.0
 

  填方數量為碾壓天然土地面的面積乘以沉降量,按下公式計算:Q=Fh.式中:Q-增加的填方數量,F-填前夯(壓)實的天然土的地面面積(m2),H-沉降量(cm)。

  (3)為保證路基邊緣的壓實度需要加寬填筑土方量:為使路基邊緣達到壓實標準,設計時應根據具體情況將填方段邊坡“幫坡”后壓實,根據《公路路基施工技術規范》(JTG F10-2006)規定,“整修用機械填筑的路堤表面時,應將其兩側超填的寬度土方切除。超過寬度允許值為:砂性土0.20m-0.3m,0.15m-0.20m,粘性土0.10m-0.20m.”公路填方段較長時,這部分土石方數量很大,可按下面公式計算。Q=LHd.式中:Q-因超填幫坡增加的填方數量,L-路基填方段長度,H-路基填方段平均填高,d-垂直邊坡方向幫坡厚度。

  二、路基土石方體積換算

  路基工程設計文件中的土石方數量是按工程幾何尺寸計算的壓實方,在計算土石方工程數量時,要準確使用壓實方與密實方之間的系數。規范中規定土石挖方按天然密實方體積計算,土石填方按壓實后的體積計算,填方包括利用方填方、借方填方、均按壓實方計,棄方按天然密實方計算,其挖方、填方、利用方、借方、棄方存在以下等量關系:計價方=挖方+填方-利用方;挖方+借方=填方+棄方;借方=填方-利用方;棄方=挖方-利用方。公式中:計價方為混合方,挖方、棄方為天然密實方,填方、利用方、借方為壓實方。

  計算時當以填方、利用方、借方以壓實體積為計算工程量時,采用挖方為天然密實方,采用公式計算時應按表二所列系數進行調整,表二如下:

  表二:路基土石方天然密實方與壓實方間的體積換算系數

公路等級
   土石類別
   土方
   石方
   松土
   普通土
   硬土
   二級及二級以上公路
   1.23
   1.16
   1.09
   0.92
   三、四級公路
   1.1
   1.05
   1.0
   0.84   

  舉例:某高速公路路線土石方工程,路線挖方總量128218m3,其中普通土91609m3,硬土36609m3;本樁利用方,普通土38021m3,硬土9436m3,遠運利用方普通土53588m3,硬土27173m3,借方普通土1425191m3,硬土789618m3.本樁利用壓實方:38021/1.16+9436/1.09=41434m3遠運利用壓實方:53588/1.16+27173/1.09=71126m3借方總量:1425191/1.16+789618/1.09=1953033m3填方總量:41434+71126+1953033+121555=218148m3

  計價方數量:128218+218148-(41434+71126)=233806m3

  棄方數量:128218-38021-9436-53588-27173=0m3

  工程土石方數量計算是一項工作繁重的設計任務,涉及量大、考慮問題多,編制人員只有在熟悉工程設計、施工和管理等多方面知識,才能完整計算出土石方工程數量。

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