建筑场地平整的平面位置和标高,通常由设计单位在总平面图竖向设计中确定。场地平整通常是挖高填低。计算场地挖方量和填方量,首先要确定场地设计标高,由设计平面的标高和地面的自然标高之差,可以得到场地各点的施工高度(即填、挖高度),由此可计算场地平整的挖方和填方的工程量。

1.场地设计标高确定

场地设计标高是进行场地平整和土方量计算的依据,也是总图规划和竖向设计的依据。合理地确定场地的设计标高,对减少土方量、加速工程进度都有重要的经济意义。如图2.1所示,当场地设计标高为H0时,填挖方基本平衡,可将土方移挖作填,就地处理；当设计标高为H1时,填方大大超过挖方,则需从场地外大量取土回填；当设计标高为H2时,挖方大大超过填方,则要向场外大量弃土。因此,在确定场地设计标高时,应结合现场的具体条件,反复进行技术经济比较,选择其中最优方案。

图2.1　场地不同设计标高的比较

确定场地设计标高时,应考虑：满足生产工艺和运输的要求；充分利用地形(如分区台阶布置),尽量使挖填方平衡,以减少土方量；要有一定泄水坡度(不小于2%),使之能满足排水要求；要考虑最高洪水位的影响。

场地设计标高一般应在设计文件上规定,若设计文件对场地设计标高没有规定时,可按下述步骤来确定场地设计标高。

(1)初步计算场地设计标高(H0)。初步计算场地设计标高的原则是场内挖填方平衡,即场内挖方总量等于填方总量(∑V挖=∑V填)。

1)在具有等高线的地形图上将施工区域划分为边长a=10～40m的若干方格,如图2.2所示。

2)确定各小方格的角点高程。其方法是根据地形图上相邻两等高线的高程,用插入法计算求得；也可用一张透明纸,上面画6根等距离的平行线,把该透明纸放到标有方格网的地形图上,将6根平行线的最外两根分别对准A、B两点,这时6根等距离的平行线将A、B之间的高差分成5等分,于是便可直接读得C点的地面标高(图2.3)。此外,在无地形图或地形不平坦时,可以在地面用木桩打好方格网,然后用仪器直接测出方格网角点标高。

3)按填挖方平衡确定设计标高H0。

即

图2.2　场地设计标高计算图

图2.3　插入法图解

由图2.2可知,H11系一个方格的角点标高,H12和H21均系两个方格公共的角点标高,H22则是四个方格公共的角点标高,它们分别在式(2.7)中要加一次、两次、四次。因此,上式可改写为

式中　N——方格数目；

H1——一个方格独有的角点标高；

H2——两个方格共有的角点标高；

H3——三个方格共有的角点标高；

H4——四个方格共有的角点标高。

(2)调整场地设计标高。初步确定场地设计标高(H0)仅为一理论值,实际上,还需要考虑以下因素对初步场地设计标高(H0)值进行调整。

1)土的可松性影响。由于具有可松性,会造成填土的多余,需相应地提高设计标高。

2)场内挖方和填方的影响。由于场地内大型基坑挖出的土方、修筑路堤填高的土方,以及从经济角度比较,将部分挖方就近弃于场外(简称弃土)或将部分填方就近取土于场外(简称借土)等,均会引起挖填土方量的变化。必要时,需重新调整设计标高。

3)考虑泄水坡度对设计标高的影响。按调整后的同一设计标高进行场地平整时,整个场地表面均处于同一水平面,但实际上由于排水的要求,场地需有一定的泄水坡度。平整场地的表面坡度应符合设计要求,如无设计要求时,排水沟方向的坡度不应小于2%。因此,还需要根据场地的泄水坡度的要求(单向泄水或双向泄水),计算出场地内各方格角点实际施工所用的设计标高。

式中　Hij——场地内任一点的设计标高；

L——该点至H″0-H″0中心线的距离；

i——场地单向泄水坡度(不小于2%)。

图2.4　单向泄水坡度场地

图2.5　双向泄水坡度场地

双向泄水时设计标高计算,是将已调整的设计标高(H′0)作为场地方向的中心点(图2.5),场地内任一点的设计标高为

式中　Lx、Ly——该点沿x-x、y-y方向距场地的中心线的距离；

ix、iy——该点沿x-x、y-y方向的泄水坡度。

2.场地平整土方量计算

大面积场地的土方量,通常采用方格网法计算,即根据方格网的自然地面标高和实际采用的设计标高,算出相应的角点填挖高度(即施工高度),然后计算出每一方格的土方量,并算出场地边坡的土方量。这样便可得整个场地的填、挖土方总量。其计算步骤如下：

(1)计算场地各方格角点的施工高度。各方格角点的施工高度按式(2.11)计算。

式中　hn——角点施工高度,即填挖高度,以“+”为填,“-”为挖；

Hn——角点设计标高；

H——角点的自然地面标高。(www.daowen.com)

(2)确定“零线”。如果一个方格中一部分角点的施工高度为“+”,而另一部分为“-”时,此方格中的土方一部分为填方,一部分为挖方。计算此类方格的土方量需先确定填方与挖方的分界线,即“零线”。

“零线”位置的确定方法是：先求出有关方格边线(此边线一端为挖,一端为填)上的“零点”(即不挖不填的点),然后将相邻的两个“零点”相连即为“零线”。

如图2.6所示,设h1为填方角点的填方高度,h2为挖方角点的挖方高度,O为零点位置,则可求得

(3)计算场地填挖土方量。场地土方量计算可采用四方棱柱体法或三角棱柱体法。

用四方棱柱体计算时,依据方格角点的施工高度,分为三种类型。

图2.6　求零点的图解法

图2.7　全挖或全填的方格

1)方格四个角点全部为填(或挖)如图2.7所示,其土方量为

式中　　V——挖方或填方的体积,m3；

h1、h2、h3、h4——方格角点的施工高度,以绝对值代入,m。

2)方格的相邻两点为挖,另两角点为填(图2.8),其挖方部分土方量为

填方部分的土方量为

图2.8　两挖和两填的方格

图2.9　三挖一填(或相反)的方格

3)方格的三个角点为挖,另一角点为填(或相反),如图2.9所示,其填方部分的土方量为

挖方部分土方量为