方格网法计算场地平整土方量.docx
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方格网法计算场地平整土方量
一、设计题目
——方格网法计算场地平整土方量
二、设计目的
本课程设计利用方格网法计算出场地平整时的土方量，其属于设计地面的一项重要工作，设计地面是将自然地形加以适当整平，使其成为满足使用要求和建筑布置的平整地面。
对于平整场地，合理设定土方工程量的大小具有决定性的意义。
是《总图设计》课程的主要教学环节之一。
通过该设计的教学，进一步掌握利用方格网法计算场地平整时的土方量的工程。
三、设计内容与要求
1.方格网法的基本原理
方格网法是将基地化分为若干个方格，根据自然地面与设计地面的高差，计算挖方和填方的体积，分别汇总即为土方量。
该方法一般适用于平坦场地。
设计时要求填方和挖方基本相等，即要求土方就地平衡，平整前后这块土体的体积是相等的。
对于一块表面上崎岖不平的土体，经整平后使其表面成为平面。
设平整前的土方体积为V：
V=
式中：
V——土体自水准面起算自然地面下土体的体积；
a——方格边长（m）；
——方格网交点的权值，i=1表示角点，i=2表示边点，i=3表示凹点，i=4表示中间点，其权值分别为1，2，3，4。
h1jh2jh3jh4j——各角点，边点，凹点，中间点的自然地面的标高（m3）。
hij——各角点（或边点，凹点，中间点）的自然地面的标高（m3）。
设方格坐标原点的设计标高为x，则整平后土体的体积为：
式中：
——土体自水准面起算平整后土体的体积（m3）；
x——方格网坐标原点的设计标高（m）；
a——方格边长（m）；
m，i——X轴方向的方格数与设计坡度（%），从原点起，上坡为证，下坡为负；
n，j——Y轴方向的放个数与设计坡度（%），从原点起，上坡为证，下坡为负；
当土方平衡时，平整前后这块土体的体积是相等的，即
=
由于式中只有x为未知数，所以可以求出来，从而求出方格网各个交叉点的设计标高。
由此求出的设计地面标高，能使填方量和挖方量基本平衡。
2.布置方格网
在绘有地形的平面图上布置方格网，使其一边与用地长轴方向平行。
边长采用20m*20m。
将方格网交叉点编上顺序号，填在其左下方。
详细布置见附件。
3.确定自然地面标高
从地形图上求出自然地面标高，根据等高线数值，利用内插法求出各方格交叉点的自然地面标高，填在方格交叉点的右下方。
详细布置见附件。
4.求设计地面标高
根据初步确定的场地设计标高及设计地面的坡度（南北向坡度为i，东西向坡度为j），逐一计算出各交叉点的设计标高，并填在其右上方。
（1）求方格网第1点的设计标高。
设方格网第1点的设计标高为x，
设，方格网坐标原点的设计标高为x，整平后的土方体积为V/
角点：
P1：
∑h1j=h1+h6+h13+h18+h19+h20+h21+h22=345.7m
边点：
P2：
2∑h2j=2（h2+h3+h4+h5+h7+h12）=503.2m
凹点：
P3：
3∑h3j=3（h14+h15+h16+h17）=518.7m
中间点：
P4:
4∑h4j=4（h8+h9+h10+h11）=683.2m
V=a2（∑h1j+2∑h2j+3∑h3j+4∑h4j）/4
Δh南北=i*a=0.5%*20=0.1m
Δh东西=j*a=1%*20=0.2m
P1=1:
∑f（x1j）=h1+h6+h13+h18+h19+h20+h21+h22=8x+5.6
P2=2:
2∑f（x2j）=2（h2+h3+h4+h5+h7+h12）=12x+6.4
P3=3:
3∑f（x3j）=3（h14+h15+h16+h17）=12x+8.4
P4=4:
4∑f（x4j）=4（h8+h9+h10+h11）=16x+9.6
V/=a2[1∑f（x1j）+2∑f（x2j）+3∑f（x3j）+4∑f（x4j）]/4
由V=V/得：
X=42.10m
（2）计算各交叉点的设计标高。
5.计算施工高度
用设计地面标高减去自然地面标高，结果即为施工高度，填在交叉点的左上方。
所得结果为负值时，表示该店为挖方；所得结果为正值时，表示该点为填方。
6.标注零点、确定零线位置
在一个方格之内相邻两交叉点，如果一点为填方而另一点为挖方时，在这两点之间必有一个不填不挖之点，此处设计地面标高与自然地面标高相等，即施工高度为零，故称为零点。
零点的位置可用图解法求出，用直尺在填方交叉点沿着与零点所在边垂直的边上，标出一定比例的填方高度，然后，在挖方交叉点相反方向标出同样比例的挖方高度，两高度点连线与方格边相交点，即为零点。
将零点连接成线段，即为零线（挖方区和填方区的分界线）。
7.计算土方量
方格中如果没有零线，其土方量计算较为简单；否则，由于零线的位置不同，其相应的土方量计算公式也不同。
使用时应根据附件中的公式进行计算。
将各方格网的土方量分别标注在图中，然后，按列分别求和，并标注在栏内，最后可得挖方总数量和填方总数量。
计算土方量：
Ⅰ:
Ⅱ:
Ⅲ:
Ⅳ:
+
=
Ⅴ:
=
Ⅵ:
-
=
+
=
Ⅶ：
Ⅷ:
Ⅸ:
Ⅹ:
ⅩⅠ:
ⅩⅡ:
挖填方总量表
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅵ
Ⅶ
Ⅷ
Ⅸ
Ⅹ
Ⅺ
Ⅻ
∑
挖方
0
0
9.48
47.65
11.57
8
17.86
127
210
164.74
220
320
1136.3
填方
390
310
129.48
37.65
78.24
128
57.86
0．33
0
4.74
0
0
1136.3
各列挖填方表
A
B
C
D
E
∑
挖方
8
237.6
136.48
577.65
176.31
1136.3
填方
518
367.86
129.81
37.65
82.89
1136.3
附件：
1.方格网土方计算公式
（1）四点为填方或挖方时：
=
V——填方（+）或挖方（-）的体积（m3）
（2）相邻二点为填方或二点为挖方时。
h——方格网交叉点的施工高度（m，用绝对值）
（3）三点挖方一点填方或三点填方一点挖方时
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