计算公路工程土石方用量.docx

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计算公路工程土石方用量

怎样计算公路工程土石方用量

路基土石方数量是公路工程的重要工程量之一，直接影响公路的工程造价、劳动力、机具设备和施工期限。

土石方工程数量越多，投资越大，其工程投资约占总体工程的35％甚至更多，是公路设计的主要技术经济指标之一，土石方工程的计算准确与否显得十分重要

一、土石方工程数量的计算项目

施工图设计阶段，土石方工程按不同工程项目分别计算。

其项目有：

1、路基挖方、填方、借方、利用方、弃方计算。

1）根据原地面线，标准横断面形式计算帽子挖方、帽子填方工程量。

2）根据填挖高度确定路基处理段落及宽度计算路基处理挖方、路基处理填方工程量。

步骤如下：

①确定经济运距、运输机具和免费运距的大小。

②在计算表中，标出沿线弃土场的位置、桥隧起终桩号以及涵洞位置。

③按就近与土石方运量最小的原则调配

④用挖余方中的土方远运参与填方利用，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—表示参与填方的挖余方中松土、普通土、硬土体积（天然密实方），r1，r2，r3—表示各自的换算系数，若土方不够，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—表示参与填方的挖余方中软石、次坚石、坚石体积（天然密实方）；r4—石方的换算系数

⑤计算废方量和借方量：

V废方=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数量、填前碾压增加土石方数量、为保证路基边缘的压实度需要加宽填筑土石方数量和因地基自然下沉增加的土石方数量等

（1）清除表土增加土方量。

清除表土为新征用土地宽度范围内全路线长度（扣除桥涵结构物长度）清表工程量，当公路路基基底为水稻田或浅水塘时，应是先挖沟疏干并清除腐植土、淤泥、地表树根草植等，根据新建或改建实际平均情表情况，确定清表厚度，一般在0.1-0.2之间。

按施工组织设计的要求计算回填至原地面所需的清除增加工程量

（2）因零填方地段基地压实、耕地填前碾压后回填至原地面标高所需土石方数量，可以按下列公式计算：

h=P/C.式中：

h-天然土因压实而产生的沉降量（cm），P-有效作用力（N/cm2），C-土的抗沉陷系数（N/cm3）

一般按12t-15t压路机的有效作用力P＝66N/cm2计算，C值见下表

原状土名称 

沼泽土 

耕土、松湿粘土 

潮湿粘土 

泥灰石 

N/cm3 

2.0-3.0 

3.0-3.5 

3.5-4.0 

5.0-10.0 

填方数量为碾压天然土地面的面积乘以沉降量，按下公式计算：

Q=Fh.式中：

Q-增加的填方数量，F-填前夯（压）实的天然土的地面面积（m2），H-沉降量（cm）

（3）为保证路基边缘的压实度需要加宽填筑土方量：

为使路基边缘达到压实标准，设计时应根据具体情况将填方段边坡“帮坡”后压实，根据《公路路基施工技术规范》（JTGF10-2006）规定，“整修用机械填筑的路堤表面时，应将其两侧超填的宽度土方切除。

超过宽度允许值为：

砂性土0.20m-0.3m，0.15m-0.20m，粘性土0.10m-0.20m.”公路填方段较长时，这部分土石方数量很大，可按下面公式计算。

Q=LHd.式中：

Q-因超填帮坡增加的填方数量，L-路基填方段长度，H-路基填方段平均填高，d-垂直边坡方向帮坡厚度

二、路基土石方体积换算

路基工程设计文件中的土石方数量是按工程几何尺寸计算的压实方，在计算土石方工程数量时，要准确使用压实方与密实方之间的系数。

规范中规定土石挖方按天然密实方体积计算，土石填方按压实后的体积计算，填方包括利用方填方、借方填方、均按压实方计，弃方按天然密实方计算，其挖方、填方、利用方、借方、弃方存在以下等量关系：

计价方=挖方+填方-利用方；挖方+借方=填方+弃方；借方=填方-利用方；弃方=挖方-利用方。

公式中：

计价方为混合方，挖方、弃方为天然密实方，填方、利用方、借方为压实方

计算时当以填方、利用方、借方以压实体积为计算工程量时，采用挖方为天然密实方，采用公式计算时应按表二所列系数进行调整，表二如下

表二：

路基土石方天然密实方与压实方间的体积换算系数

公路等级 

土石类别 

土方 

石方 

松土 

普通土 

硬土 

二级及二级以上公路 

1.23 

1.16 

1.09 

0.92 

三、四级公路 

1.1 

1.05 

1.0 

0.84　　

举例：

某高速公路路线土石方工程，路线挖方总量128218m3，其中普通土91609m3，硬土36609m3；本桩利用方，普通土38021m3，硬土9436m3，远运利用方普通土53588m3，硬土27173m3，借方普通土1425191m3，硬土789618m3.本桩利用压实方：

38021/1.16+9436/1.09=41434m3远运利用压实方：

53588/1.16+27173/1.09=71126m3借方总量：

1425191/1.16+789618/1.09=1953033m3填方总量：

41434+71126+1953033+121555=218148m3

　　计价方数量：

128218+218148-（41434+71126）=233806m3

　　弃方数量：

128218-38021-9436-53588-27173=0m3

工程土石方数量计算是一项工作繁重的设计任务，涉及量大、考虑问题多，编制人员只有在熟悉工程设计、施工和管理等多方面知识，才能完整计算出土石方工程数量

怎样计算水泥用量?

1．水泥浆用量

水泥浆用量应为环空水泥浆量和水泥塞的水泥浆量之和

按下式计算

式中　V———水泥浆量，m3；Dj———井眼平均直径，m；

          D———套管外径，m；d———套管内径，m；

         H———水泥浆返高，m；h———水泥塞高度，m；

K1———裸眼井段的水泥浆附加系数，按各地区实际情况，由经验得出，一般取1．05～1．10。

实际井径是不规则的，计算时必须用电测井径分段求井径，分段计算出环空体积，然后再累计，得出全井环空体积。

段分得细一些，误差则小一些。

两层套管之间的环形容积计算应以外层套管内径作为井径

2．干水泥量

W＝K2Vq

式中　W———干水泥重量，t；V———水泥浆总体积，m3；

 K2———地面损耗系数，取1．03～1．05；q———配1m3水泥浆需干水泥量，t／m3。

3．水泥浆密度

4．1m3水泥浆需用干水泥量

式中　Q———需用水泥重量，t；ρc———水泥密度，kg／cm3；

         ρs———水泥浆密度，kg／m3；ρw———水的密度，kg／m3。

5．1m3水泥浆需用的水泥袋数（已知每袋50kg及水泥浆密度ρs）

袋数＝29．3（ρs－ρw）

6．水灰比（m）

 7．已知水灰比（m），求1m3水泥浆需用干水泥量（Q）

8．水泥浆用水量

9．已知水灰比，计算1m3水泥浆用水量

式中　Vw———1m3水泥浆用水量，m3

10．替完井液量

当胶塞顶至浮箍位置时，替完井液即结束。

因此，所需完井液量即为浮箍以上不同壁厚套管的内容积之和

式中　Vm———替完井液量，m3

d1、d2、d3、?

、dn———水泥塞以上各段不同壁厚套管的内径，m

L1、L2、?

、Ln———水泥塞以上各段不同壁厚套管的长度，m

K3———完井液压缩系数，即1．03～1．05

进行尾管固井替完井液量计算时，方钻杆，钻杆，水龙带内容积可查有关钻井手册，尾管替完井液量不考虑压缩系数值

11．施工最高泵压

注水泥过程中，由于水泥浆密度一般比完井液的大，因此泵压的变化，正常情况下总是由大到小，再由小到大。

替完井液结束时，泵压达到最高。

最高泵压是由管内外液柱压力差，水泥浆和完井液在管内、外流动时的阻力及碰压突增的压力所组成。

即：

Pmax＝p1＋p2式中　pmax———最高泵压，MPa；

          p1———管内外液柱压差，MPa； p2———管内外流动阻力，MPa

P1＝9．8×10－6（H－h）（ρs－ρm）                       

式中　H———管外水泥浆柱高度，m；h———水泥塞长度，m；

          ρs———水泥浆密度，kg／m3；ρm———完井液密度，kg／m3。

  p2可用下列经验公式计算：

当井深小于1000m时：

p2＝0．098×（0．01L）＋0．8               当井深5000m＞L＞1000m时：

p2＝0．098×（0．01L）＋1．6               当井深大于5000m时，

p2＝0．098×（0．01L）＋2                    式中　L———井深，m。

12．注水泥施工时间

注水泥施工时间包括：

水泥车配注全部水泥浆、替完井液和开档销顶胶塞所需的时间。

为了保证顺利施工，注水泥的总时间必须等于水泥稠化时间减1h或必须小于水泥浆初凝时间的75％。

注水泥施工的时间为

T＝T1＋T2＋T3                                          

式中　T1———配注水泥浆所需时间，min；T2———倒换闸门、开档销、顶胶塞时间，一般为1～3min；T3———替完井液时间，min。

式中　V———注水泥浆总量，m3；Q1———单车每分钟注替水泥浆、完井液排量，m3／min；n———注水泥车数；Vm———替完井液量，m3。

道路给的是路中心线的标高，例如：

某段路，宽8m，其它的数据如下：

路中挖填高度：

0.3720.0360.015

设计高程：

172.262171.968171.38

地面高程：

171.89171.932171.365

间距：

10m20m

桩号：

桩1、桩2、桩3

第一段：

挖土方工程量为：

（0.372+0.036）*8/2*10=16.32m3

第二段：

挖土方工程量为：

（0.036+0.015）*8/2*20=4.08m3

建议精确计算方式为：

1、根据设计图纸的路中高程，在CAD中绘制挖填方横断面图。

图中标注路中高程、路基顶高程、道路横坡、原始地貌线。

然后直接用CAD的AA命令，卡出挖、填方面积，在右下角标注At和Aw即可。

请看附图1。

2、根据各个横断面，以及横断面中卡出的面积。

通过EXCEL表格，统计计算即可。

请看附图2。

3、如果只是做做简单的预算，可以按照您的方法，在EXCEL表格中，随便计算一下就行。

但是如果是结算或者审计。

按照我的方式来计算，就是最精确的了。

当然，如果您看得懂我的2个截图，那么道路工程的工程量计算（包括上部结构层：

底基层、基层、透层、封层、粘层、路面）。

都按照这种方式（图形加上EXCEL表格）计算，就完了。

4、还有一个简单的建议。

请到本网站【共享资料】栏目中，下载《道路工程制图标准》，对你绝对有好处。

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