方格网法计算场地平整土方量
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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=
)
(
4
)
4
3
2
(
4
4
1
2
4
3
2
1
2
∑∑
∑
∑
∑
∑=
+
+
+
ij
j
j
j
j
h
Pi
a
h
h
h
h
a
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。 h 1j h 2j h 3j h 4j ——各角点,边点,凹点,中间点的自然地面的标高(m 3)。
h ij ——各角点(或边点,凹点,中间点)的自然地面的标高(m 3)。
设方格坐标原点的设计标高为x ,则整平后土体的体积为:
∑∑=
4
1
2
'
)
)((4
x f P a V i
式中:
——土体自水准面起算平整后土体的体积(m 3); 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'
V V =
∑∑4
1
ij
h
Pi =
∑∑4
1
)
)((x f P i
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。
(施工高度)(设计地面标高)(角点编号)
(自然地面标高)
(施工高度)(设计地面标高)(自然地面高度)
(角点编号)
(填)+2.30
20.50 118.20
(挖)-0.80
20.6021.40
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