淺析大型場地平整和土方填挖施工

董康

摘 要：場地平整是將進行建設范圍內的自然路面，通過機械挖填平整，改造成設計所需的平面，以利于現場平面布置和文明施工。場地平整要進行總體的規劃，根據施工工藝、交通運輸和場地排水等條件，做到土方填挖、運輸的最經濟化。該文簡單的闡述了場地平整中所使用到的機械及其施工特點，根據場地平整的施工步驟做了場地豎向規劃、土方量的挖填計算和最佳調配方案辨別等介紹。

關鍵詞：場地平整 機械施工 土方計算 設計標高

中圖分類號：TU75 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）03（a）-0066-01

大型工程項目動工之始要進行場地平整，確保場地的平整度以保證各種材料、機械能夠順利進場。場地平整就是通過設計施工把原有的土地平面變成人們要求的平面。平整過程中要使場地平面高程滿足設計要求，力求各項生產工藝﹑排給水、土方填挖與運輸達到最理想的狀態。

1 場地平整土方機械及其施工

土方挖掘運輸是場地平整中工程量最大的工作，實際中所用的機械設備主要有推土機、鏟運機和挖掘機三種。

1.1 推土機施工

推土機是場地平整中的主要機械設備，其構造原理較簡單：在履帶式拖拉機前添加一個推土板，這種機械多為油壓操縱，推土板可以上下調節，甚至變換角度，靈活度高。推土機工作面積小，施工效率高，爬坡最大角度可達35°，因此廣泛應用于土方工程中。其在推土過程中往往采用三種推土方法來提高施工效率：下坡推土法、并列推土法、槽型推土法，這種機械的運輸距離不大，經濟運輸距離在100 m左右，而最佳運輸距離在60 m左右[1]。

1.2 鏟運機施工

鏟運機是一種綜合性能較強的機械，可以完成場地平整中土方的各項施工工序。鏟運機的斗容量較大，多用于大面積場地的平整工作，其運行方式一般有兩種：自行式和拖拉式；同樣操作系統也有兩種：機械操作和液壓操作。鏟運機的運輸距離較大，最大運距可達1500 m，最佳運輸距離在200～350 m，其操作簡單、受地形限制小、可獨立工作，多采用下坡鏟土、跨鏟發、推土機助鏟法來提高工作效率[2]。

1.3 挖掘機施工

如果場地中有坡度較大的土堆或者土丘時，往往要使用挖掘機來進行土石方的挖掘，其形式多樣、操作簡單，多與運土汽車進行配合作業，施工效率高，一直被廣泛的應用。

2 場地豎向規劃設計

2.1 場地設計標高的確定

場地平整中，若對場地的標高沒有特殊要求，只是保證場地的各處高程都相同，因此只需保障場地中土石方的填挖平衡就能達到要求。根據經驗，在圖紙上把場地分割為若干個邊長為a的方格，在方格的各個角點標出實際地面的標高，然后根據各個角點被方格使用的次數，得到各個角點對計算結果的“權”，據此可求得最終場地的高程[3]。

在實際施工中，往往使場地具有一個坡度，便于地表水的排泄，因此要根據場地坡度的設計進行標高的計算。若設計標高要求嚴格，可能會進行場地的整體挖土或者整體填土。

2.2 最佳設計平面

上述計算方法雖然可以使場地平整、填挖方互補，但是沒有說明怎樣進行土方的調配，且不能滿足土方量最小的原則，在場地面積較大或者地形復雜的工程中往往采用最小二乘法進行場地平面的設計，這種計算方法可以保證土方的填挖量最小，得到最佳的場地平面。

2.3 設計標高調整

實際工程中不穩定因素較多，書面計算出的設計標高會有誤差的存在，根據要求對設計標高進行調整，重新進行土方量的計算。

（1）土方的體積會發生變動，原狀土被開挖后，土質松散，體積變大。場地平整過程中，壓實效果不同，松散土的體積變化也不同，因此由于最后可松性系數的存在，設計標高應相應的增大[4]。

（2）根據場地的實際情況，并不一定要滿足場地內的填挖平衡，可以進行場外的取土或者棄土，使經濟效果達到最佳，因此要對設計標高進行調整。

（3）根據設計標高進行場地的平整，若工程棄土或者填土的處理比較繁瑣，則應考慮提高或者降低設計標高。

3 場地平整土方量計算

場地設計標高確定后，即可得到各角點的填挖高度，然后根據方格的面積計算出每個方格的填、挖土方量，若場地有邊坡存在，再把每個方格的土方總量與邊坡土方量相加就得到了總的土方量。

3.1 零線的確定

土方量計算之前要在圖紙中找到有助于分辨填、挖區的零線，零線是指施工高度為零的一條線，尋找這條線的方法是：首先找到兩個具有一挖一填性質的的相鄰角點，根據其填挖高差，用線性插入的方法找到零點，然后把找到的各個零點進行連接，所得到的線即為零線。得到零線后再進行土方的計算。

3.2 四方棱柱體的體積計算方法

四方棱柱體的體積計算方法是根據方格中四個角點的施工高度計算土方的填挖量，全填全挖法和零填零挖法的計算方法如下。

全填全挖：

參數說明：V——填方或挖方體積；

a——方格長度；

H1，H2，H3，H4——方格四個角點的填挖高度，均取絕對值。

零填零挖：

，

參數說明：——方格角點中填（挖）方施工高度的總和，取絕對值；

——方格四角點施工高度之總和，取絕對值；

a——方格長度。

4 土方調配

土方調配是場地平整中的重要環節，合理的調配方案可以使工期縮短，降低成本。

4.1 土方最優調配設計

（1）調配區的劃分原則：①調配區的劃分符合平整場地的總體部署，不能阻礙其它工序的施工；②調配區的大小要根據場地的總體面積和所使用機械的適宜運距進行確定；③調配區的范圍要與方格網協調。

（2）平均運距的確定：調配區的劃分完成之后，確定挖土調配區和填方調配區，其兩者調配重心的距離就是平均運距。如果這個距離較遠，采用挖掘機與運土汽車的配合或者自行式鏟運機作為運土工具，其運距要根據實際情況來確定[4]。

（3）土方施工單價的確定：土方施工單價要根據運輸機械的不同來確定，若采用汽車或者其它單一的運輸工具進行運輸，其運土單價可根據預算來確定。如果采用多種機械配合施工，這種情形的單價計算就比較麻煩，要根據機械運、填配套特點給出一個綜合單價。

4.2 調配設計計算方法

為了降低調運成本，得到最優的調配方案，現如今主要有兩種計算方法：線性規劃法和表上作業法。線性規劃法首先計算出各填方區和挖方區的土方作業量，然后根據就近原則和調運費用最低原則進行土方的調配；表上作業法主要解決的是運輸距離，其調配步驟主要有三步：（1）初始方案的編制；（2）多方案中最優方案的選擇；（3）方案的調整。

5 結語

場地平整是進行建筑動工的第一步，也是關鍵的一步，其完成的優劣程度直接關系著之后的施工工序能否順利進行。場地平整簡單的說就是根據設計標高，讓原有的自然路面經過填挖土后變成一個有利于以后施工的平面。場地平整中要做到省工省時、造價最低，就必須對場地進行全面的了解，綜合考慮機械的使用、標高的設計、土方的填挖、運輸的距離和費用等。

參考文獻

[1] 張本福.場地平整施工設計[J].安徽建筑工業學院學報（自然科學版），1999（2）：39-43.

[2] 馬超明.高填方路基與高填方場地平整之間的施工順序實例分析[J].城市道橋與防洪，2010（6）：168-170，239-240.

[3] 張曉天，張晨.場地平整土方工程量計算中場地設計標高的調整[J].寧夏大學學報（自然科學版），1997（4）：48-50.

[4] 陳艾荷.場地平整工程施工計算程序[J].施工技術（建筑技術通訊），1990（5）：27.

[5] 張曉天，張晨.場地平整土方工程量計算中場地設計標高的調整[J].寧夏大學學報（自然科學版），1997（4）：48-50.