浅析大型场地平整和土方填挖施工

董康

摘 要：场地平整是将进行建设范围内的自然路面，通过机械挖填平整，改造成设计所需的平面，以利于现场平面布置和文明施工。场地平整要进行总体的规划，根据施工工艺、交通运输和场地排水等条件，做到土方填挖、运输的最经济化。该文简单的阐述了场地平整中所使用到的机械及其施工特点，根据场地平整的施工步骤做了场地竖向规划、土方量的挖填计算和最佳调配方案辨别等介绍。

关键词：场地平整 机械施工 土方计算 设计标高

中图分类号：TU75 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）03（a）-0066-01

大型工程项目动工之始要进行场地平整，确保场地的平整度以保证各种材料、机械能够顺利进场。场地平整就是通过设计施工把原有的土地平面变成人们要求的平面。平整过程中要使场地平面高程满足设计要求，力求各项生产工艺﹑排给水、土方填挖与运输达到最理想的状态。

1 场地平整土方机械及其施工

土方挖掘运输是场地平整中工程量最大的工作，实际中所用的机械设备主要有推土机、铲运机和挖掘机三种。

1.1 推土机施工

推土机是场地平整中的主要机械设备，其构造原理较简单：在履带式拖拉机前添加一个推土板，这种机械多为油压操纵，推土板可以上下调节，甚至变换角度，灵活度高。推土机工作面积小，施工效率高，爬坡最大角度可达35°，因此广泛应用于土方工程中。其在推土过程中往往采用三种推土方法来提高施工效率：下坡推土法、并列推土法、槽型推土法，这种机械的运输距离不大，经济运输距离在100 m左右，而最佳运输距离在60 m左右[1]。

1.2 铲运机施工

铲运机是一种综合性能较强的机械，可以完成场地平整中土方的各项施工工序。铲运机的斗容量较大，多用于大面积场地的平整工作，其运行方式一般有两种：自行式和拖拉式；同样操作系统也有两种：机械操作和液压操作。铲运机的运输距离较大，最大运距可达1500 m，最佳运输距离在200～350 m，其操作简单、受地形限制小、可独立工作，多采用下坡铲土、跨铲发、推土机助铲法来提高工作效率[2]。

1.3 挖掘机施工

如果场地中有坡度较大的土堆或者土丘时，往往要使用挖掘机来进行土石方的挖掘，其形式多样、操作简单，多与运土汽车进行配合作业，施工效率高，一直被广泛的应用。

2 场地竖向规划设计

2.1 场地设计标高的确定

场地平整中，若对场地的标高没有特殊要求，只是保证场地的各处高程都相同，因此只需保障场地中土石方的填挖平衡就能达到要求。根据经验，在图纸上把场地分割为若干个边长为a的方格，在方格的各个角点标出实际地面的标高，然后根据各个角点被方格使用的次数，得到各个角点对计算结果的“权”，据此可求得最终场地的高程[3]。

在实际施工中，往往使场地具有一个坡度，便于地表水的排泄，因此要根据场地坡度的设计进行标高的计算。若设计标高要求严格，可能会进行场地的整体挖土或者整体填土。

2.2 最佳设计平面

上述计算方法虽然可以使场地平整、填挖方互补，但是没有说明怎样进行土方的调配，且不能满足土方量最小的原则，在场地面积较大或者地形复杂的工程中往往采用最小二乘法进行场地平面的设计，这种计算方法可以保证土方的填挖量最小，得到最佳的场地平面。

2.3 设计标高调整

实际工程中不稳定因素较多，书面计算出的设计标高会有误差的存在，根据要求对设计标高进行调整，重新进行土方量的计算。

（1）土方的体积会发生变动，原状土被开挖后，土质松散，体积变大。场地平整过程中，压实效果不同，松散土的体积变化也不同，因此由于最后可松性系数的存在，设计标高应相应的增大[4]。

（2）根据场地的实际情况，并不一定要满足场地内的填挖平衡，可以进行场外的取土或者弃土，使经济效果达到最佳，因此要对设计标高进行调整。

（3）根据设计标高进行场地的平整，若工程弃土或者填土的处理比较繁琐，则应考虑提高或者降低设计标高。

3 场地平整土方量计算

场地设计标高确定后，即可得到各角点的填挖高度，然后根据方格的面积计算出每个方格的填、挖土方量，若场地有边坡存在，再把每个方格的土方总量与边坡土方量相加就得到了总的土方量。

3.1 零线的确定

土方量计算之前要在图纸中找到有助于分辨填、挖区的零线，零线是指施工高度为零的一条线，寻找这条线的方法是：首先找到两个具有一挖一填性质的的相邻角点，根据其填挖高差，用线性插入的方法找到零点，然后把找到的各个零点进行连接，所得到的线即为零线。得到零线后再进行土方的计算。

3.2 四方棱柱体的体积计算方法

四方棱柱体的体积计算方法是根据方格中四个角点的施工高度计算土方的填挖量，全填全挖法和零填零挖法的计算方法如下。

全填全挖：

参数说明：V——填方或挖方体积；

a——方格长度；

H1，H2，H3，H4——方格四个角点的填挖高度，均取绝对值。

零填零挖：

，

参数说明：——方格角点中填（挖）方施工高度的总和，取绝对值；

——方格四角点施工高度之总和，取绝对值；

a——方格长度。

4 土方调配

土方调配是场地平整中的重要环节，合理的调配方案可以使工期缩短，降低成本。

4.1 土方最优调配设计

（1）调配区的划分原则：①调配区的划分符合平整场地的总体部署，不能阻碍其它工序的施工；②调配区的大小要根据场地的总体面积和所使用机械的适宜运距进行确定；③调配区的范围要与方格网协调。

（2）平均运距的确定：调配区的划分完成之后，确定挖土调配区和填方调配区，其两者调配重心的距离就是平均运距。如果这个距离较远，采用挖掘机与运土汽车的配合或者自行式铲运机作为运土工具，其运距要根据实际情况来确定[4]。

（3）土方施工单价的确定：土方施工单价要根据运输机械的不同来确定，若采用汽车或者其它单一的运输工具进行运输，其运土单价可根据预算来确定。如果采用多种机械配合施工，这种情形的单价计算就比较麻烦，要根据机械运、填配套特点给出一个综合单价。

4.2 调配设计计算方法

为了降低调运成本，得到最优的调配方案，现如今主要有两种计算方法：线性规划法和表上作业法。线性规划法首先计算出各填方区和挖方区的土方作业量，然后根据就近原则和调运费用最低原则进行土方的调配；表上作业法主要解决的是运输距离，其调配步骤主要有三步：（1）初始方案的编制；（2）多方案中最优方案的选择；（3）方案的调整。

5 结语

场地平整是进行建筑动工的第一步，也是关键的一步，其完成的优劣程度直接关系着之后的施工工序能否顺利进行。场地平整简单的说就是根据设计标高，让原有的自然路面经过填挖土后变成一个有利于以后施工的平面。场地平整中要做到省工省时、造价最低，就必须对场地进行全面的了解，综合考虑机械的使用、标高的设计、土方的填挖、运输的距离和费用等。

参考文献

[1] 张本福.场地平整施工设计[J].安徽建筑工业学院学报（自然科学版），1999（2）：39-43.

[2] 马超明.高填方路基与高填方场地平整之间的施工顺序实例分析[J].城市道桥与防洪，2010（6）：168-170，239-240.

[3] 张晓天，张晨.场地平整土方工程量计算中场地设计标高的调整[J].宁夏大学学报（自然科学版），1997（4）：48-50.

[4] 陈艾荷.场地平整工程施工计算程序[J].施工技术（建筑技术通讯），1990（5）：27.

[5] 张晓天，张晨.场地平整土方工程量计算中场地设计标高的调整[J].宁夏大学学报（自然科学版），1997（4）：48-50.