土方平衡与调配计算(土方工程)

土方平衡与调配计算（土方工程）

场地平整土方调配是使土方运输量或土方运输成本最低的条件下，确定填挖方区土方的调配方向和数量，从而达到缩短工期、提高效益的目的。土方平衡调配的计算一般按以下步骤、方法进行：

1． 划分调配区

在场地平面图上先划出挖、填区的分界线，并在挖方区和填方区适当划出若干调配区，确定调配区的大小位置(应满足土方机械操作要求)。 2．计算各调配区土方量

用方格网法计算各调配区土方量，并标注在图上。 3．求出每对调配区之间的平均运距

即挖方区土方重心至填方区土方重心的距离。方法是取场地或方格网中的纵横两边为坐标轴，以一个角作为坐标原点(图1—8)，分别求出各区土方的重心位置，即：

i

i

i o i i i o V Y V Y V X V X ∑∑=

∑∑=

; （1-23） 则填、挖方区间的平均运距Lo 为

22)()(OW OT OW OT o Y Y X X L ?+?= (1-24)

式中X o 、Y o ——挖方调配区或填方调配区的重心 坐标；

X i 、Y i ——i 块方格的重心坐标； V i ——i 块方格的土方量；

X oT 、Y oT ——填方区的重心坐标； X ow 、Y ow ——挖方区的重心坐标。

为简化X o 、Y o 的计算，可假定每个方格上的土方是各自均匀分布的，用图解法近似地求出调配区形心位置(即几何中心)，以代替重心位置。重心求出

图1-8 土方调配区间的平均运距

后，标于图上，用比例尺逐一量出每对调配区的平均运输距离(L11、L12、L13……)并将计算结果列于土方平衡与运距表内(表1—9)。

注：1．L 11、L 12……挖填方之间的平衡运距； 2．x 11、x 12……调配土方量。 4．进行土方调配，确定最优方案

一般采用线形规划中的“表上作业法”求解，使总土方运输量ij ij n

j m i x L W ·1

1

∑

∑===

为最

小值，即为最优调配方案。 5．绘制土方调配图

根据表上作业法得出的调配方案，在场地土方地形图上，标出调配方向、土方数量及平均运距(再加上施工机械前进、倒退和转弯必须的最短操作长度)。

[例1—9] 矩形广场各调配区的土方量和相互之间的平均运距如图1—9所示，试求最优土方调配方案和土方总运输量及总的平均运距。

图１－９ 各调配区的土方量和平均运距

［解］（１）先将图１－９中的数值标注在填、挖方平衡及运距表１－１０中。

表１－１０填挖土方平衡及运距表

(2)采用“最小元素法”编初始调配方案，即根据对应于最小的L ij(平均运距)取尽可能最大的X ij，值的原则进行调配。首先在运距表内的小方格中找一个L ij，最小数值，如表中L22=L43=40，任取其中一个，如L43，于是先确定x43的值，使其尽可能的大，即x43=max(400、450)=400，由于A4挖方区的土方全部调到B3填方区，所以x41=x42=0，将x43=400填人例表1—11中x43格内，加一个括号，同时x41、x42格内打个“×”号，然后在没有“( )”“×”的方格内重复上面步骤，依次地确定其x ij数值，最后得出初始调配方案（表1-11）

表1-11土方初始调配方案

（3）在表1—11基础上，再进行调配、调整，用“乘数法”比较不同调配方案的总运输量，取其最小者，求得最优调配方案(表1—12)。

表1-12土方量优调配方案

该土方最优调配方案的土方总运输量为：

W=(400×5+100×70+550×40+400×60+50×70+400×40)(m 3·m)=92500(m 3·m) 其总的平均运距为：

m m V W L O 68.481900

92500===

最后将表1-12中的土方调配数值绘色成土方调配图，如图1-10

图1-10 土方调配图

注：)

()

(3m m 运距土方量