场地设计标高的确定方法
场地设计标高确定方法
场地设计标高确定方法一、收集基础资料1. 地形地貌：了解项目所在地的地形特征，如山地、丘陵、平原等，为后续标高设计提供依据。
2. 水文地质：收集项目周边的水文地质资料，包括地下水位、地表水系、土壤类型等。
3. 气象资料：了解项目所在地的气候特点，如年降水量、蒸发量、气温等。
4. 邻近设施：调查周边建筑物、道路、管网等设施的标高情况，以便于场地标高与周边设施的衔接。
二、确定设计原则1. 安全性：确保场地设计标高能够满足防洪、排涝、防塌陷等安全要求。
2. 经济性：在满足使用功能的前提下，尽量降低土石方工程量，减少投资。
3. 合理性：充分考虑地形地貌、水文地质等因素，使场地标高与周边环境相协调。
4. 可实施性：确保场地标高设计在施工过程中具有可行性，便于施工操作。
三、计算场地设计标高1. 初步确定场地设计标高范围：根据地形地貌、水文地质等基础资料，初步确定场地设计标高的上限和下限。
2. 确定设计标高计算方法：根据项目特点，选择合适的设计标高计算方法，如平均高程法、最小二乘法、加权平均法等。
3. 计算场地设计标高：运用所选计算方法，结合地形地貌、水文地质等因素，计算出场地设计标高。
四、场地设计标高调整与优化1. 分析计算结果：对比初步确定的场地设计标高范围，分析计算结果的合理性。
2. 考虑影响因素：结合地形地貌、水文地质、邻近设施等因素，对场地设计标高进行调整。
3. 优化设计：在确保安全、经济、合理的前提下，对场地设计标高进行优化，使其更加符合项目需求。
场地设计标高确定方法五、实地踏勘与验证1. 实地考察：设计团队需亲自前往现场，对地形地貌、水文地质等情况进行实地考察，验证前期收集资料的准确性。
2. 采样分析：对土壤、水体等进行采样分析，以获取更详细的地质信息，为标高设计提供科学依据。
3. 评估风险：根据实地考察结果，评估可能存在的风险，如地质灾害、环境污染等，并在标高设计中予以考虑。
六、多方沟通与协调1. 与政府部门沟通：了解当地规划、水利、环保等政策要求，确保场地设计标高符合法律法规。
场地标高选择计算
场地标高选择计算场地标高选择是一个重要的工程设计问题，涉及到土方工程、场地排水、建造成本等多个方面。
在选择场地标高时，需要综合考虑以上因素，以得出最优的标高方案。
以下是一些计算方法，可供参考。
1.考虑土方工程量在选择场地标高时，一个重要的因素是土方工程量。
土方工程量可以根据场地的高程和设计标高计算得出，计算公式如下：Q = [(h1-h2)×Axbyc] - (A1x1b1y1c1) - (A2x2b2y2c2)其中：Q为土方工程量，单位为立方米；h1为场地最低点的高程，单位为米；h2为场地最高点的高程，单位为米；Axbyc为场地的面积，其中A为长度，B为宽度，C为平均填挖深度，单位为平方米；(Ax1by1c1)为挖方区域的面积及平均填挖深度，单位为平方米；(A2x2by2c2)为填方区域的面积及平均填挖深度，单位为平方米；x1、y1为挖方区域的长度和宽度，单位为米；x2、y2为填方区域的长度和宽度，单位为米。
在计算土方工程量时，需要以图纸为基础，综合考虑各因素对标高的影响。
在确定最优标高时，应当尽可能使土方工程量最小化。
2.考虑场地排水标高的选择也直接影响到场地的排水情况。
为了保证场地排水顺畅，应尽量选择较高的标高，以减少场地内部的汇水面积。
但是，如果标高过高，可能会导致雨水无法顺利排出，从而影响场地的使用效果。
因此，在选择标高时，需要充分考虑场地的地形、气候等条件，以得出最优方案。
3.考虑建造成本除了土方工程量和场地排水之外，建造成本也是选择场地标高时需要考虑的因素之一。
较高的标高意味着需要更多的土方工程量，进而增加建设成本。
因此，在选择标高时，需要综合考虑土方工程量、场地排水和建造成本三个因素，以得出最优方案。
在实际操作中，可以采用一些软件工具来进行计算。
例如，AutoCAD软件可以根据设计图纸进行精确计算，可以大大提高计算效率和准确性。
同时，一些专门针对场地设计计算的软件也可以提供更为全面和准确的服务。
场地设计标高H的确定
•同济大学版《土木工程施工》给出了用最小二 施 乘法原理求最佳设计平面的方法。
•并不是总会将挖填平衡作为目标或主要约束条 工件
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2019/11/21
土木与建筑学院
第一章 土方工程 第二节 土方量计算
2、场地设计标高H0的调整
土
上述公式所计算的设计标高H0系一理论值，实际上
第一章 土方工程 第二节 土方量计算
场地平整： 土 通过挖填后，将自然地面 改造成 要求的场
地
木
工 • 场地平整土方量的计算思路： 先确定一个场地设计标高，以此标高为基准
程 分别计算标高以下的填方量和标高以上的挖方 量。
施
工
3
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第一章 土方工程 第二节 土方量计算
•确定方法和步骤：
土 l、初步确定场地设计标高H0 (1)在具有等高线的地形图上将
木
施工区域划分方格(边长
工 a=10m～50m)；
(2)确定各小方格的角点高程。 程 A.插值法:根据地形图相邻两
等高线的高程求得。
施
B.测量法：无地形图时，在 工 现场地面用木桩或钢钎打好方
格网，用仪器测出角点标高。 场地设计标高计算
则属于两个方格公共的角点标
工
高，H22则属于四个方格公共
的角点标高，它们分别在上式
中要加一次、二次、四次。
场地设计标高计算
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第一章 土方工程 第二节 土方量计算
土 因此，上式可改写成下列 形式：
木
H
土木施工工程学场地设计标高计算的一般方法
1.2 场地设计标高的确定
1.2.1 场地设计标高计算的一般方法 1.2.1.1 计算原则
原地形标高的取得 a.利用等高线用插入法求得; b.在实地测量得到。
a) 地形图方格网 图1-1 场地设计标高计算示意图
1—等高线
第一章 土方工程
1.2.1.1 计算原则
按照挖填土方量相等的 原则（图1-1b），场地设计 标高可按下式计算：
泄水坡度。
zo
1 4n
(
z1 2
z2 3
z3 4
z4 )
因此，应根据泄水要求计算出实际施工时所采用的设计标高。
第一章 土方工程
1.2.1.2 计算步骤
设计标高调整 以 zo 作为场地中心的
标高（图1-2），则场地任 意点的设计 标高为：
z'i zo lxix lyiy
Hi 为负值，则该点为挖方。
（1-3）
第一章 土方工程
1.2.1.1 计算原则
zo
1 4n
n i 1
( zi1
zi 2
zi3
zi4 )
（1-3）
角点的标高在计算过程中被应用的次数( Pi ) 反映 了各角点标高对计算结果的影响程度，测量上的术语 称为“权”。
考虑各角点标高的“权”，式（1-3）可改写成更 便于计算的形式：
1
zo 4n ( z1 2 z2 3 z3 4 z4 )
式中
z1 — 一个方格独有的角点标高； z2、z3、z4 — 分别为二、三、四个方格
所共有的角点标高。
（1-4）
第一章 土方工程
1.2.1.2 计算步骤
计算场地设计标高
1.1.2.3等高线的水平间距的大小,表示地形的缓或陡。如疏则缓,密则陡。等 高线的间距相等,表示该坡面的角度相同,如果该组等高线平直,则表示该地形是 一处平整过的同一坡度的斜坡。
1.1.2.4等高线一般不相交或重叠,只有在悬崖 处等高线才可能出现相交情况。在某些垂直于地 平面的峭壁、地坎或挡土墙驳岸处等高线才会重 合在一起。
1.2.1 场地的竖向规划设计
确定场地设计标高考虑的因素：
(1) 满足生产工艺和运输的要求； (2) 尽量利用地形，减少挖填方数量； (3)争取在场区内挖填平衡，降低运输费; (4)有一定泄水坡度，满足排水要求。 场地设计标高一般在设计文件上规定，如无规定： (1)小型场地――挖填平衡法 (2)大型场地――最佳平面设计法
性影响，余土加宽边坡)，计算各方格挖、填土方工程量。
解：(1) 计算场地设计标高
(2) 根据泄水坡度计算各方格角点的设计标高 以场地中心点(几何中心o)为 ，由式得各角点设计标高为： 其余各角点设计标高均可求出，详见图2.12。
(3) 计算各角点的施工高度 得各角点的施工高度(以“+”为填方，“-”为挖方)：
1.1 等高线的概念与性质
1.1.1 等高线的概念 等高线是一组垂直间距相等、平行于水平面的假想面, 与自然地貌相交切所得到的交线在平面上的投影，见图1-1-2。给这组投影线 标注上相应的数值,便可用它在图纸上表示地形的高低陡缓、峰峦位置、坡谷 走向及溪池的深度等内容。
图1-1-2等高线的概念
1.1.2等高线性质 1.1.2.1在同一条等高线上的所有的点， 其高程都相等。 1.1.2.2每一条等高线都是闭合的。由 于图框的限制,在图纸上不一定每根等高线 都能闭合,但实际上它们还是闭合的.为了 便于理解，我们假设地基土被图框垂直下 切,形成一个地块,见图1-1-3。由图上可以 看到没有在图面上闭合的等高线都沿着被 切割面闭合了。
确定平整场地设计标高的原则
确定平整场地设计标高的原则确定平整场地设计标高原则主要有以下几条：
1、基础设计标高应符合场地的实际使用环境，避免排水不畅、地滑势大等情况的发生；
2、采用平面测量手段，以防止二维横断面测量过程中的侧面偏差和穿透误差，确保结果的准确性；
3、“最高点—最低点”的标高差应在安全允许范围内，控制设计中可能产生改变情况，防止安全事故发生；
4、在考虑场地实际使用需要的情况下，让使用者参与到标高变更的讨论当中，融合多方的利益；
5、确保场地的坡度是正常的，避免排水受阻停滞的情况，给使用者创造一个舒适安全的环境。
场地、建（构）筑物、道路和排水沟标高的确定
场地、建（构）筑物、道路和排水沟标高的确定场地、建(构)筑物、道路和排水沟标高的确定注意：在同一张图中应采用同一高程系统。
4．1．1场地标高1．当场地临水时，场地标高的最低点应高出河流常年洪水位标高0．5m，对于湖泊和海洋尚应增加波浪侵袭和壅水高度。
否则应采取工程措施，如砌筑防洪堤、防浪堤等。
其中河流常年洪水位标高系根据防洪标准确定。
2．当场地与城市道路有一段距离时，场地标高与已有城市道路标高应衔接，该段道路的坡度应控制在 0．3％～8％之间。
3．当场地紧挨城市道路时，场地红线处的标高应高出城市道路中心线标高 200～400mm。
4．场地的地面坡度、道路坡度、场地的地面形式；5．地形坡度比较大的地方，先要进行场地平整，在平整时应当注意地下水的深度和土方量的平衡。
必要时用方格网或断面图来计算土方量。
4．1．2建筑物室内±0．00标高建筑物室内±0．00 标高，应根据该建筑物所处的场地整平最高点标高确定，而该建筑物散水的标高一般宜高出该点200mm 左右，散水的标高可以随室外场地坡度的变化而变化。
但散水标高不应高于室内陆坪的防潮层，也不能使建筑物的基础埋深小于当地的冰冻线深度。
散水标高加上室内外高差就是室内±0．00 标高。
室内外高差可以根据该建筑物是否通行车辆决定，需要通行车辆的，室内外高差宜为 150m；不需要通行车辆的，可为 300～900mm；有半地下室或有特殊要求的例外。
4．1．3道路标高确定场地设计标高和建筑物±0．00 标高后，进而确定道路标高。
因为建筑物占地面积大，标高定得是否合理，不但涉及土方量的大小，对环境、美观也会有所影响，而道路标高的影响则较小。
确定道路标高时，应使道路有合理的横、纵断面，但更重要的是，应使建筑物周围的雨水及场地的雨水，能够顺畅便捷地排向路面或道路两侧的明沟。
这就要求建筑物的室外地坪至路边应有0．5％～2％的坡度，以及场地有大于0．3％的坡度坡向道路或路边沟。
初步确定场地设计标高的原则
初步确定场地设计标高的原则初步确定场地设计标高的原则1. 引言在进行场地设计时，确定设计标高是一个重要而复杂的决策过程。
设计标高直接影响到后续的土建施工、设备安装以及场地使用的便利性和效益。
初步确定场地设计标高的原则至关重要。
本文将深入探讨初步确定场地设计标高的原则，并提供有价值的观点和建议。
2. 什么是设计标高？设计标高是指场地设计中确定的一系列参考水平面的高度。
它通常由最低点和最高点的高度确定，并根据场地特点、使用功能以及设计目标来进行细化和调整。
设计标高直接影响到场地排水、施工工艺和使用效果，因此必须仔细考虑并遵循相关的原则和方法。
3. 制定初步设计标高原则的重要性3.1 提高施工效率通过合理确定初步设计标高原则，可以提高土建施工的效率。
合理的设计标高可以避免大量的土方移动和填方工程，从而降低了施工成本和时间。
施工人员在施工过程中可以更好地掌握材料的堆垛和运输工艺，使施工更加顺利。
3.2 保障场地排水设计标高是场地排水的基础。
通过合理确定初步设计标高原则，可以保证场地排水畅通，避免积水和污水滞留，降低疾病传播的风险，并确保场地设备和建筑物的正常使用。
合理的设计标高可以有效减少雨水和污水管道的施工长度和工程量。
3.3 提升场地使用效果合理的设计标高可以提升场地的使用效果。
通过合理把握场地标高的高低差，可以创造出更好的视觉效果和舒适度。
在使用过程中能够更好地满足人们不同的功能需求，提供更好的体验和服务。
合理的设计标高还可以提升场地的可达性，为残疾人和老年人提供更好的无障碍设施。
4. 初步确定场地设计标高的原则和方法4.1 确定场地功能和使用需求在初步确定场地设计标高时，首先需要明确场地的功能和使用需求。
不同的场地功能有着不同的标高要求，如公园、商业中心、体育场等。
通过综合考虑功能需求和使用目的，可以确定出初步的设计标高范围。
4.2 考虑场地自然条件场地自然条件是确定设计标高的重要参考因素。
需要考虑的因素包括地形起伏、水位情况、降水情况等。
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如何确定场地设计标高
2．最佳设计平面
令σ为土方施工高度平方之和，并考虑它们的“权”则:
2 2 pi H i2 p1 H12 p2 H 2 pm H m i 1 m
将
zi c xi ix y H i zi 代入上式，得 : i i y zi
求得设计标高zi′后，即可按下式计算各角点的施工高度Hi：
H i zi' zi
式中 zi — 角点的原地形标高； zi′ — 角点的设计标高。 若： Hi 为正值，则该点为填方， Hi 为负值，则该点为挖方。
如何确定场地设计标高
2．最佳设计平面 任何一个平面在直角坐标体系中都可以用三个参数 c、ix、 iy 来确定。
知识点2：场地设计标高的确定方法
主要 内容
场地设计标高应满足的要求 如何确定场地设计标高 场地设计标高的调整
场地设计标高应满足的要求
大型工程项目通常都要确定场地设计平面，进行场地平整。场地平整就 是将自然地面改造成人们所要求的平面。 场地设计标高的基本要求： 应满足规划、生产工艺及运输、排水及最高洪水位等要求，并力求使场 地内土方挖填平衡且土方量最小。
如何确定场地设计标高
1．一般方法
步骤3：
根据泄水要求计算出实际施工 时所采用的设计标高。以 zo 作为场 地中心的标高，则场地任意点的设 计标高为：
z 'i zo l xix l y i y
如何确定场地设计标高
1．一般方法
步骤4：
施工高度——角点的设计标高与原地形标高的差值。
如何确定场地设计标高
1．一般方法
步骤2： 角点的标高在计算过程中被应用的次数反映了各角点标高对计算结果的影响 程度，测量上的术语称为“权”。
1 n zo ( zi1 zi 2 zi 3 zi 4 ) 4n i 1
1 zo ( z1 2 z 2 3 z3 4 z4 ) 4n 式中 z1 — 一个方格独有的角点标高； z2、z3、z4 — 分别为二、三、四个方格所共有的角点标高。
m 2 pi yi (c xi ix yi i y zi ) 0 i y i 1
如何确定场地设计标高
2．最佳设计平面 经过整理，可得下列准则方程：
Pc Px ix
Py i y Pz 0
Px c Pxx ix Pxy iy Pxz 0
(i 1,, m)
zi —方格网 i 角点的原地形标高； m—方格角点总数。
如何确定场地设计标高
2．最佳设计平面
zi c xi ix yi i y zi H i zi
土方工程量与施工高度之和成正比。 施工高度之和为零时，则表明该场地土方的填挖平衡。 由于施工高度有正有负，故“施工高度之和”不能反映出填方和挖方的绝对值 之和的多少。 为了不使施工高度正负相互抵消，若把施工高度平方之后再相加，则其总 和能反映土方工程填挖方绝对值之和的大小。
如何确定场地设计标高
2．最佳设计平面 解联立方程组
Pc Px ix
Py i y Pz 0
可求得最佳设计平面的三个参数 c、ix 、iy （尚未考虑工艺、运输等要求）。
Px c Pxx ix Pxy iy Pxz 0
Py c Pxy ix
a
a
a
如何确定场地设计标高
1．一般方法
步骤2：
na zo
2 i 1
n
zi1 zi 2 zi 3 zi 4 (a ) 4
2
1 n zo ( zi1 zi 2 zi 3 zi 4 ) 4n i 1
式中 zo—所计算场地的设计标高（m）； n —方格数； zi1、zi2、zi3、zi4—第 i 个方格四个角点的原地形标高（m）。
如何确定场地设计标高
1．一般方法 步骤1： 将场地划分成边长为 a 的方格网；
计算或实测各角点的原地形标高；
并将方格网点的原地形标高标在图上。
a) 地形图方格网 场地设计标高计算示意图 1—等高线
如何确定场地设计标高
1．一般方法
3
z 21 z 11 z 22
z 12
2
步骤2：
按照挖填土方量相等的原则，场地设计标高 可按下式计算：
Pyy i y Pyz 0
然后即可根据方程式
zi c xi ix yi i y zi H i zi
算出各角点的施工高度。
如何确定场地设计标高
2．最佳设计平面 在实际计算时，可采用列表方法。最后一列的和[PH]可用于检验计算结果， 当[PH]=0，则计算无误。
如何确定场地设计标高
2．最佳设计平面 与前述方法类似，将场地划分成方格网，并将原地形角点标高 zi 标注 在图上，设角点设计标高为zi’ ，则各角点的施工高度为：
zi c xi ix yi i y zi H i zi
式中 Hi—方格网 i 角点的施工高度；
zi ’—方格网 i 角点的设计平面标高；
为了求得σ最小时的设计平面参数 c、ix 、iy ，可以对 c、ix 、iy 分别求偏 导数，并令其为0，于是得：
m 2 pi (c xi ix yi i y zi ) 0 c i 1
m 2 pi xi (c xi ix yi i y zi ) 0 ix i 1
场地设计标高的调整
实际工程中，对计算所得的设计标高，还应考虑下述因素进行调整， 这些工作在完成土方量计算后进行。
（1）考虑土的最终可松性； （2）考虑工程余土或工程用土； （3）采用场外取土或弃土。 场地设计平面的调整工作也是繁重的，如修改设计标高，则须重新计 算土方工程量。
1
点号
2
x
3
y
4
z
5
p
6
px
7
py
8
pz
9
pxx
10
pxy
11
pyy
12
pxz
13
pyz
14
H
15
pH
0
… …
…
…
…
………Fra bibliotek……
…
…
…
…
1
2 3 … … … … … [p] … [pz] … [py] … [pz] … [pxx] … [pxy] … [pyy] … [pxz] … [pyz] … … [pH]
如何确定场地设计标高
两种方法： 1．一般方法 如场地比较平坦，对场地设计标高无特殊要求，可按照“挖填土方量相等” 的原则确定场地设计标高。
2．最佳设计平面
最佳设计平面——满足建筑规划、生产工艺和运输要求及场地排水，场内土 方挖填平衡、并使土方的总工程量最小。 应用最小二乘法的原理求最佳设计平面。
p1 (c x1ix y1i y z1 ) 2 p2 (c x2ix y2i y z2 ) 2
pm (c xmix ymi y zm ) 2
当σ的值最小时，该设计平面既能使土方工程量最小，又能保证填挖方量相等。
如何确定场地设计标高
2．最佳设计平面
na 2 zo (a 2
i 1 n
z0
zi1 zi 2 zi 3 zi 4 ) 4
a
a
a
式中 zo—所计算场地的设计标高（m）； n —方格数； zi1、zi2、zi3、zi4—第 i 个方格四个角点
的原地形标高（m）。
b) b）设计标高示意图 场地设计标高计算示意图 2—自然地面；3—设计平面
Py c Pxy ix
式中
Pyy i y Pyz 0
P P 1 P 2 P m； Px P 1 x1 P 2 x2 P m xm ； Pxx P 1 x1 x1 P 2 x2 x2 P m xm xm ； Pxy P 1 x1 y1 P 2 x2 y2 P m xm ym ；余类推。
c—原点标高；
c ，x方向的坡度； a c i y tan ，y方向的坡度。 b i x tan
如何确定场地设计标高
2．最佳设计平面
这个平面上任何一点 i 的标高 zi′ ，
可以根据下式求出：
c xi i x y i i y zi
其中 xi — i点在 x 方向的坐标； yi — i点在 y 方向的坐标；