场地设计标高确定方法
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
5
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
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。
场地设计中如何确定室内±标高
关于室外地面标高的确定应考虑的因素及室内±标高确定(一)对外与交通、市政设施相协调，对内方便生产、使用上的联系。
与周边道路交通相接轨，坡度合理，保持交通顺畅，遇到交通问题能及时分流。
（二）满足排水和防洪要求1）．防洪排涝：应保证场地设计地面的标高高出设计频率洪水位o．5m以上，一般城市防洪规划中有明确的最低场地标高和室内±标高。
当场地与城市道路相临时，用地红线处的标高应高于城市道路中心线标高0．20～0．40m。
各设计标高之间的协调：一般的应使道路设计标高低于建筑物室外地坪标高，满足场地不积水的要求即可。
2）市政下水管道接入点标高：地面及地下管道排水坡度满足排水规范要求。
地下管道起点还应满足最低覆土深度要求。
（三）考虑地下水位高低、土方量及基础埋置深度及建筑物沉降的影响。
地下水较高的地段不宜挖方，减少处理地下水位造成的防水施工费用；地下水较低的地段，可考虑适当挖方，以获得较高地耐力，减少基础埋深。
最好使建筑基础、设备基础、管沟在地下水位0．5米以上。
减少土石填、挖方量和基础工程量。
（四）、环境景观要求，室内外地坪设计标高确定，应有一个与相邻建筑物谐和又考虑城市发展变化的前瞻性，营造美丽景观。
（五）、室内±标高确定建筑物室内外地坪高差：一般应根据各种建筑物的使用性质、出人口要求、场地地形和地质条件等因素确定，其室内外最小高差满足相关规范要求。
含有地下室的建筑物，其室内地坪标高一般应比室外地坪高o．5m，以免雨水倒灌。
建筑物室内外地坪的设计标高确定设计地面的标高是指场地经过平整后形成的设计地面的控制性高程。
1)对于较为平坦不进行平整的场地，建筑物的室内地坪标高取建筑物室外场地设计标高(散水坡脚标高)的最大值加上室内外地坪的最小高差，建筑物室外散水坡脚标高可根据地形读取。
2)对于建筑群两端的地形标高落差较大、未加平整的场地，建筑物的室内地坪标高取建筑物室外场地设计标高的平均值加上室内外地坪的最小高差3)对于经过平整的场地，建筑物的室外地坪标高等于设计地面标高，建筑物室内地坪标高的确定可根据最高点、平均值或最低处标高加上室内外地坪的最小高差来确定。
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。
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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。
1 23 4 5
6
7
8
9
10 11 12 13 14 15
点号 x y z p px py pz pxx pxy pyy pxz pyz H pH
m
c
2
i 1
pi (c xiix yiiy zi ) 0
m
ix
2
i 1
pi xi (c xiix yiiy zi ) 0
iy
m
2
i 1
pi yi (c xiix yiiy zi ) 0
如何确定场地设计标高
z2、z3、z4 — 分别为二、三、四个方格所共有的角点标高。
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 lxix lyiy
如何确定场地设计标高
1．一般方法 步骤4：
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 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：
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
令σ为土方施工高度平方之和，并考虑它们的“权”则:
m
pi
H
2 i
p1H12
p2
H
2 2
pm
H
2 m
i 1
将 Hi zi zi c xiix y代ii入y 上式zi，得:
（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。
Px P1x1 P2 x2 Pm xm ； Pxx P1x1x1 P2 x2 x2 Pm xm xm； Pxy P1x1 y1 P2 x2 y2 Pm xm ym ；余类推。
如何确定场地设计标高
2．最佳设计平面 解联立方程组
Pc Pxix Pyiy Pz 0
n
na2 zo
i 1
(a 2 zi1 zi2 zi3 zi4 ) 4
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）。
z12
z11
z z 21
22
2
3
z0
ห้องสมุดไป่ตู้
a a a
a
a
a
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
c—原点标高；
ix
tan
c a
iy
tan
c b
，x方向的坡度； ，y方向的坡度。
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：
zi c xi ix yi i y
其中 xi — i点在 x 方向的坐标； yi — i点在 y 方向的坐标；
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：
Hi zi zi c xiix yiiy 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； zi —方格网 i 角点的原地形标高； m—方格角点总数。
Pxc Pxxix Pxyiy Pxz 0
Pyc Pxyix Pyyiy Pyz 0
然后即可根据方程式
Hi zi zi c xiix yiiy zi
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）。
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”。
zo
1 4n
n
( zi1
i 1
zi 2
zi 3
zi4 )
1
zo 4n ( z1 2 z2 3 z3 4 z4 ) 式中 z1 — 一个方格独有的角点标高；
0 …… … … … … … … … … … … … …
1
2
3
… …… … … … … … … … … … … … …
[p] [pz] [py] [pz] [pxx] [pxy] [pyy] [pxz] [pyz]
[pH]
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。
地内土方挖填平衡且土方量最小。
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。
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
2．最佳设计平面 经过整理，可得下列准则方程：
Pc Pxix Pyiy Pz 0
Pxc Pxxix Pxyiy Pxz 0
式中
Pyc Pxyix Pyyiy Pyz 0
P P1 P2 Pm ；
如何确定场地设计标高
1．一般方法 步骤2：
n
na2 zo
i 1
(a 2 zi1 zi2 zi3 zi4 ) 4
zo
1 4n
n
( zi1
i 1
zi 2
zi 3
zi4 )
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）。
施工高度——角点的设计标高与原地形标高的差值。
求得设计标高zi′后，即可按下式计算各角点的施工高度Hi：
Hi 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。
(i 1,, m)
如何确定场地设计标高
2．最佳设计平面
Hi zi zi c xiix yiiy 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
p1(c x1ix y1iy z1)2 p2 (c x2ix y2iy z2 )2
pm (c xmix ymiy 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
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：