王 覃 王卫红

(山西华晋岩土工程勘察有限公司，山西 太原 030021)



土石方工程土石比例确定方法探究

王 覃 王卫红

(山西华晋岩土工程勘察有限公司，山西 太原 030021)

对地质钻孔法、炸药量反算法、直接测量法三种确定土石比例的方法进行了研究，并结合工程案例，着重对后两种方法的应用作了阐述，以解决土方开挖过程中土方和石方的分界问题。

土石比例，炸药量反算法，直接测量法

1 概述

对于场地平整工程而言，土石方总量和土石方比例是两项最重要的计算参数。土石方总量的计算目前有成熟的计算方法，如方格网法、DTM法、断面法、等高线法等，而对于土石比例的确定，却没有公认的计算方法。土石方开挖量大,故所涉及的工程造价也高,土方和石方的造价又相差较大,所以必须首先解决开挖过程中土方和石方的分界问题,以便计算造价或者结算。

2 土石比例方法比较

2.1 地质钻孔法

钻孔法首先根据土石方场区土方平衡图找出填挖边界线，在填挖边界线划分的挖方区内，找出勘察报告中对应的地质钻孔。如图1中Z1～Z8，并查找各孔对应的柱状图及剖面图。以Z1-Z2简化后的剖面图为例。首先通过计算机计算得出由Z1，Z2，Z3，Z4围成Q1区域内的土方和石方体积分别为V土1243，V石1243,进而计算出由钻孔划分的各个小区域内的土方和石方量，求和后得出土石方比例。

在起伏大的山地地区，以确定土石比例为目的的钻孔布置注意点如下：

1)钻孔要布置在山脊上和靠近填挖边界线位置。如Z1-Z3-Z5-Z7的连线布置在山脊位置，Z2-Z4-Z6-Z8则是靠近填挖边界线位置。只有在山脊和填挖线布置钻孔后，钻孔的数据能比较恰当、全面地涵盖原地形。如果只是在山脊两侧的山腰布孔，得到的结果不会反映出山腰以上地形的土石比例。为能更加精确计算可以在山腰增加钻孔如Z0。

2)山脊上钻孔和填挖线钻孔的连线要尽量与等高线垂直相交。

3)为能更真实的反映原始地形，要将Q1区域内Z1-Z2，Z2-Z4，Z4-Z3，Z3-Z1，剖面中最上地形连线进行修正。例如将A线根据现场的情况进行修正为B线，如图2所示。其他区域亦然。

4)由于山地地形起伏大，地貌复杂，填挖线附近的钻孔在实地中很有可能在非常陡的山坡上，不能施工，要根据附近的地形预估一个土石厚度。

钻孔法在计算过程中注意点：起伏较大的山地计算中，绝对不能以每个钻孔的土石厚度累加后得出土石比或者以每个剖面的土石面积累加后得出土石比例。除非地形很平坦，起伏不大，钻孔布置均匀，可以利用土石厚度或者面积近似的进行计算。

2.2 炸药量反算法

土石方施工中，开挖的施工主要为机械施工结合石方爆破。石方爆破主要用岩石乳化炸药、岩石膨化硝铵炸药等。由于岩石级别不同，炸药、机械消耗也不一样，特别是炸药、雷管、导火线等火工材料消耗有很大差异。坚硬的岩石极限抗压强度值就大，耗用炸药量也就大；风化、松软的岩石极限抗压强度值就小，耗用炸药量也就小。因此，采用《预算定额》中火工材料消耗量，特别是炸药理论消耗量，与实际炸药消耗量的对比，来测算石方开挖占土石方总量的比重，有一定可操作性和合理性。当然，也要考虑施工单位采用挖掘机、风钻等设备，开挖风化的松软岩石的降效因素，以及回填石方和弃运石方比例，对火工材料消耗分析确定的石方比例，作出适当的修正。

2.3 直接测量法

直接测量法就是在施工过程中，每开挖出一片石方面后直接测量，直至将场区内石方面测量完全。然后通过计算机计算得出石方量。测量获得的测量数据重叠部分，取首次测量的数据。

3 实例分析

某土石方场平工程，合同中挖方总量为300万m3，爆破石方量为90万m3，占30%。但在施工中发现合同土石比与实际情况严重不符。经多方协商均同意重新测定土石比例。

本工程中用炸药量反算法和直接测量法进行了测定土石比例。

3.1 运用炸药量反算法

经统计，本工程中共用炸药1 012 t。根据现场地质情况查定额按一般开挖普坚石44.43 kg/100 m3,也就是说开挖100 m3石方需要44.43 kg炸药量。计算得出爆破石方为227.77万m3。由于现场土石回填总量只有75万m3，大部分爆破石方均要弃掉，所以爆破的粒径不是很严格，换言之就是实际操作中同样的炸药量爆破后的石方比定额中要多。所以要对计算量进行修正，经过多方协调，同意修正系数在1.1～1.2之间，也就是爆破石方量在250.55万m3～273.32万m3之间。

3.2 运用直接测量法

通过测量每次的石方面，整合数据后最终计算石方量为268.94万m3。

对于直接测量法的结果，业主表示偏多，因在测量石方面的时候，上部的土方不可能全部挖净，为给下一步爆破钻孔等施工创造一个比较平坦的工作面，每一个小的石方面上实际上还残留一部分土方，所以要对直接测量的结果进行减少。

又经多方协调均同意将炸药量反算法修正系数取中为1.15计算为261.94万m3，也对直接测量法结果进行了减少，最终业主和施工方均满意接受以261.94万m3爆破石方更改了合同。

4 结语

土石方工程多位于山地等地形复杂地区，地质钻孔法结果相对比较粗糙，可用于前期调研或者招投标阶段。而在实际操作中，有的业主为节约成本和时间运用地质钻孔法时只是选取了有代表性的区域2个～3个钻孔进行预估土石比，即进行了招投标。但合同中均要写明土石比将以现场复测后签证为准，避免纠纷。而炸药量反算法和直接测量法，比较有信服力，也只能应用于施工过程中。因为炸药量的审批是由国家公安机关等部门监控，具有公信力，直接测量法又可以多方现场观看情况，也比较有说服力。在实际施工中，我们要根据具体的情况选取不同的方法进行计算或者进行相互佐证。

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Inquiry on earthwork proportion determining methods of earthwork engineering

Wang Tan Wang Weihong

(ShanxiHuajinGeotechnicalEngineeringSurveyCo.,Ltd,Taiyuan030021,China)

The paper studies three kinds of earthwork determining methods of geological drilling method, explosive charging algorithm and direct measurement methods, and mainly describes application of post two methods by combining with engineering cases, with a view to solve boundary problem of stone work and earthwork in earthwork excavation process.

earthwork proportion, explosive charging algorithm, direct measurement method

1009-6825(2015)21-0056-02

2015-05-09

王 覃(1984- )，男，工程师； 王卫红(1984- )，女，工程师

TU751

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