土方平衡算法

土方平衡工作是决定进度计划、征地、运输方案等工作的重要一环，所以不可以轻视。但多年的水工工作中，土方平衡仅停留在“方格法”算土方量的水平上，多年未有进步，更未对土方平衡做出明确定义，导致土方平衡工作仅凭各施工单位技术人员的经验进行调整。土方平衡的错误计算有时能够导致额外支付将近100%~150%的工程造价，才能竣工，因此要用专门的算法来进行计算。

三项平衡

三项平衡分别是土方平衡、征地平衡、以及运距平衡，三项平衡的最终目的是结合土方、征地、运距三项进行平衡，得到性价比最高的可实施方案。土方平衡即为以计算每段渠道土方余缺量为目的的平衡计算；运距平衡是将土方运输距离控制在中短距离内，减少长距离运输次数，从而降低运输成本；征地平衡为结合运距平衡及征地价格、场地可用深度对各取土场、弃土场征地量从新分配总余缺量，从而减少征地面积，达到降低成本的目的。

三项平衡算法程序化的意义

三项平衡工作涉及面广，如果仅按常规算法得到的余缺值，因考虑因素少、而无法指导施工，也无法同施工及进度跟进，因此算后的数据多为无效数据，易造成前期多征临时用地，后期远运距运输，施工成本大大增加。

但三项平衡涉及因素过多，所有因素一并考虑必然导致算法混乱，因此首要工作应是理清思路，建立三项平衡算法程序。三项平衡工作应分为27个步骤，5次大平衡，只有遵循这27个步骤，5次大平衡才能计算出最佳与实际土方成本。

土方无论构成如何复杂，均可分为四类：优质土、一般土以及弃土、复垦土。分为优质土、一般土、弃土、复垦土考虑的原因是考虑到施工性质不同，这样可以灵活调整，而不受土质构成制约。

优质土即为可用于一切部位回填、筑堤的黄土等；

一般土即为只能用于少数部位的弱膨胀土；弃土为不可用土如强膨胀土；

复垦土为表层种植用土，用于复垦弃土场表层。部分工程弱膨胀土可用于少数部位施工，若设计要求不能用弱膨胀土，则归入弃土考虑；此外，为了降低三项平衡难度，复垦土先计入弃土考虑。

步骤

1、渠道断面数据统计；

2、建筑物、不可迁移障碍物统计；

3、取土场数据统计，算出最大供土量；

4、弃土场数据统计，算出最大容土量；

5、从新切割渠道段；

6、一次平衡：切割段内余缺平衡；

7、二次平衡：优质土补一般土平衡，形成新切割段余缺值；

8、二次平衡：优质土余值变弃土平衡，形成新切割段余缺值；

9、二次平衡：一般土余值补弃土平衡，形成新切割段余缺值；

10、三次平衡：计算各切割段优质土缺值由各取土场运抵的每方综合成本，选定综合成本最低取土场；

11、三次平衡：确认取土场优质土供土范围内优质土总余缺值；

12、 三次平衡：当取土场供应段缺值时，从取土场两端中的第二综合成本价格最低端缩小供土范围，周边取土场补足，不计渠内自产土，直到供应段内余缺平衡；

13、三次平衡终衡：取土场及渠内优质土运输分配，同时细部调整到最佳；

14、运输分配算法；

15、计算各取土场所需征地面积，该征地面积为最优方案；

16、四次平衡：取土场弃渣问题说明，确定各取土场容纳弃土范围并进行冲减范围内弃土值，形成新弃土分布情况；

17、四次平衡：弃土场问题；

18、四次平衡：计算各切割段弃土值运至各弃土场的每方综合成本，选定综合成本最低弃土场；

19、四次平衡：确认弃土场容土范围内总余缺值；

20、四次平衡：当弃土场容土段余值时，从弃土场两端中的第二综合成本价格最低端缩小容土范围，周边弃土场补足，直到容土段内余缺平衡；

21、四次平衡终衡：渠内弃土运输分配，同时细部调整到最佳；

22、计算各弃土场所需征地面积，该征地面积为最优方案；

23、四次终衡：弃土场复垦土平衡；

24、五次平衡：取土场、弃渣场进行运距平衡、运输分配，得到优质土、弃土、复垦土最佳运输分配方案；

25、确认需二次倒运的切割段；

26、计算成本；

27、随施工对三项平衡进行调整的方法。 2100433B

土方平衡就是通过‘土方平衡图’计算出场内高处需要挖出的土方量和低处需要填进的土方量，就知道计划外运进、出的土方量。这就是场内平衡工作。在计划基础开挖施工时，尽量减少外运进、出的土方量的工作，不仅关系土方费用，而且对现场平面布置有很大的影响。

原则

土方的平衡与调配原则如下：

(1)挖方与填方基本达到平衡，减少重复倒运。

(2)挖(填)方量与运距的乘积之和尽可能为最小，即总土方运输量或运输费用最小。

(3)在较大面积土地平整时应考虑田块内土方平衡与全区土方平衡调配相协调，避免只顾局部平衡，造成全局失衡。

(4)调配应与田间道路、沟渠、水工建筑物的施工用土方量相结合。这样可以减少土方填挖运输工程费用。

(5)选择恰当的调配方向、运输路线、施工顺序，避免土方运输出现对流和交叉现象。 2100433B

由于土壤的可松性，天然密实土挖出来后体积将扩大（称为最初松散），将这部分土转到填方区压实时，压实后的体积也比最初天然密实土的体积要大（称为最后松散），因此挖方体积=填方体积并不意味着土方平衡，考虑到外运弃土量以及内运埋土量（包括建筑基槽开挖土方量等），土方平衡计算更加复杂 。