关于建设用地土方工程若干问题的探讨

杨玉奎

（广州市城市规划勘测设计研究院，广东广州 510060）

0 前言

随着城市快速发展，城市用地越来越紧张，逐渐出现向山要地，向海要地的局面。无论是开山还是填海都涉及大量的土方，如何做到土方计算相对准确，土方平衡方案经济可行，是人们比较关心的问题。

近年来，由于部分场地平整设计人员对土方工程的认识错误，导致以为能平衡的土方工程，最终无法平衡，造成工程浪费。实际上，土方工程不是简单计算量的问题，而是要充分考虑的土方开挖或填筑过程所产生的土方变化。

土方工程主要涉及到场地标高设计、土方计算、土方平衡、场地平整四方面内容。要做到土方工程的经济可行，四个环节都必须考虑周全。

1 场地标高设计

场地标高设计通常采用标高法、等高线法两种。标高法适用地势平坦、地形简单的用地；等高线法适用于各种地形情况，尤其适用于地形复杂的用地。确定场地设计标高实际上是一个多次反复的过程，图1为场地设计流程图。

2 土方计算

2.1 土方计算目的

通常涉及到土方计算的分两种情况：一种是城市规划阶段，另一种是场地平整阶段。城市规划阶段土方计算的目的是用于评价竖向规划设计标高的合理性，由于相关设计条件不够明确，只能属于估算范畴；场地平整阶段土方计算的目的是明确土方工程量，指导场地平整施工，相关设计条件较为明确，属于精算范畴。

图1 场地设计流程图

2.2 土方计算方法

土方计算方法常用的有面积法、方格网法、断面法几种。面积法适用于规划阶段，地形简单、地势平坦的用地。方格网法则适用于各种地形情况，方格网的大小取决于地形情况和所涉及的工程阶段：地势平坦或规划阶段，方格网可以适当放大，采用40 m×40 m，地形复杂或者场地平整设计阶段，需要采用10 m×10 m方格网，局部坡地甚至可以加密到5 m×5 m。断面法通常用于城市道路设计的土方量计算。

2.3 影响土方计算的重要因素

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。

2.3.1 土方松散系数

最初松散系数K1=V2/V1（可从有关规范中查询到，对于普通土，取值1.2～1.3）

最后松散系数K2=V3/V1（可从有关规范中查询到，对于普通土，取值1.03～1.04）

式中：V1——土在天然密实状态下的体积；

V2——土经开挖后的松散体积（虚方）；

V3——土经回填压实后的体积。

一般K1和K2都大于1，且K1＞K2。土方松散系数是土方计算过程中容易被忽略的问题，由于不同土质的松散系数不同，在选择松散系数时，查明场地地质条件显得尤为重要。

2.3.2 土方压实系数

目前在许多设计规范中，已没有压实系数，只有上述两个松散系数；但仍有不少单位在使用松散系数（相当于最初松散系数），以及压实系数（土方压实后体积与压实前体积之比）。根据压实概念，压实系数可以由最初松散系数与最终松散系数求出：

压实系数：K y=V3/V2=K2/K1（一般K y都小于1）。

因此，K2=K y×K1，K1=K2/K y。

土方计算中之所以要考虑土方压实系数，是由于不同场地对压实的要求不同，如：道路用地与一般建筑用地的压实要求就不同，但在三通一平过程中各种用地又经常同时平整。正是不同压实要求的所需松散土方不同而影响土方平衡，这也是土方计算中常被忽略的问题，土方计算中需要引起重视。

2.3.3 地表土土方计算

地表土通常作为废弃土而弃掉，厚度在0.3 m左右，这部分土方需要单独计算并独立计量，一般采用面积法计算即可。对于废弃土方在计算过程中就需要考虑到弃土问题，结合场地周边用地情况，选择就近弃土。

但实际土方施工过程中经常遇到施工单位未清表而直接施工的情况，设计单位也必须清楚地认识这一现象的存在，有义务在图纸及说明中声明提醒，施工单位的任何一个不规范动作都有可能影响到场地土方整体平衡，给工程带来负面影响，这一现象也在不少工程中发生过，必须引起重视。

2.3.4 软土土方计算

土方工程中的软土通常是指水塘、河涌底部、长期积水田地的淤泥质土，淤泥土也应该与表土一样作为弃土处理。计算软土采用面积法较为实用，软土计算要与清表土共同考虑，不要重复计算。计算软土需要对地质情况较为清楚，同时结合规划设计标高来考虑具体方式。

（1）如果设计标高在软土层以上（见图2），则计算时需要考虑换掉软土层。软土层厚度在小于3 m的，考虑全部换填，否则就直接填筑土方，采用其他方式处理软基。

图2 场地标高高于软土层示意图

（2）如果设计标高在软土层以下（见图3），计算土方需要注意软土部分土方必须单独计算出来作为弃土处理。这时需对软土厚度、平面范围等有清晰的认识。

图3 场地标高低于软土层示意图

（3）设计标高在软土层中间时（见图4），土方计算时则需要同时考虑以上两种方式。

图4 场地平整面位于软土层示意图

2.3.5 地下室土方计算

地下室土方计算问题较为复杂，对于地下室边界条件清楚的情况下，计算土方较为简单的。相反在地下室边界条件不清楚的情况下，地下室土方计算就相对困难些，如控制性详细规划阶段的地下室土方计算问题。此时，可根据规划用地性质对地下室分布进行预估，地下每层的深度以4.0～4.5 m考虑，以此估算地下室土方。

近些年来，因地下室土方问题而引起的工程问题不在少数，大多是在规划设计阶段未考虑的地下空间产生土方造成的。犹如深圳市，正是当年开山填海建设城市时，没有考虑到城市地铁发展如此迅速，对城市地下空间的开发考虑不周，造成现在因地铁施工大面积开挖，产生的多余土方无地可弃的局面。

2.3.6 边坡土方计算

场地土方计算中，边坡土方计算常是不被关注的问题，也是在施工过程中容易出问题的地方。边坡分为填方边坡和挖方边坡，边坡土方计算重点是边坡的边界选择。挖方边坡建议坡顶线与征地界限重合，填方边坡建议坡底线与征地界限重合，这样可以避免出现放坡超出征地界限的矛盾，如果用地紧张，可以考虑将自然放坡更换成挡土墙。

边坡土方计算可采用等高线设计法处理，能够有针对性地对坡度进行灵活设计，设计成衔接顺畅的边坡，营造美好视觉效果。边坡土方计算也最好单独计算，采用加密的方格网计算。

3 土方平衡与调配

土方平衡与调配的原则必须在土方计算前确定。土方平衡通常包括区内平衡，区区平衡，区外平衡三种。优先采用区内平衡以节省投资，在区内平衡无法实现的情况下，考虑区区平衡、区外平衡。土方平衡要充分考虑用地开发时序，并结合开发时序优化调整设计标高。

在土方工程量计算时，不仅要计算出土的天然挖方体积、所需的天然填方体积，还需要进行土方量平衡，将挖出来的土弥补填方。

假设场地需要外运抛弃土体积为：Q t（松散状态的体积，即虚方）；

假设场地已有或内运的埋土体积为：M t（松散状态的体积，即虚方）；

场地内开挖的天然密实状态土方体积为：V w（土方计算获得）。

因此场地内挖方松散后的体积为：V w×K1。

场地内可用的松散状态土方体积总量为：

换算成压实后的土方体积为:

场地内需要的填方体积为：V t（计算获得）。

土方平衡的条件为：

注：在以上公式中，土方体积均按正值考虑。

4 场地平整模式及注意事项

4.1 场地平整模式

对于存在建筑基坑的场地，场地平整模式分为三种：先平整场地后开挖基坑；先开挖基坑后平整场地；场地平整与基坑开挖同时进行。不同场地平整模式，土方计算量不同。

4.1.1 先平整场地后开挖基坑（见图5）

图5 先平整场地后开挖基坑示意图

这种场地平整模式在近年来工业园内出现得较多，许多厂商在入住前都会要求园区做好三通一平。这种模式最大问题是造成基坑部分土方重复开挖，使原本土方平衡的场地不再平衡，同时在基坑开挖过程中，还必须结合地下室情况考虑基础支护。

图6 先开挖基坑后平整场地示意图

4.1.2 先开挖基坑后平整场地（见图6）

这种场地平整模式最大优点就是可以在一定程度上减少重复开挖，适合用于新建居住或商业用地。

4.1.3 场地平整与基坑开挖同时进行（见图7）

图7 场地平整与基坑开挖同时进行示意图

这种场地平整模式的优点能够减少基坑土方的重复开挖。但因两侧需要回填，两侧需要做好基坑支护、基坑排水等工作，比较适用于新建居住或商业用地。

4.2 场地平整重点注意事项

场地平整重点注意事项包括：临时排水设施、弃土方案（淤泥、表土、建筑垃圾）、场地压实要求、高压线塔及山坟。

4.2.1 临时排水设施

设置临时排水设施的目的主要是为了保持水土不流失，可以分为区内，区外两种。区内是指设置在平整场地内部，用于排除场地内部雨水，确保场地不被雨水浸泡的临时排水措施；区外是指在场地以外区域设置排水或截水措施，确保外部水流不入侵场地或场地内部雨水不对周边场地造成威胁。

4.2.2 弃土方案

弃土一般包括淤泥、表土、建筑垃圾等。弃土一般选择就近安置，如果条件合适，弃土可以选择场地周边公共绿地，关键是要做好弃土场的标高设计，确保弃土场与周边环境相协调。

4.2.3 场地压实要求

场地平整过程中，通常是道路用地场地同时平整，因此在土基压实时，要有区别地对待。对于道路沿线范围内的场地压实，采用相关道路工程压实标准控制场地压实质量；非道路范围内的场地则采用一般建筑场地压实标准控制。

4.2.4 高压线塔及山坟

由于征地拆迁的原因，原来场地内存在的高压线塔及山坟在短期内无法迁移，势必对场地平整工作造成影响，影响工程进度和土方工程量。

5 结语

土方工程是一项系统复杂的工程，要做好土方计算工作，必须对各种场地标高设计、土方计算方法，场地平整模式，土方平衡原则，土方开挖填筑工序，用地开发时序，规划用地性质，用地地质条件等有清楚的认识。任何一项都会对土方量产生影响，只有当各个环节都考虑周全，土方工程才能真正做好。