由於土壤的可松性,天然密實土挖出來後體積將擴大(稱為最初松散),將這部分土轉到填方區壓實時,壓實後的體積也比最初天然密實土的體積要大(稱為最後松散),因此挖方體積=填方體積並不意味著土方平衡,考慮到外運棄土量以及內運埋土量(包括建築基槽開挖土方量等),土方平衡計算更加復雜。
1、松散系數:
最初松散系數 K1 = V2 / V1 (可從有關規範中查詢到,對於普通土,取值1.2—1.3)
最後松散系數 K2 = V3 / V1 (可從有關規範中查詢到,對於普通土,取值1.03—1.04)
V1 ——土在天然密實狀態下的體積;
V2 ——土經開挖後的松散體積(虛方);
V3 ——土經回填壓實後的體積;
壹般K1和K2都大於1,且K1 〉K2
2、壓實系數:
目前在許多設計規範中,已沒有壓實系數,只有上述兩個松散系數;
但仍有不少單位在使用松散系數(相當於最初松散系數),以及壓實系數(土方壓實後體積與壓實前體積之比)。
根據壓實概念,壓實系數可以由最初松散系數與最終松散系數求出:
壓實系數 Ky = V3 / V2 = K2 / K1 (壹般Ky 都小於1)。
因此:K2= Ky*K1
K1=K2/Ky
3、土方平衡:
假設場地需要外運拋棄土體積為Qt (松散狀態的體積,即虛方)
假設場地已有或內運的埋土體積為Mt (松散狀態的體積,即虛方)
場地內開挖的天然密實狀態土方體積為(土方計算獲得):Vw
因此場地內挖方松散後的體積: Vw * K1
場地內可用的松散狀態土方體積總量:
Vs = Vw*K1 – Qt + Mt
換算成壓實後的土方體積:
Vs’ = (Vs / K1) * K2 ( 或: Vs’ = Vs * Ky )
場地內需要的填方體積(計算獲得): Vt
土方平衡的條件為: Vt= Vs’
即: Vt = [ (Vw *K1 – Qt + Mt) / K1 ]* K2
= Vw*K1*Ky + (Mt – Qt) * Ky
註:在以上公式中,土方體積均按正值考慮。