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土方计算的基本方法

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在工程建造中，差别要领计算出土方的精度差别，适用的领域也纷歧样 。本文就土方计算的基本要领：方格网法、等高线法、断面法、基于数字模型（DEM）法的基来源根基理，计算要领、适用领域作阐述和比力 。
引言土方工程量计算的基来源根基理都是求取设计高程与自然地面之间填方或挖方的体积 。但设计地面有曲面、程度面、斜面或它们的组合等，自然地面也是千变万化，所以精确无误的计算出土方工程量明显是不能能的 。只能按照实际环境，选择公正的计算要领，只管即便使计算出的土方工程量与实际的土方工程量相切合 。方格网法方格网法即是将整个施工现场分别为若干个方格，实测每个方格角点的自然高程，由给出的地面设计高程，按照实测的自然高程和设计高程之差，求出每个方格的土方工程量，进而求出所有方格的土方工程量 。所有方格的土方工程量之和即是整个施工现场的土方工程量 。方格网法的计算公式许多，但总体而言都是用方格的底面积×自然地面和设计地面之间的平均高程差，算出方格填方或挖方的体积，即为填方或挖方的工程量 。方格底面积计算要领牢固，但自然地面和设计地面之间的平均高程差一般有两种计算要领：算数平均值法 。将方格网四个角点上的高程相加求和，除以点的总数即为平均高程 。加权平均值法 。将各方格的平均高程加在一起，除以方格数即为该方格的加权平均高程 。计算式为：（1） 其中：H平均为各方格网的加权平均值；Hi为各方格网点高程；pi为各方格网点的权；n为方格网的个数 。在计算填挖均衡时设计高程，我们一般接纳的计算式为：H设=（∑H角点+∑H边点×2+∑H拐点×3+∑H中点×4）/4N （2）式中N为方格网中方格的总数 。方格网法计算土方量一般适用于地形起伏不大，领域较大的施工园地，也适用于平坦地域及高差不大的地形园地平整时操作 。对施工精度而言，方格网边长较小，施工面积较大时，施工精度可以较低；而方格网边长较大时，施工精度要求就较高 。等高线法等高线法计算土方量即是操作现成的绘有等高线的地形图，计算等高线所围的面积，再按照两相邻等高线的高差计算体积：（3）式中：si和si+1表示第i层的下底面积和上顶面积，h为相邻等高线间的高差 。等高线计算土方量其实是接纳了等高线之间所夹体积按类似台体的计算要领 。而在施工现场，地形一般较为庞大，并非规则的几多图形，所以按这种发法计算出的工程量误差一般较大，只适合于精度要求不高的施工场地 。断面法断面法即是以必然的间距平分园地，将园地分别为若干个相互平行的截面，按照设计高程与自然地面线构成断面，计算每条断面线所围成的面积 。以相邻两断面面积的平均值乘以平分的间距得出每相邻两断面的体积 。再将各相邻断面的体积加起来，求出总体积 。计算公式为：（4）式中1、2......、n为横断面编号；L1、L2......Ln-1为相邻断面的间距；s1、s2......sn表示各断面的填方或挖方面积 。断面法在土方计算中是最传统的算法之一，只需知道横断面面积就可计算 。断面法一般适用于山地及高差厘革比力大的，自然地面较庞大的地段和地形狭长的地带，在门路、管线等工程中应用最为普遍 。基于数字高程模型（DEM）法基于数字高程模型（DEM）法的基来源根基理即是：按照实际丈量的自然地面的坐标点（X，Y，Z）和设计高程，经由DEM模型来生成三角网，再计算每个三棱锥的填挖方量，最后累计到指定领域内填方和挖方的土方量，并绘制出零线 。DEM在计算土方量上都必需知道施工前原始地面的起伏环境和施工后地面的起伏环境 。假定施工前原始地面的起伏环境的DEM为DEMt，施工后或设计地面的起伏环境的DEM为DEMp，在相同坐标原点和格网鉴别率的条件下，将DEMp和DEMp举行叠加，可得一个新的DEM，设为ΔDEM，则：ΔDEM=DEMt-DEMp （5）其分量表达要领为：△Z（i，j）=Z（i，j）t-Z（i，j）d （6）式中Z（i，j）t表示自然地面DEM的格网点的高程，Z（i，j）p表示施工后或设计DEM的各网点高程 。设格网面体积为A=dx*dy，则该格网的土方量为：V（i，j）=△Z（i，j）*A （7）分别累计V（i，j）<0和V（i，j）>0的数据，即可求得该地域的挖方量和填方量 。用DEM要领计算土方量在理论上适用于任何地形，其精度主要取决于：地形种别、丈量精度、采样密度、位置和高程点的数目等 。结论土方量计算的基本要领有：方格网法、等高线法、断面法、基于数字高程模型（DEM）法 。对其基来源根基理，优缺点、适应的地形等方面举行比力阐述 。在实际事情中，按照实际环境选择切合的计算要领，做到因地制宜，淘汰资本，提高质量才是基本 。

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