土方方量(精选5篇)
土方方量 篇1
摘要:提出了一种人工地貌土方回填的土方量计算方法, 介绍了具体的计算方案。
关键词:土方量计算,人工地貌,方案分析
引言
沿海地区有很多人工挖掘的鱼塘以及海沟, 深度一般在3~4 m不等, 坝顶宽度在2 m左右, 且坝身为倾斜状 (见图1) 。如果对其进行回填, 就涉及到土方量的计算问题。
通常情况下, 在进行现场测绘时, 鱼塘内仍然有水, 而且其地形条件也不可能排格网计算土方量, 因此, 对现状地物进行分析后, 笔者认为利用DTM模型计算土方量, 还是比较符合计算条件的。针对这种特殊地形, 提出如下的具体计算方案。
1 单纯利用DTM模型计算土方量的局限性
软件根据相邻高程点建立三角网, 形成DTM模型, 但它建立的过程并不考虑地形的急剧变化, 只单纯以高程点变化为基准。这种三角网的建立理念比较适合高程变化较小的地形, 但对于鱼塘这种高程变化较大的人工地貌, 却容易出现三角网建立错误的现象, 如图2所示。
在高程满足密度分布要求的前提下, 三角网的建立是以临近三角形为基准的。由图2中可见, 在高程发生变化时, 三角形的建立不能智能地区分地貌变化, 图中阴影部分的三角形出现了明显错误, 这种情况下填方量与挖方量都会出现异常。为了确切反映地貌的变化, 就必须绘制合理的三角形, 只有这样, 计算出的结果才更接近于实际。
2 单纯利用DTM模型进行土方计算的误差分析
(1) 如图2中的填方量为69 m3、70 m3的三角形, 计算的填方量会明显减少, 挖方量明显增加。
(2) 有些地区的坝顶高程距离较远, 在计算土方量时会忽略坝顶部分, 使挖方量减少。
(3) 此类测区范围都较大, 而且地形复杂, 由于误差的偶然性, 对最后的精确性不能定论。
(4) 结论:单纯利用DTM模型计算土方量, 不适用于高程变化较大的非单一地貌。
3 回填土方量的计算方案
对于鱼塘、虾池这种地形变化较大的人工地貌, 笔者提出以下计算方案。
3.1 对外业的要求
(1) 根据土方量计算的要求, 外业应特别注意点的加密和点位的选择, 按保证同一类型地貌每15 m测一高程点, 而且尽量在一条直线上。
(2) 设置控制点或支点时, 注意反测坐标与高程, 要特别注意高程的情况, 并做好记录。当差值较大时应及时调整。
(3) 对于测区内有水的地区应做好标记, 并记录淤泥深度, 为最终成果提供相关数据。
3.2 对内业的要求
(1) 准确地绘制地貌, 确认有水区域, 并注意发现问题, 及时与外业沟通。
(2) 及时整理并核实外业采集的数据, 检查有无错误、遗漏等, 并与外业人员共同研究解决的办法。
(3) 利用现有的计算工具, 尽量减小工作量。
(4) 严格按照计算方法划定计算区域、生成高程文件并计算。
3.3 土方量的计算
如果单纯利用DTM模型方法进行计算, 边界插值间隔也应选择15 m, 但外业观测时难免会出现点位不在一条线上或间隔不一致的情况, 容易使三角网的建立出现错误。如果在此基础上进行手工干预又会增大工作量, 因此, 提出两种计算方法。
(1) 方案A:将坝顶以及坝身高程去掉, 求出相对于设计高程的填方量, 然后求解坝体所在位置的实际高程平均数, 根据坝顶、坝身高程的平均数, 分别利用柱体和棱柱公式进行计算。
(2) 方案B:将人工地貌按照具体对象 (如坝顶、坝身斜坡、池底) 进行分类, 将特征点连线作为分界线。共分为3部分, 第1部分为坝顶范围, 第2部分为坝身范围, 第3部分为池底范围, 根据相应的公式分别进行计算。
为防止计算过程中出现混乱, 采用方案B。
3.3.1 边界划分的注意事项
(1) 边线的划分以特征点连线为准。特征点高程要分别考虑相临两区间的关系, 例如位于坝身与池底交叉线上的高程点, 不仅要归在坝身计算范围内, 还要参与池底范围土方量的计算。
(2) 如果较大范围内的高程均大于平场标高时, 应将其单独圈出范围, 以便计算挖方量。
3.3.2 土方量计算方法
(1) 池底由于高程变化不大, 池底土方量的计算可按照CASS软件提供的DTM法计算。
(2) 对于坝身和坝顶土方量的计算, 由于软件本身的限制, 对于较窄的坝顶, 单纯使用DTM的方法无法正常建立三角网。因此, 根据高程变化情况, 将高程较接近的区域分为一区, 由人工计算高程平均数, 根据公式计算土方量。
(3) 计算平均数时, 可采用软件中提供的“高程点生成数据文件”功能中的“选取区域边界”的方法, 将区间范围内高程点生成数据文件。
(4) 可采用Excel计算平均数。
(5) 将计算公式录入Excel, 计算相应的土方量。
3.3.3 计算公式
以平场标高为410 m为例, 土方量计算公式为:
(1) 坝顶土方量计算:
坝顶平均高<4.0 m时:
undefined (1)
坝顶平均高>4.0 m时:
undefined (2)
式中:undefined—坝顶平均高;
undefined—坝底平均高;
S——投影面积。
(2) 坝身土方量计算:
坝顶平均高<4.0 m时 (见图3) :
undefined (3)
坝顶平均高>4.0 m时 (见图4) :
挖方量:undefined
填方量:undefined
3.3.4 误差分析
(1) 计算数据的误差分析。由于高程密度基本一致, 进行计算时的坝身宽度变化不大, 可不考虑坝顶与坝底高差值的变化, 取平均数计算可以满足误差补偿;如果坝身宽度变化较大, 同时相对应的坝顶与坝底高差值变化也较大时, 按平均高程计算土方量会产生一定的误差。但这种情况较少, 且误差累积值在土方计算误差允许范围内, 计算时可不考虑。
(2) 总体误差分析。由于此类地形内一般均有水, 测绘工作环境恶劣, 致使结果难免存在误差。考虑到水下淤泥的特性, 根据误差存在的偶然性和补偿性, 可根据实际情况增加一定的淤泥下陷常数, 使所提供的土方量数据更符合现场情况。
4结语
笔者提出的这种土方量计算方法, 避免了因地物高差变化较大而引起的土方计算错误, 同时也充分考虑了现场以及其他环境因素的影响。其可信程度较高, 满足大型土方计算的精度要求。但此方法的操作以及计算过程较为复杂, 应用公式较多, 工作量较大, 还需要在今后的工作中进一步优化。
土方方量 篇2
一、方格网计算由三个要素组成:计算范围+原地面标高数据文件+完成面标高三角网
二、计算范围 计算范围一定要用复合线(PL)画,且最后闭合(CAD 按c 闭合);
三、生成原地面标高数据文件 要将原地面标高生成高程点坐标数据文件(*.dat),方法有以下2 种:
1、对有坐标数据(X,Y,H)的,直接在记事本上按以下格式(序号,编码,Y,X,H)操作: 1,Y,X,H 2,Y,X,H „„„.另存为*.dat 文件。
2、对于CAD 图上有原地面标高的,可以直接在图上导出来建立数据文件(*.dat)步骤:工程应用——高程点生成数据文件——无编码文件; 注意:原地面高程点所在图层不要有完成面标高存在,否则计算结果不准确!
四、生成完成面标高三角网文件 要将完成面标高生成三角网文件(*.sjw)
1、首先要生成完成面标高数据文件(*.dat),步骤同上生成原地面标高数据文件;
2、接着生成三角网: 第一步:建立DTM模型,可以由已有设计标高数据文件或图面高程点生成。步骤:等高线——建立DTM——(由已有数据文件或图面高程点生成); 第二步:建立三角网并生成三角网文件; 步骤:等高线——三角网存取——写入文件(*.sjw)
五、方格网法计算过程 步骤:工程应用——方格网法土方计算——确定范围——高程点数据文件*.dat(原地面)— —三角网文件*.sjw(完成面)。特别注意问题:
1、计算范围一定要是复合闭合线;
2、对于直接在 CAD 导出标高数据生成文件时候,原地面标高数据和完成面标高数据不要在同一图层。土方量计算
一、方格网法 Cass7.0 软件中的方格网法,需要提供计算区域的“高程点数据坐标文件”作为计 算的依据,其具体计算操作如下:首先是导入“高程点坐标数据文件”,然后选择 设计面: 1)、当设计面为平面时,需要输入“目标高程”,在“方格宽度”一项中输入你需 要设置的方格网规格,例如输入 20m 则为才用 20m×20m 方格网进行土方计算; 2)、当设计面为斜面时,有“基准点”和“基准线”两种方法,其原理是相同的,只是计算条件不同而已。我们以“基准点”法为例,它需要确定斜面的“坡度”,然后是“基准点”,也就 是
坡顶点的“坐标” 和“高程”,再者就是坡线的“下边点”的坐标了,也就是斜坡方向,最后确定“方格宽度” 即可计算出土方量; 3)、当设计面非平面也非斜面时,这种情况在土方工程比较常见,场地 经开挖或回填后变得杂乱无章就属于这种情况,假如我们有场地前期的“高程点 坐标数据文件”,那么我们则可利用它生成“三角网文件”,然后在设计面选项中选 择“三角网文件”,然后导入文件,最后确定“方格宽度”即可计算出土方量(把设 计高输入 cass 做成三角网 文件,场地设计高选择三角网就可以)。通过对 Cass7.0 软件中的方格网法的了解,我们不难看出其计算理论与 传统的方格网法事一样的。只是用户在提交相关的计算条件,如设计面高程、坡 度、方格宽度、三角网文件等计算条件后,电脑自动在设计面及待计算场地平面 设置相同的方格网,根据“高程点坐标数据文件”、设计面高程、坡度等内插出各 方格网角点高程,然后对比相同平面位置上下两期的方格网,计算出该方格网的 土方挖填数,最后统计出挖填总方量。
二、DTM 法 DTM 法土方计算以外业采集测量数据为基础,通过建立 DTM 模型,然后通过 生成三角网,(即相邻的三个点连成互不重叠的三角形)来计算每一个三棱锥的 挖填方量,最后累计到指定范围内填方和挖方的土方量。Cass7.0 的土方计算方法共有三种: 一是由坐标数据文件计算; 二是依照图上高程点进行计算; 三是依照图上的三角网进行计算。前两种算法包含重新建立三角网的过程,第三种方法则是直接采用图上已有的 三角网 1)、根据坐标数据计算:首先用闭合的复合线圈定所要计算土方的区域,然后 用鼠标操作“工程应用→DTM 法土方计算→根据坐标文件”,根据电脑提示在图上 选取计算区域的“边界线”,导入计算区域的坐标数据,这时会弹出土方计算参数 设置对话框,填 入“平场标高” 和“边界采样间距”按确定即可得到土方计算 的结 果,如果计算区域需要进行边坡的处理,那么还可以在参数设置里面进行“边坡 设置”,平场高程高于地面高程则设置为向下放坡,反之则问向上放坡。计算结 束后,电脑会在操作者指定的位置绘制一个“计算结果表格”; 2)、根据图上高程点计算:此方法首先是按数据文件展绘高程点,然后用闭合 的复合线圈定所要计算土方的区域,然后用鼠标操作:“工程应用→DTM 法土方 计算→根据图上高程点”,根据电脑提示进行后面的操作,操作与“根据坐标数据 计算”相同; 3)、根据图上的三角网计算:在计算区域先建立 DTM 模型,生成
三角网,然 后根据地形的实际情况,对既有的三角网进行必要的添加和删除,使结果更接近实际地形,最后用鼠标操作:“工程应用→DTM 法土方计算→根据图上三角网“,根据电脑提示输入场平标高,选取计算所需的所有三角形按回车即得计算结果; 4)、两期间土方计算 两期间土方计算指的是对同一区域进行了两期测量,利用两次观测得到的高 程进行土方计算。上页 方格网法土方量计算:(使用该方格网计算土方前,须使用PLine 复合线围取闭合的土方量计算边界,一定要闭合,但是尽量不要拟合。因为拟合过的曲线在进行土方计算时会用折线迭代,影响计算结果的精度。)用方格网法算土方量,设计面可以是平面,也可以是斜面,还可以是三角网。(1)设计面是平面时的操作步骤: 选择“工程应用方格网法土方计算”命令。命令行提示:“选择计算区域边界线”;选择土方计算区域的边界线(闭合复合线)。屏幕上将弹出方格网土方计算对话框,在对话框中选择所需的坐标文件(原始的地形坐标数据);在“设计面”栏选择“平面”,并输入目标高程;在“方格宽度”栏,输入方格网的宽度,这是每个方格的边长,默认值为20 米。由原理可知,方格的宽度越小,计算精度越高。但如果给的值太小,超过了野外采集的点的密度也是没有实际意义的。点击“确定”,命令行提示: 最小高程=XX.XXX ,最大高程=XX.XXX 总填方=XXXX.X 立方米, 总挖方=XXX.X 立方米 同时图上绘出所分析的方格网,填挖方的分界线(绿色折线),并给出每个方格的填挖方,每行的挖方和每列的填方。(2)设计面是斜面时的操作步骤: 设计面是斜面的时候的,操作步骤与平面的时候基本相同,区别在于在方格网土方计算对话框中“设计面”栏中,选择“斜面【基准点】”或“斜面【基准线】” A.如果设计的面是斜面(基准点),需要确定坡度、基准点和向下方向上一点的坐标,以及基准点的设计高程。点击“拾取”,命令行提示: 点取设计面基准点:确定设计面的基准点; 指定斜坡设计面向下的方向:点取斜坡设计面向下的方向; B.如果设计的面是斜面(基准线),需要输入坡度并点取基准线上的两个点以及基准线向下方向上的一点,最后输入基准线上两个点的设计高程即可进行计算。点击“拾取”,命令行提示: 点取基准线第一点:点取基准线的一点; 点取基准线第二点:点取基准线的另一点; 指定设计高程低于基准线方向上的一点:指定基准线方向两侧低的一边;(3)设计面是三角网文件时的操作步骤:(适用于有多个不同设计高程的平整场地,使
用该方式进行土方计算前,须使用设计高程建立DTM三角网,并使用 “等高线/三角网存取/写入文件”保存为*.sjw 文件)首先,在方格网土方计算对话框中,顶部选择所需的坐标文件(原始的地形坐标数据)。选择设计的三角网文件(设计高程建立的三角网文件*.sjw),点击“确定”,即可进行方格网土方计算。
浅析Cass7.0土方计算方法
摘 要:本文介绍了地形地籍成图软件Cass7.0的土方计算方法:方格网法与DTM法,并就如果更好的使用这些计算方法以及使用上的关键性问题进行了阐述。
关键词:土方计算;方格网法;DTM法。引言
土方工程虽然在整个工程项目造价中所占比例较小,但因其特殊性在方量的计算与造价的控制上有一定的难度,引起的纠纷较多,如何更加客观、准确地计算土方量,减少或避免土方工程的争议,值得我们进行认真的探讨。决定土方量计算精度的因素有很多,其中计算方法是至关重要的一环。南方数码科技有限公司研发的地形地籍成图软件Cass7.0是目前市面上较常见的一套测量软件,其中所包含的土方计算方法如方格网法、DTM法、等高线法等为大家所普遍使用,它不仅上手容易,内业操作简便,而且计算结果准确性良好,可信度较高,为广大使用者所认可。
本文在对常用的方格网法、DTM法作介绍的基础上,提出一些使用过程中应当注意的关键性问题,以期提高土方计算的精度。计算方法
2.1 方格网法
Cass7.0软件中的方格网法,需要提供计算区域的 “高程点坐标数据文件”作为计算的依据,其具体计算操作如下:首先是导入“高程点坐标数据文件”,然后选择设计面:(1)当设计面为平面时,需要输入“目标高程”,在“方格宽度”一项中输
入你需要设置的方格网规格,例如输入20米则为采用20m×20m的方格网进行土方计算;(2)当设计面为斜面时,有“基准点”和“基准线”两种方法,其原理是相同的,只是计算条件不同而已。我们以“基准点”法为例,它需要确定斜面的“坡度”,然后是“基准点”,也就是坡顶点的“坐标”和“高程”,再者就是坡线的“下边点”的坐标了,也就是斜坡方向,最后再确定“方格宽度”即可计算出土方量。(3)当设计面非平面也非斜面时,这种情况在土方工程中比较常见,场地经开挖或回填后变的杂乱无章就属于这种情况,假如我们有场地前期的“高程点坐标数据文件”,那么我们则可以利用它生成“三角网文件”,然后在设计面选项中选择“三角网文件”,然后导入文件,最后再确定“方格宽度”即可计算出土方量。
通过对Cass7.0软件中的方格网法的了解,我们不难看出其计算理论与传统的方格网法是一样的。只是在用户提供相关的计算条件,如设计面高程、坡度、方格宽度、三角网文件等计算条件之后,电脑自动在设计面及待计算场地平面设置相同的方格网,根据“高程点坐标数据文件”、设计面高程、坡度等内插出各方格网角点高程,然后对比相同平面位置上下两期的方格网,计算出该方格网的土方挖填数,最后统计出挖填总方量。
2.2 DTM法
DTM法土方计算以外业所采集的测量数据为基础,通过建立DTM模型,然后通过生成三角网(即相邻的三个点连成互不重叠的三角形)来计算每一个三棱锥的挖填方量,最后累计得到指定范围内填方和挖方的土方量。
Cass7.0的DTM土方计算方法共有三种,一是由坐标数据文件计算,二是依照图上高程点进行计算,第三是依照图上的三角网进行计算。前两种算法包含重新建立三角网的过程,第三种方法则是直接采用图上已有的三角网。
(1)根据坐标数据计算:首先用闭合的复合线圈定所要计算土方的区域,然后用鼠标操作“工程应用DTM法土方计算根据坐标文件”,根据电脑提示在图上选取计算区域“边界线”,导入计算区域的坐标数据,这时会弹出土方计算参数设置对话框,填入“平场标高”和“边界采样间距”按确定即可得到土方计算结果。如果计算区域需要进行边坡的处理,那么还可以在参数设置里面进行“边坡设置”,平场高程高于地面高程则设置为向下放坡,反之,则为向上放坡。在计算结束后,电脑会在操作者指定的位置绘制一个“计算结果表格”。
(2)根据图上高程点计算:此方法首先是按数据文件展绘高程点,然后用闭合的复合线圈定所要计算土方的区域,然后用鼠标操作“工程应用DTM法土方计算根据图上高程点”,根据电脑的提示进行后面的操作,操作与“根据坐标数据计算”相同。
(3)根据图上的三角网计算:在计算区域先建立DTM模型,生成三角网,然后根据地形的实际情况,对既有的三角网进行必要的添加和删除,使结果更接近
实际地形,最后用鼠标操作“工程应用DTM法土方计算根据图上三角网”,根据电脑的提示,输入平场标高,选取计算所需的所有三角形按回车键即得计算结果。
(4)两期间土方计算
浅谈测量在土方量工程中的作用 篇3
1 基准点的确定
目前, 在土方量工程开始测量之前, 首先就要确定正确的基准点。基准点是由国家相关部门通过仔细勘察测量, 最终确定的用于建筑工程标高统一指标。在测量中, 要以固定的基准点开始引出, 确定最终的标高、基准平面以及坐标系等基本的测量参考依据。只有这样才能为后期的测量打下基础, 保证测量的精确性与科学性。
2 消除土方量测量误差的措施方法
在具体的实践中, 由于土方量的工作量较大, 涉及的面积范围较广, 且对测量结果的精度要求较高, 若工作中稍有失误, 就很有可能引起测量结果出现较大的误差, 影响土方量工程的后期施工质量。为此, 必须要严格控制施工测量技术和方法, 避免在土方量测量施工中产生误差。在此笔者结合自己的实际工作经验, 总结出在土方量测量施工中可以采取以下措施方法来有效消除土方量的测量误差:
2.1 加强对测量仪器的检验力度。
在很多土方量工程测量施工中, 出现测量误差的原因大都是因为测量仪器规格或性能不能满足测量要求而引起的。因此必须要对仪器进行定期的检修维护, 一般至少要一年一检, 以保证仪器的正常使用, 避免因仪器问题而引起的测量高程误差, 导致土方量的测量失去准确性。
2.2 提高测绘技术人员自身的业务水平。
测绘技术人员对测量仪器的掌握熟练程度对测量高程结果的准确性有很大影响, 为此, 必须要加强对测绘技术人员的培训与管理, 确保其能够熟练应用测绘仪器, 并对地形地貌进行详细的观察, 选择适宜的测量踩点方法及对于地形图进行专业的处理。
2.3 选择正确的计算方法。
只有采用合理的计算方法对土方量进行计算, 才能确保其结果的准确性。下文中会详细介绍土方量的计算方法, 在此就不多赘述。
2.4 考虑填土的范围及边坡处理问题。
在边坡处理中, 需要甲乙双方协调商定填土的范围以及边坡的角度问题, 一般都会选择30°、45°或60°作为边坡的坡角。
2.5 注意气候环境对土方量测量的影响。
在测量施工中, 要时刻关注天气变化以及周边环境变化所引起的下沉量, 并作出妥善处理, 以确保测量所得土方量尽可能的接近实际填土方量, 从而保证甲乙双方的利益。
3 土方量工程的测量计算方法
在一项工程中进行土方量计算, 主要是为了计算出在施工场地的开挖前与填筑后各自的土方体积总量。目前在土方量工程中应用最广泛的土方量测量计算方法主要有三种, 即方格网法、断面法以及数字高程模型法。在实际的应用中, 无论是选择哪种测量计算方法, 都必须要经过仔细的勘测, 根据工程的技术需求以及精度要求, 来确定最优是测量计算方案。以下笔者就结合自己的施工体会, 来分别介绍土方量的测量计算方法。
3.1 方格网法
所谓方格网法的测量, 主要是应用在一些施工场地地形较为平坦, 地面坡度有一定规律且面积较大的土方量工程中。具体做法是把整个场地划分为若干个边长为10m~50m的正方形方格网。方格网的一边与场地坐标网平行, 方格网的边长与地形和土方精度要求有关。用水准仪或全站仪测量出方格网各个角点的原地面标高。根据每个格网节点的原地面标高和设计标高得到该节点的施工填挖高度, 然后分别计算每一方格的填挖土方量。将挖方区或填方区所有方格计算的土方量汇总得出总土方量。这种测量计算方法不太适合在场地起伏幅度较大或带状地形中, 因为这样不利于方格网的划分, 也不利于测量与计算。
3.2 断面法
这种土方量测量计算方法的具体做法是把工程场地按照一定的距离分隔成些许横断面, 这些横断面要保持平行, 继而测出其各自的地面线。利用设计中要求的断面和场地上实际的断面数据绘制出断面图, 并计算每个断面的实际面积。再将两个相邻的断面所需要开挖的总土方面积平均分成两等分, 以其所得值乘以断面间距值, 所得的数值就是两断面之间的土方量。将这些所有的土方量叠加, 所得值为工程的总土方量。
采用断面法进行土方量的测量与计算, 需要花费大量的时间, 工作总量也相对较大。但这种测量计算方法能够灵活的确定高程点, 这是其的主要优点。在实际的测量中能够按照地形特点, 在不同高程的横断面上选择最合适的高程点, 这对于后期快速准确进行土方量计算有很大帮助作用, 计算方法较为简单。一般断面法都是在带状的地形中采用, 或者在一些地面坡度起伏较大、截面没有规律可循的工程中也可以采用。在断面法的应用中需要注意的一点是要确保每个断面之间的间距都相等, 且正确合理的选着高程点, 这是保证测量计算精度的关键。
3.3 基于数字高程模型法
数字地面高程模型是用一组地面点的平面坐标和高程描述地表形状的一种方式, 具有形象、直观、精确等特点, 在生产中有广泛的使用价值。由DEM模型来计算土方量是根据实地测定的地面点坐标和设计高程, 通过生成三角网来计算每一个三棱锥的填挖方量, 最后累计得到指定范围内填方和挖方的土方量, 并绘出填挖方分界线。
4 结论
总之, 在土方工程施工中, 土方量的测量与计算是一项非常重要的施工项目, 其计算的精准度对工程前期的施工进度、施工质量以及工程造价控制等都有着直接影响。并在选择土方量的测量计算方法时充分考虑到场地的地形特点与施工工期要求, 确定最佳的测量方法, 以提高土方量工程的施工速度, 保证土方量计算的精准度。
参考文献
[1]牛丽华.浅谈建筑工程测量技术[J].科技信息, 2011, 16.[1]牛丽华.浅谈建筑工程测量技术[J].科技信息, 2011, 16.
[2]何晗芝.工程土方量计算方法优化分析及其程序实现的研究[D].长沙:湖南大学, 2009.[2]何晗芝.工程土方量计算方法优化分析及其程序实现的研究[D].长沙:湖南大学, 2009.
土方方量 篇4
对于园林工程项目施工, 总体的场地标高优化控制, 是一个关键的话题。土石方工程是园林工程中的重要环节。场地标高优化控制问题又与土石方工程项目施工密切联系, 要严格依照基本设计要求进行, 以保证工程质量和整个工程项目顺利进行。园林工程的土石方工程项目基本设计要求包括:在平场施工图中, 要保证基本安全需要, 反映建筑底层总体平面图, 反映建筑物主体及基础与园林挡墙关系;要综合考虑现场与周边环境连接、协调关系, 主要是根据具体施工项目难易程度及总体平面图以及平场施工图来进行;为确保园林工程项目建设和使用期间安全, 要满足园林工程项目技术指标要求, 确保现场排水系统顺畅, 同时要兼顾施工现场排给水等相关问题;不但要合理利用自然条件, 还要做好场地标高优化控制, 满足园林工程管线敷设、园林建筑基础埋深要求, 以确保能实现工程项目功能布置要求。
总之在满足园林工程项目景观效果和整体功能基准下, 尽力做到安全经济合理结合, 做好场地标高优化控制。当然安全是第一位的。
在以上几者都优先保证的前提下, 尽量结合场地标高优化控制的需要, 减少外运, 又减少借土回填;既有利排水, 又兼顾道路坡度, 园林景观造景等各方需要, 做好园林工程项目成本核算控制。
2 土石方工程涵义及在工程建设中的意义
在园林工程中较为常见土石方工程主要包含平整场地、开挖基槽和管沟、开挖人防工程和路基、填筑路基基坑、进行压实度检测、土石方平衡及调配以及保护地下设施安全等全过程内容。园林工程中的土石方工程通常是指在园林工程建设项目中对土体进行开挖、运送、填筑、压实以及弃土、排水减压、土壁支撑等相关工作总称。
由于土石方工程项目较为复杂, 其中涉及的相关项目较多, 施工要避开雨季等对工程有影响的恶劣天气, 必须科学安排施工计划, 选择在安全环境下作业, 同时要合理施工降低土石方工程施工成本, 预先做出土石方调配方案, 整体统筹, 尽量少占可耕地和农田等良田面积, 遵守国家建设施工原则和标准, 做好架构项目组织、相关环节布置、对基础设施保护方案、土石方平衡调配与运送、工程施工组织, 重视土石方工程施工方法, 严格审核工程爆破方案。
3 园林工程中的土石方工程项目施工中, 安全及技术要求与后期景观各种类型的园林道路标高控制的关系
对场地表面坡度进行平整时要遵循合理设计规范要求;为避免出现“橡皮土”而影响施工进程, 在灾害性季节施工时要采取有效防水、排水措施;回填土方前要确保严格按规定选择填料;完成平基工作, 在确保安全前提下采取有效措施对周边和场内下管网;采取加固斜坡土方措施, 要按适宜坡度对临时土质边坡进行放坡, 对填土区进行挖方;为避免因爆破行为破坏建筑物和构筑物基础持力层和原岩完整性, 在进行爆破时要采取减震措施, 对岩土区进行挖方时, 通常需要爆破, 大多出现于开挖区高差大标高较为复杂, 且岩石硬度较高时;园林土石方工程建设要遵循基本设计要求, 在园林土石方工程施工前, 要进行综合平衡测算, 为了确保工程质量和安全, 在施工建设中要严格遵守相关技术指标参数, 做好平衡调配, 减少工程施工量, 选择土石方运程最短、最合理施工程序。园林土方施工时, 一定要重视全局观念, 对建成后的园林建筑, 景观造景, 园林道路标高控制, 土方量填挖做总体控制, 理论联系实际, 与后期项目施工结合。如本园林项目内部确实土方不能总体平衡, 甚至把附近的园林工程项目作为备选项目, 及早联系, 及早做好各种准备。尽量把场地标高优化控制和土方量总体平衡, 有机地结合起来, 才能有效避免先大量余土拉出去, 后又四处借土, 人为造成园林工程项目土石方成本管理失控的恶果, 以避免不必要的经济损失。
4 结束语
必须做好严密施工控制, 遵守设计原则和施工要点, 园林工程中的土石方工程属于园林工程项目基础性环节, 为确保施工工程安全与进度, 真正结合场地标高优化控制的需要, 预先介入, 做好预案, 因为它决定和影响着整个园林工程质量和工程进度, 让场地标高优化控制和土方量总体平衡, 形成良性循环的有利关系, 从而为实现园林工程项目的总体目标奠定坚实的基础。
参考文献
[1]黄伟, 郭维国.浅析园林绿化工程的项目管理[J].资源与人居环境, 2010 (24) .
[2]叶碧华.居住区园林绿化工程施工项目管理[J].沿海企业与科技, 2009 (05) .
[3]实行“两制一化”是实现项目管理目标的基本途径[J].建筑管理现代化, 1995 (02) .
[4]张映明, 冉茂才, 牛春林.施工企业项目管理与配套改革应重视员工情感管理[J].基建优化, 1999 (02) .
[5]杨锁青.强化项目管理提高工程质量[J].山西建筑, 2000 (04) .
土方方量 篇5
关键词:散点法,方格网法,土方量,计算
0 引言
土地平整是大多数地面建筑工程、土地整治工程的必要条件, 是工程实施的基础和重要环节, 所以土方量计算在前期工作中显得尤为重要, 其计算精度的高低直接关系到项目的合理性和投资概预算[1]。实践中土方量计算方法主要有散点法、方格网法和三角网法, 其中三角网法理论上是最为精确的计算方法[2], 但其计算过程数据量大, 占用大量存储空间, 可读性也差, 实际工作中很少选用[3]。散点法和方格网法适用范围较为类似, 外业测量较为灵活, 借助计算机辅助计算过程简单, 且结果具有很好的可读性, 是土方量计算 (尤其是土地整治工程中土方量计算) 中最常选用的方法。
1 研究思路
本文首先介绍散点法和方格网法的原理及计算步骤, 并选取实例, 在设定假设条件的前提下, 分别用两种方法进行土方量计算 (多次采样, 多次计算) , 并计算中误差和相对误差, 最后对结果进行比较分析, 为平整工程中土方量计算方法的选择提供依据。
2 原理与计算步骤
2.1 散点法原理及计算步骤
散点法适用于地势起伏较为均匀的场地平整, 依据填挖平衡原理进行土方量计算, 计算步骤如下:
1) 确定设计高程。
考虑平整区内挖填方尽可能平衡, 以平整区平均高程作为设计高程, 则:
其中, H为设计高程;Ha为平均高程;H1, H2, H3, …, Hn均为各测点高程;n为高程点个数。
注:本文高程点按照5 m, 10 m, 25 m, 50 m四种间隔施测。
2) 计算挖填平均深度。
填方区平均填高:
挖方区平均挖深:
其中, L为高程小于H的测点数;m为高程大于H的测点数;Ht为小于H的各测点高程;Hw为大于H的各测点高程。
3) 计算挖填方面积。
填方面积:
挖方面积:
4) 计算挖填土方量。
填方量:
挖方量:
如果计算的填挖方量相差较大, 则调整设计高程:填方量大于 (小于) 挖方量, 适当提高 (降低) 设计高程。经多次试算, 取填挖方量相等的高程为设计高程。
散点法较为成熟[4], 计算过程借助南方Cass和Excel就可以实现。
2.2 方格网法原理及计算步骤
方格网法适用于建筑场地规整、地形较为平坦时进行的土方量计算[5]。首先, 依据自然地形将平整区划分成若干方格;其次, 通过实测或在地形图上量算取得各角点的自然高程, 计算设计高程;再次, 根据各角点自然高程和设计高程之差求算零线位置;最后, 求出各方格土方量, 加和所有方格土方量即为平整区土方量。具体步骤如下:
1) 根据平整区自然状况和精度要求, 以一定间隔建立方格网, 方格网的一条边尽量与等高线或平整区坐标网平行。本文选用5 m×5 m, 10 m×10 m, 25 m×25 m, 50 m×50 m四种间隔建立方格网分别计算实例土方量。
2) 采集各方格角点自然高程, 求算设计高程, 并将自然高程、设计高程及两者的差值标注到方格角上。设计高程通常采用算数平均法和加权平均法确定。加权平均法精度较高, 传统的做法是将方格四个角点的自然高程平均值作为方格的平均高程, 然后将各方格的平均高程加和除以方格数。这种方法未考虑平整区边缘未填充满整个方格的情况, 影响计算精度。本文采用面积加权平均法, 很好的规避了这一问题。
a.将方格按顺序编号, 并丈量没有占满整个方格地块的面积, 各方格地块面积记作Fi。
b.以方格面积F0作为基本面积, 令其面积倍数为1 (即权数为1) , 则有:
其中, Fi为各单元面积;F0为基本单元面积;nFi为各单元面积倍数;∑n为场地面积总倍数。
c.计算各单元平均高程, 其中:占满整个单元格取四个角点高程的平均值, 未占满整个单元格取地块内方格的角点与地块边线与格网交点高程的平均值, 则有:
其中, hi为各单元平均高程;Ki为各单元乘积系数;K为总乘积系数。
d.计算平整区平均高程, 即各单元平均高程的面积加权平均值:
3) 设定填挖线 (零线) 位置, 即确定填方区与挖方区的分界线, 零线上的施工高度为0。填挖线用内插法进行确定, 即在相邻角点施工高度为一填一挖的方格边线上内插求出零点位置, 并用直线将相邻零点连接起来。
4) 计算填挖土方量, 方格中土方量的计算有四角棱柱体和三角棱柱体两种方法, 计算每个方格土方量后求和即为平整区土方量。
方格网法计算过程比较复杂, 借助南方Cass可快速实现, 技术方法已经相当成熟。
3 实例比较及误差分析
3.1 研究区概况及假设条件
本文选取实例地块位于辽西地区, 面积3.575 3 hm2, 四周由明显的线状地物包围, 该场地起伏较为平缓, 地势变化连续。为突出体现两种方法计算结果的差别, 假设如下:
1) 不考虑耕作层的剥离与回填, 仅按平整区地貌现状进行平整;2) 在平整区范围内进行土方填挖, 不涉及土方的内外运, 即挖填平衡;3) 设计面按平面计算, 不设置泄水坡度。
3.2 土方量计算
首先采用方格网法按照5 m, 10 m, 25 m, 50 m四种间隔计算场地平整土方量, 然后分别选取5 m, 10 m, 25 m, 50 m格网角点的高程按照散点法计算场地平整的土方量, 计算平台选用南方Cass7.0和Excel, 计算结果如表1所示。
3.3 中误差计算
本例中由于平整区内填挖平衡, 故:土方=填方量=挖方量。散点法和方格网法按下列公式计算中误差、相对中误差:
其中, Δi为真误差;Li为不同取样间距下的计算结果, i=1, 2, 3, 4;X为场地平整土方量的理论值, 以最或然值代替。
其中, m为中误差;n为间隔取样次数。
其中, S为相对中误差。
计算结果如表2所示。
3.4 结果分析
1) 当取样间距较大时, 两种方法计算结果相差较大, 随着取样间距的缩小, 计算结果逐步趋近。方格网法计算结果与真实结果更加接近, 散点法与理论值偏差较大。
2) 从中误差来看, 散点法中的采点间距和方格网法中的方格网边长对结果精度有一定影响。在有足够采样点的前提下, 散点法的采点间距越小, 计算精度越高;方格网法中边长越小, 计算精度越高。
3) 根据填挖平衡原则, 在确定设计高程时, 方格网法中采用面积加权法更加精确, 散点法采样密度足够大时, 设计高程计算结果与方格网法计算结果趋近。
4 结语
计算土方量时, 要充分考虑地形特征、精度要求及施工成本等, 选择合适的方法, 达到最优的目的。由上述分析过程可总结出:两种土方量计算方法中, 散点法计算的结果偏大, 精度相对较低, 但其计算原理和过程较为简单, 如果在较大范围内采用机械施工可采用散点法计算土方量;方格网法对高程测量要求严格, 对数据、软件及技术人员要求较高, 其计算结果精度较高。同时, 方格网法还可以设定填挖线 (零线) , 方便施工。
参考文献
[1]张超, 王秀茹.平原区土地整理中的土方量计算方法比较[J].水土保持研究, 2008, 15 (3) :84-87.
[2]程会超, 张永珍.DTM法土方计算与误差分析[J].城市勘测, 2011 (3) :150-152.
[3]栗晟, 欧陆.南方CASS计算两期间土方与方格网法土方计算相结合准确计算土方量[J].中国井矿盐, 2013 (9) :32-36.
[4]周一平, 王勇泽, 王惠媛.散点法在土地整理土方计算中的应用[J].科技信息, 2009 (1) :61-63.