大型土石方工程工程量計(jì)算方法分析

【摘要】大型土石方工程開展工作往往是在不斷的地形中進(jìn)行，由于不同地貌地形環(huán)境相對(duì)復(fù)雜，所以本文將對(duì)大型土石方工程工程量計(jì)算的幾種方法進(jìn)行分析。

【關(guān)鍵字】大型土石方工程；工程量；計(jì)算方法

一、引言

大型土石方工程工程量計(jì)算需要根據(jù)實(shí)際的自然地貌的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，一般在計(jì)算的過程中不論使用何種方法都不可能得到絕對(duì)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，但是，我們可以盡量的做到無限接近工程量準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，提高計(jì)算結(jié)果的可靠性。

二、圖解法

一般對(duì)于一些地形相對(duì)復(fù)雜、存在較大的高度差的地方使用圖解法。具體的方法是將需要測(cè)量的地方用三角形進(jìn)行固定，然后用比例尺進(jìn)行距離的測(cè)量，采用三點(diǎn)平均高乘的方法計(jì)算面積，得出工程量，然后在對(duì)土石方的用量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)核算。但是，該方法使用起來存在難度，并且還有一定的誤差，在現(xiàn)實(shí)中很少被使用。

三、DTM法（不規(guī)則三角網(wǎng)法）

不規(guī)則三角網(wǎng)（TIN）是數(shù)字地面模型DTM表現(xiàn)形式之一，該法利用實(shí)測(cè)地形碎部點(diǎn)、特征點(diǎn)進(jìn)行三角構(gòu)網(wǎng)，對(duì)計(jì)算區(qū)域按三棱柱法計(jì)算土方?；诓灰?guī)則三角形建模是直接利用野外實(shí)測(cè)的地形特征點(diǎn)（離散點(diǎn)）構(gòu)造出鄰接的三角形，組成不規(guī)則三角網(wǎng)結(jié)構(gòu)。使用該方法具有很多的優(yōu)點(diǎn)，首先三角網(wǎng)中的點(diǎn)和線可以完美的與施工地點(diǎn)復(fù)雜的地理環(huán)境相結(jié)合，然后利用這些資料作為結(jié)點(diǎn)；在計(jì)算的過程中可以避免對(duì)本土數(shù)據(jù)以及精度的影響；能夠有效的對(duì)施工場(chǎng)地的關(guān)鍵地貌環(huán)境進(jìn)行保存，對(duì)于比較復(fù)雜的、不規(guī)則較為嚴(yán)重的地形具有較高的適應(yīng)性。所以，在進(jìn)行土方量的計(jì)算中應(yīng)用TIN計(jì)算方式能夠提高計(jì)算的準(zhǔn)確度?？偟膩碚f，該種方法的精準(zhǔn)度還是比較高的，應(yīng)為三角形的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造能夠適應(yīng)眾多的環(huán)境，更為貼近實(shí)際的表達(dá)出施工場(chǎng)地的環(huán)境地貌特征。

四、橫斷面法

4.1劃分橫斷面

首先應(yīng)該了解地形圖的布置方向，然后將整個(gè)場(chǎng)地進(jìn)行若干小塊的劃分。一般來說劃分的時(shí)候如果地形出現(xiàn)了較大的起伏，那就選取起伏大的防線，取垂直于某一個(gè)做標(biāo)軸的位置。如果是下場(chǎng)的地帶，就選取主要建筑物的邊長(zhǎng)位置。在緊靠的橫斷面的間隔距離選擇的時(shí)候應(yīng)該根據(jù)地形的變化設(shè)定，起伏越大的越密實(shí)，反之亦然。

4.2畫斷面圖

先將橫斷面的輪廓線繪制而出，一般來說輪廓線之間的斷面就是挖方的斷面。

4.3計(jì)算斷面面積

計(jì)算的時(shí)候首先可以選擇求積儀法，該方法主要需要將橫斷面的樣式繪制在厘米級(jí)的圖紙上，然后使用求積儀對(duì)各個(gè)斷面的面積進(jìn)行測(cè)量。其次是急劇發(fā)，就是把整個(gè)斷面翻轉(zhuǎn)90°，然后將其分成三角形或者梯形進(jìn)行計(jì)算。（如下表）

附表 常用橫斷面面積計(jì)算公式

4.4計(jì)算土石方量

根據(jù)計(jì)算出來的各斷面面積和相鄰兩斷面間的間隔距離，依次計(jì)算出各自的土石方量。計(jì)算公式如下：

V=（S1+S2） *L/2

式中V—相鄰兩斷面間的土石方量（m3 ）

S1，S2，一相鄰兩斷面的面積（m2）

L—相鄰兩斷面間的距離（m）

五、方格網(wǎng)法

方格網(wǎng)法與橫斷面法的測(cè)量幾何原理是基本相同的，不論是多么復(fù)雜的地形一般都可以選用蓋房，在該方法的使用中一般需要將地形度劃分中若干的網(wǎng)格，一般常用的方格為20 m*20 m，如果地形復(fù)雜或精度要求高，也可選用10 m*10 m，甚至5 m*5 m，否則反之，但最大不宜超過50 m*50 m。在各方格角點(diǎn)上，需要按照實(shí)際的地形將高度以及建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行注定，然后進(jìn)行土方工程量的計(jì)算。

5.1計(jì)算施工高度

在進(jìn)行計(jì)算的過程中需要使用方格網(wǎng)上面標(biāo)注的實(shí)際測(cè)量高度等數(shù)據(jù)，使用的公式為：

施工高度=地面標(biāo)高一設(shè)計(jì)標(biāo)高

如果計(jì)算的結(jié)果大于設(shè)計(jì)的標(biāo)高那就是挖方，反之則為填方，最后需要將計(jì)算的數(shù)據(jù)填寫在左上角。

5.2確定零點(diǎn)繪制零線

如果使用的網(wǎng)格當(dāng)中出現(xiàn)了挖方以及填方的數(shù)據(jù)，就需要對(duì)出零點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。出零點(diǎn)的定義就是與地面標(biāo)高相等高度的設(shè)計(jì)標(biāo)高，這些標(biāo)高不需要填充以及挖掘。然后將整個(gè)網(wǎng)格上面的所有零點(diǎn)連在一起就是零線，并將零線作為挖方與填方的界線使用。

一般來說，所謂的零點(diǎn)一般在方格上面的角點(diǎn)處，判斷的方法主要是看角點(diǎn)的施工高度是不是0，如果是就是零點(diǎn)。如果不是，且兩邊的施工高度存在正負(fù)之分，那么在方格的邊上肯定會(huì)有零點(diǎn)。以下將使用公式法的方式簡(jiǎn)介零點(diǎn)位置的確定。（如圖1）

式中X—零點(diǎn)至1點(diǎn)的距離（m）

A-----方格網(wǎng)邊長(zhǎng)（m）

h1，h2----1點(diǎn)與2點(diǎn)的施工高度（m）。計(jì)算時(shí)均用絕對(duì)值代入公式。

5.3計(jì)算土石方工程量

計(jì)算土石方工程量時(shí)，應(yīng)按各方格中不同的幾何圖形，運(yùn)用公式分別計(jì)算出挖方或填方工程量。

各種幾何圖形體積計(jì)算公式

（1）正方格的體積計(jì)算公式為（圖2a）

V =（h1+h2+h3+h4） xa2/4

式中h1，h2，h3，h4為各角點(diǎn)施工角度，均用絕對(duì)值代人，施工高度為正，則體積V為挖方，反之為填方。

（2）底面為三角形截面錐體的體積計(jì)算公式為（圖2h）

V=（b*e*∑h）/6

式中∑h=h1+O+O

（3）底面為五邊形截面棱柱的體積計(jì)算公式為（圖2n）

V=[a2-（a-b）*（a-e）/2]*∑h/5

式中∑h=∑h=h1+h2+h3+O+O

（4）底面為梯形截面棱柱的體積計(jì)一算公式為（圖2d）

V=a*（b+e）*∑h/8

式中∑h=h1+h2+O+O

5.4將土石方工程量列表匯總

結(jié)束語

一般來說，如果是對(duì)大型的溝渠類進(jìn)行土石方工程量計(jì)算可以選用橫斷面法；如果是大型的工業(yè)廠房或者是機(jī)場(chǎng)之類的平整場(chǎng)地，就應(yīng)該采取方格網(wǎng)法進(jìn)行計(jì)算，如果是一些山地或者是復(fù)雜山區(qū)，則可以選擇TIN方法。但是，總的來說，相關(guān)土方量計(jì)算方法的選擇必須根據(jù)實(shí)際的地形地貌等條件進(jìn)行綜合分析，才能夠選擇出合適的計(jì)算方法。

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