場地平整中土方量計算方法的探討

劉金成

摘要：在工程建設施工過程中，會經(jīng)常遇到土方量計算問題，而是否可以將場地平整中土方量計算的精準度保持在最佳，直接影響到后期的土方調配，建筑工程施工成本以及施工工期長短等方面。因此，為有效保障工程建設過程中場地平整時的土方量計算精準度，需要將多種土方量計算方法進行整理分析，從而找出恰當?shù)挠嬎惴椒ā?/p>

關鍵詞：場地平整;土方;計算方法;探討;分析

前言

在工程建設施工過程中，土方量的測量、計算工作一直是保障工程建筑施工前編制工程量預算的重要依據(jù)之一，同時也是做好施工組織設計的依據(jù)之一。一般情況下，現(xiàn)在經(jīng)常使用的方法有斷面法、等高線法、方格網(wǎng)法以及數(shù)字地面模型法等。這幾種土方量計算方法都有其各種的優(yōu)缺點，在精準度、適合使用的范圍以及計算速度上都各有不同。因此，在選擇應用哪種土方量計算方法時，要結合當?shù)厍闆r，有針對性地選擇，從而做好省時、省力、省投入。

一、斷面法

斷面法的具體施工流程為：沿著某一垂直方面前進，每間隔一定距離后測量一個斷面高度，接著在更具測量并計算后每一個斷面的面積，計算相鄰斷面的綜合平均面積后，最后在乘以相鄰斷面間的距離，這樣得出的計算結果就是兩個相鄰斷面的土方量。按照此種方法計算測量計算后，將所有計算得到的土方量相加，就是想要知道的所有土方量了。利用此種方法進行場地平整中土方量的計算，其測量工作量大，且計算繁瑣，并且因取得的是平均值，數(shù)值容易受到測量橫斷面的質量及平整度影響，最終影響整個土方量的計算精準度。一般情況下，在場地平整開始及結尾處經(jīng)常會受到土方方程結構、地形等不規(guī)則性影響，而難以測量出精準的測量數(shù)據(jù)。斷面法的優(yōu)點是不需要高科技技術支持，施工原理簡單，計算也容易，簡單直觀，認可度高。但其缺點也較多，如計算得到的土方量精度較低，應用不廣，而且施工作業(yè)量大，且在計算時間速度上也較慢。更多適用于線型工程[1]。

二、方格網(wǎng)法

方格網(wǎng)法在使用時，通常需要將需要測量土方量的區(qū)域劃分成一個個規(guī)則的矩形地塊。每一個矩形地塊就是一個獨立的網(wǎng)格，而每一個網(wǎng)格中的地塊高程要相等，然后在地表網(wǎng)格中在繼續(xù)細致劃分，一般統(tǒng)稱為體積微元，而這樣的體積微元表示的地形又被簡化成一個一個的四棱柱體，其高程一般會用空間插值進行確定。在應用方格網(wǎng)法進行場地平整中土方量計算時，會經(jīng)常采用邊長為5米到20米間長度的方格網(wǎng)法。另外，在地形較為復雜，或者不平坦區(qū)域較多的地方采用方格網(wǎng)法時，要將邊長取值縮小，從而保證土方量計算精度符合工程施工要求。方格網(wǎng)法的優(yōu)點是可以隨著邊長取值縮小而不斷提高土方量計算結果的精度，采用機器計算土方量時速度很快，操作簡單、直觀易懂，大家對這種方法的認可度高;其缺點在與若想提高土方量計算的精度，就必須將方格網(wǎng)法選用的邊長縮小到最小，而這種操作方法會直接加大施工作業(yè)量，而若直接有人力計算土方量，也會因計算過程繁瑣而出現(xiàn)偏差。通常情況下，更適合應用與小范圍區(qū)域，且地形起伏較小的場地計算。

三、等高線法

等高線法一般是在地形圖上對高度相等的相鄰各點經(jīng)過連接后組成一個閉合曲線，將地面上海拔高度也相同的各點經(jīng)過連接后組成一個閉合曲線，并將其垂直投影到一個水平面上，接著在按照一定比例縮小，并繪制在圖紙上，這樣操作后就會得到等高線[2]。從另一個角度來看，不同海拔高度的水平面和實際地面的交線也可以被稱為等高線，因此，等高線是一個閉合的曲線。在知道等高線的具體數(shù)值后，只要計算出等高線圍住區(qū)域面積以及兩個等高線之間的高差后，就能將兩條等高線間所圍成的封閉區(qū)域土方量計算出，最后將所有等高線間土方量數(shù)值相加，得到的結果就是總的需要進行場地平整的土方量。等高線法的優(yōu)點是采用的原理簡單易懂，計算起來非常很方便;其缺點是計算出的土方量精度最低，誤差最大，若采用機算，局限性較大，另外其對圖形的要求也較高，若將測圖過程也一起考慮，涉及到的外業(yè)施工作業(yè)量很大，而且還需要一定的機器配合使用才能得到土方量值。一般情況下適用于模擬地型測圖時代的白紙地形圖，而在相對較為復雜區(qū)域只能用于工程量的估算工作。

四、數(shù)字地面模型法

數(shù)字地面模型法主要是對需要計算土方量區(qū)域進行三角構網(wǎng)，在接著對需要計算的區(qū)域使用三棱柱法，從而得到計算累計后的總土方量。一般情況下，數(shù)字地面模型法的應用會有三種不同的使用方法，第一個是根據(jù)坐標文件計算土方量，第二個是根據(jù)地形圖上的高程點進行計算，第三個使利用圖上的三角網(wǎng)進行計算。其中，若想得到有效數(shù)值，三種方法都需要知道一個平場標高。因需要進行場地平整區(qū)域的土方量計算的區(qū)域大多起伏不平，需要進行其他輔助方法配合[3]。數(shù)字地面模型法也稱為DTM法，其優(yōu)點是計算土方量精度是最高的，通過機算得到土方量結果時間短，速度快，復雜地形都可以使用，通用性很強;其缺點也相對較多，如因需要機算，所以對存儲空間的要求較高，而且計算原理較為抽象。有時，一部分甲方監(jiān)理并不認可此種方法計算的土方量。此外，若采用手工計算土方量，涉及到的外業(yè)施工量，計算方法以及計算過程都較為復雜。但雖然其缺點較多，若甲方監(jiān)理認可其計算土方量，并且可以進行機算，那么其方法可以適用于所有復雜的地形。

總結

總而言之，選擇哪一種土方量計算方法都要遵循同一原則：省時、適用、省投入。雖然土方量計算在工程建設項目中屬于最基本的施工作業(yè)，但其卻也是最為關鍵的工作之一，是后期土方調配、計算工程預算投入必不可少的數(shù)據(jù)資料。因此，選擇科學的、合理的土方量計算方法，可以有效地將計算數(shù)值精準化，有效提升建筑工程施工效率。

參考文獻

[1]袁偉，寧德存.場地平整中土方量計算方法的探討[J].四川建筑，2020，40（04）：238-239+242.

[2]何晗芝. 工程土方量計算方法優(yōu)化分析及其程序實現(xiàn)的研究[D].湖南大學，2009.

[3] 郭新慧. 面狀測量法在土石方量計算中的應用[J]. 經(jīng)緯天地， 2019（3）：4.