公路工程土石方计算

公路工程土石方计算（精选9篇）

公路工程土石方计算 第1篇

1 基坑土方的常规计算公式

1.1 矩形基坑计算公式

矩形、有工作面、有放坡的基坑计算公式为:

式 (1) 中:a为基础垫层宽度;c为工作面宽度;K为放坡系数;H为基坑深度;b为基础垫层长度。

1.2 棱台体的计算公式

棱台体的计算公式为:

式 (2) 中:S1为坑底面积, 即S1= (a+2c) (b+2c) (矩形) ;S2为坑上口面积, 即S2= (a+2c+2KH) (b+2c+2KH) (矩形) 。

1.3 公式适用范围

式 (1) 仅适用于基坑底面为矩形且四面放坡系数相等的情况, 式 (2) 仅适用于基坑底面为正方形、圆形, 且周边放坡系数相等的情况。

比较式 (1) 与式 (2) 可知, 两者的适用范围不一致, 计算结果也会有一定的误差。具体分析如下:

令A=a+2c, B=b+2c, 则S1=AB, S2= (A+2KH) (B+2KH) .

由矩形、有工作面、有放坡的基坑计算公式可得:

由棱台体的计算公式得:

联立式 (3) (4) 可得, 当A=B即a=b时, 也就是说, 基坑底面为正方形时, 基坑计算公式与棱台体公式等效。这是因为当放坡基坑的底面为长方形时, 将其按梯形体4个腰延长出去, 最终不会形成锥体, 而会形成一个楔体 (放坡系数相等, 长边缩短速度与短边相等, 越往上, 最后短边合成一条线段, 但长边未重合, 最后上面不是一个点, 而是一个线段) , 所以, 不能套用棱台体公式。当底面为正方形时, 楔体变成锥体。这时, 就可以套用棱台体的计算公式。但是, 对于一些形状不规则的基坑, 两个公式都不能使用, 因为实际工程土方工程量计算具有一定的局限性。

2 不规则形状基坑通用计算公式探讨

2.1 公式推导 (以L形基坑为例)

L形基坑如图1所示。

底面积为S的L形立柱体体积V1的计算公式为:

沿基坑底面周边的楔形体体积V2的计算公式为:

式 (5) (6) 中:S为坑底面积;H为基坑深度;L为基底面周长;K为放坡系数。

在计算基坑角部锥形体的体积V3时, 每一个锥形体的体积为1/3K2H3。沿周长计算楔形体的体积时, 在计算阴角处相邻边的楔形体时, 计算了2次锥形体的体积, 所以, 阴角处锥形体的体积应减去1次的值, 且不应单独计算阴角锥形体。由平面几何基本知识可知, 平面可以划分为多个矩形组合而成的L形、凹形、凸形、十字形、Z形等不规则形状, 每增加一个阳角, 则必然增加一个阴角, 阳角数量减去阴角数量始终为4个, 如图2所示。因此, 基坑角部锥形体的体积为:

由此可得基坑土方通用计算公式为:

2.2 适用范围

由推导过程可知, 式 (8) 适用于基坑底面可以划分为多个矩形组合而成的L形、凹形、凸形、十字形、Z形等不规则形状的周边均匀放坡 (放坡系数相等) 基坑土方计算中。

3 结束语

矩形、有工作面、有放坡的基坑计算公式与棱台体的计算公式在计算底面为正方形的基坑土方工程量时, 结果一致。通用计算式 (8) 适用于底面可以划分为多个矩形组合而成的L形、凹形、凸形、十字形、Z形等形状 (包括矩形) 的周边均匀放坡 (放坡系数相等) 基坑土方计算中。这一研究过程对在实际工程中精确计算基坑土方工程量有非常重要的现实意义。

摘要：由于实际建筑工程具有差异性, 基坑平面形状比较多, 常规的基坑土方计算公式仅适用于矩形、圆形等形状简单、规则的基坑土方计算, 限制了实际工程土石方工程量的计算。简要探讨了L形、凹形、凸形、十字形等不规则基坑土方计算的通用公式, 以期为日后的相关工作提供参考。同时, 这对实际工程中基坑土方工程量的精确计算也有一定的指导作用。

关键词：基坑,土石方工程量,计算公式,基坑形状

参考文献

[1]中华人民共和国住房和城乡建设部, 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB 50854—2013房屋建筑与装饰工程工程量计算规范[S].北京:中国计划出版社, 2013.

[2]袁建新, 迟晓明.建筑工程预算[M].北京:中国建筑工业出版社, 2010.

土石方工程量计算规范 第2篇

土方体积换算表

二、土方工程量按图纸尺寸计算 , 修建机械上下坡的便道土方量并入土方工程量内。石方工程量按图纸尺寸 加允许 超挖量计算。开挖坡面每 侧允许 超挖量 : 松、次坚石 20cm , 普、特坚石 15cm 。

三、 夯 实土堤按设计断面计算。 清理土堤基础按设计规定以水平投影面积计算 , 清理厚度为 30cm 内 , 废土运距按 3Om 计算。

四、人工挖土堤台阶工程量 , 按挖前的堤坡斜面积计算 , 运土应另行计算。

五 、管道接口作业坑和沿线 各种井室所需 增加开挖的土石方工程量 : 排水管道按管道总土方量增加 2.5% ；排水箱涵不增加；给水管道及燃气管道按管道总土方量增加 1.5% 。 管沟回填土应扣除管径在 20Omm 以上的管道 、 基础、垫层和各种构筑物所占的.体积。

六、 挖土放坡 和沟、槽底加宽应按图纸尺寸计算 , 如无明确规定 , 可按下表计算 : 放 坡 系数

管沟底部每侧工作面宽度

挖土交接处产生的重 复工 程量不扣除。如在同一断面内遇有数类土壤 , 其放坡系数可按各类土占全部深度的百分比加权计算。

管道结构宽 : 无管座按管道外径计算 , 有管座按管道基础外缘计算 , 构筑物按基础外缘计算 , 如设挡土板则每侧增加 10cm 。

七 、土石方运距应以挖土重心至填土重心或弃土重心最近距离计算 , 挖土重心、填土重心、弃土重心按施工组织设计确定。如遇下列情况应增加运距 :

1. 人力及人力车运土、石方上坡坡度在 15% 以上 , 推土机、铲运机重车上坡坡度大于 5%, 斜道运距按斜道长度乘以如下系数 :

2. 采用人力垂直运输土、石方 , 垂直深度每米折合水平运距 7m 计算。 3. 拖式铲运机 3m3 加 27m 转向距离 , 其余型号铲运机加 45m 转向距离。

八、沟槽、基坑平整场地和一般士石方的划分 : 底宽 7m 以内 , 底长大于 底宽 3 倍以上按沟槽计算 ; 底长小于底宽 3 倍以内按基坑计算 , 其中基坑底面积在 15Om2 以内执行基坑定额 . 厚度在 30cm 以内就地挖、填土按平整场地计算。 超过上述范围的土、石方按挖土方和石方计算。

九 、机械挖 不到的地方，按施工组织设计规定计算工程量；施工组织设计无规定时 , 可按机械挖 土方 94%, 人工挖土方 6% 计算工程量。 人工挖土方量 套相应定额乘系数 1.50 。

十、人工装土汽车运土时 , 汽车运土定额乘系数 1.10 。 十一、土壤及岩石分类见《土壤及岩石 ( 普氏 ) 分类表》。

十三、地基 强夯按设计 图示强夯波及外包面积，区分夯击能量，单位面积 夯 点数以平方米计算。 十四、强 夯工程 量的波及外包面积是指设计图纸最外围点夯轴线面积，再外加其最近两轴线的距离所包围的面积。

十五、塑料 排水板按设计 图示以长度计算。

十六、掺石灰、掺干土、掺石、抛石挤淤按设计图示尺寸以体积计算。 十七、袋装砂井处理软土地基按设计图示以长度计算。

十八、水泥稳定土、机械翻晒和土工布处理软土地基按设计图示面积以平方米计算。 十九、深层搅拌水泥 桩工程 量 , 按设计图示以长度计算。 二十、高压 旋喷桩按 设计长度以米计算。

二十一、 振冲碎石桩工程 量 , 按体积以立方米计算 , 桩体积 = 设计桩断面积×设计桩长。 土壤及岩石（普氏）分类表

公路工程土石方计算 第3篇

关键词：土石方工程,工程量,计算书,计算方法,改进,EXCEL,AutoCAD,VBA,工作效率,数据准确度

1 简序

近年来, 非洲的基础设施建设工程市场呈现出广阔的发展前景和巨大潜力。

非洲工程建设管理依据欧洲标准, 工程管理模式与国内存在较大的差异, 国内月计量的工作量相对较少, 更注重于竣工决算;而非洲月度的计量工作更注重于实际完成量的计算和认证, 特别是每个月需上报实际完成的工程量的报表则需附上详细的工程量计算书。阿方对此报表高度重视, 控制的也非常严格, 再加上阿国人员对数据的准确性的高度敏感, 因此在计算过程中不允许有丝毫的偏差。

由于对计算的要求精准度高, 监理核对数据的速度非常缓慢, 我方前期制作过程复杂, 进行了大量的重复性劳动, 准确度也底, 导致工作效率低下, 计量进度滞后, 影响了工程款的及时支付。

通过对计算步骤进行深入的研究, 编写了较为实用的计算机程序, 明显地加快了检查、核对的速度, 提高了数据的准确性, 从而大大地提高了工作效率。

2 常规的计算方法

2.1 工作程序

(1) 每月月末, 由中方测量人员会同现场监理对已经完成的路基每个断面变化点进行测量, 并形成双方签字认可的收方数据资料。该资料从全站仪中导出, 由Excel软件制作为电子表格形式, 包括每个断面变化点的高程及相对于中桩的平距, 如图1。

(2) 将该数据资料转换为逐桩横断面图 (autocad格式) 上的线条 (收方线) , 上月收方线与本月收方线所夹部分的面积既为该月完成的面积, 通过该面积计算得出当月完成的工程量。

(3) 把所求面积转换为三行数据的形式并且能在电子表格中计算出的面积与Autocad上所示面积一致。

2.2 操作难点

(1) 把图形转变为数据形式, 需要先以每个断面的中桩为参考点新建平面坐标系, 除左右两端点外, 对每个变化点垂直向上或向下做辅助线。再分别用“ID”查询命令对横断面图上的每个变化点平距所对应的上下高程进行查询, 并将数据挨个复制到Excel数据表中, 也就是说, 每个断面, 除了画辅助线的准备工作之外, 每个变化点至少需要复制3次, 粘贴3次, ”ID”命令2次。而多数断面的变化点都超过10个。计算每个断面需要重复行的操作达到80次以上。

(2) 通过图形转换得到的数据, 在Excel表中计算所得面积, 检查数据的正确性只能通过AutoCAD的”面积查询“方式来进行复核。但是这个过程也比较复杂, 需要将之前所有拐点再点击一次, 重复操作, 非常死板, 并且极容易点错, 一旦点错, 只能重新操作。

因此这种常规的计算方法因过程复杂, 重复性操作太多, 工作需要时间长, 所以工作效率底下, 可操作性差。虽然后期加入一些辅助性软件进行面积查询, 但效果仍不显著。

3 新的计算方法

利用excel自带的二次开发工具VBE编辑器, 把重复性的操作编成计算机可执行的代码, 让计算机自动排列, 处理数据, 直接形成最终的结果。图形到数据的转换。

约定:

任意所求不规则多边型, 在autocad环境下, 先以断面的中桩为参考点新建平面坐标系, 用“ID”命令从最左边的端点开始, 逆时针依次点击所求图型上所有拐点, 最后闭合于左端点。

过程:

首先分别编写两个自定义函数wenben_X, wenben_Y, 用于从该文本中分别取出各拐点所对应的平距和高程。代码如下:

从文本中取出平距 (X)

注:第一行为高程, 第二行为平距, 中桩左侧平距为负, 右侧为正。

计算原理如下:

由横断面土可以看出, 实际上每组空白格子所代表的点和相邻两端端点共线, 这就可以通过同一直线斜率相同这一原理进行计算。用VBA (visual basic for applications) 写自动插入公式vba宏命令tiankong () 自动在空白处插入合适的公式计算插入点高程。在主程序中调用tiankong () 过程。调整数据格式, 加边框, 得到最终计算书格式的数据。

小结:

通过该“运行宏”程序, 不必作辅助线只需要将全部拐点按照“约定”的方法点击一次:复制-粘贴命令文本到电子表格中, 运行宏, 即可得到最终数据组。

此法正确率非常高, 而且在很大程度上简化了图到数据的操作过程。

该方法只需要运行宏, 粘贴入AutoCAD两步操作即可完成。直观、简单地体现出所求断面面积。该方法阿方监理已接受并运用于对工程数据的核对工作, 大大提高的核对工作的效率, 缩短了核对、签认周期。

4 结语

公路工程路基土石方施工技术论文 第4篇

公路工程，是指公路构造物的勘察、测量、设计、施工、养护、管理等工作。其中，路基土石方施工在公路工程中扮演着重要的角色，承担着公路工程质量优劣、品质好坏的重要责任，路基土石方的施工直接影响公路建设的成功与否，可以说，公路的路基土石方施工管理市公路工程的重要组成部分，如何良好管理、正确组织施工是公路设计者以及施工者不可忽视的重要思考内容。

1、公路路基与土石方施工技术

随着现代城市化社会的不断进步，建设城市化脚步的加速，公路建设越来越面向技术、科技，公路工程的路基土石方技术成为公路施工建设的重要技术之一，越来越受到公路设计者和施工者的重视，公路路基土石方施工技术的提高、完善在某种程度上能很大程度的促进公路建筑的进步。公路路基指的是根据路线位置确定和相关技术要求构建的作为公路路面基础的带状构造物，路基是用土或石料构建而成的结构物。它承受着自身的岩土重量和路面重量，以及由路面承载着的行车重量，是整个公路构造不可或缺的重要组成部分。在实际的公路工程中，常见的土石方工程有场地平整、基坑(槽)与管沟开挖、路基开挖、人防工程开挖、地坪填土，路基填筑以及基坑回填等。土石方工程一般涉及的面积广阔，工作量巨大，劳动任务重，施工环节复杂，因此，在具体施工中应该尽量避开雨季施工，从而缩短施工周期，尽量降低施工成本。另一方面，考虑到土石方工程的支出问题，应该尽量少的占用农田与耕地，综合施工计划等各方面因素的考虑做出最科学的安排。通过具体施工技术使复杂、高难度的公路土石方工程得到简化、改善从而提高施工工作水平，改进整体工作质量，在公路建设环境与时俱进，建设要求日益提高的今天完善公路施工技术，开拓创新、精简工序、降低成本、缩短周期、提高效率。

2、公路路基土石方施工技术应用

随着经济的不断发展，现代社会对于公路建设的要求日益提高。随着公路条件的逐渐复杂、公路建设规模进一步增大，公路工程从设计、到施工，每一部都需要日益精进的技术作为支撑。与此同时，伴随着工程量、机械水平增加的，是公路建设提出的更高要求的管理水平，结合具体公路情况，合理计划施工、组织施工使得整体施工系统同步、有条不紊、进度相宜地工作，从而提高公路建设水平，为公路施工工程谋求更高的经济效益和社会效益，达到低成本、高效率的工程目标。

2.1公路施工现场的清理与掘除

公路路基土石方施工的第一步是针对施工现场的测量与勘察，测量与勘察之后对施工现场进行清理与掘除。在对路基进行施工时，要仔细清洁、打扫地面，保证路基的清洁。切不可一带而过，对地面上的树根、草皮等杂物进行清除与打扫，在对地面清洁时，要认真细心，对杂物进行清除工作，并且要及时防止出现二次污染，破坏面层清洁。清理应当严格按照施工规范中的规定实施，例如针对树木的区分与堆放应该按照胸径的差别仔细区分进而锯成节段在特定的位置保存。对于地面的表土、树根、树墩、竹跟及草皮等不作为填充物的杂物，在施工前期应该统一进行清除，运离施工现场，避免成为施工过程中的障碍。其中，对于树根的处理应当挖至距地面大于或等于30公分的距离，施工现场的其他障碍物则要在得到上级明示或者根据相关施工文件进行迁移或者清除，从而保障后期的挖掘与施工。

2.2公路路基土石方的开挖

公路路基土石方施工应该遵照设计图纸严格执行，特别是对于在控制与设计高程和点位过程中。在公路路基土石方的开挖过程中，不良地质现象需要用水泥混凝土填充从而提升公路路基的强度和稳定功能。具体路基土石方过程中实际运用的方法较多，具体的施工操作需要根据施工环境及路面条件进行开挖。比如，当地质环境较好时，应该严格按照设计图纸进行施工，从而避免出现超挖;当地质环境较为恶劣时，应该采取将建筑物材料换充的方式进行公路路基施工。对石方的开挖应当首先进行爆破施工，从而破除坚硬的阻碍物如岩石等。爆破的具体位置确定应该根据设计要求严格执行，考虑到施工的安全因素，炸药量及装置安装等需要专门技术人员计算测量确定。工程施工的环节需要进行实时监测与记录，以便实时进行控制和调整，开挖时要对路面的压实度考量，与规范值比较调整。在公路路基施工中，不同的地质环境、不同的等级的公路施工技术要求，需按照设计图纸及设计规范进行多次测试的指标检测，在此基础上进行实时控制以及指标评定。开挖施工完成的.路基边线要平直，从而确保公路路基的平稳与强度。

2.3公路路基填方施工

公路路基的填方施工方法的不同，主要是来自于边坡的差异。即，如果横坡坡度等于1:5时，填方施工需要分段施工。在非砂性土及粘结性较强的填充过程中，可以采取挖台阶的填充施工方式;而在砂性土及粘结性较差的填充过程中，一般采取将地面简单翻松的方式，而不采取挖台阶的填充施工方式。当填筑的高度在不超过0.8m时一般要将地面的土壤翻松对其进行碾压，按层次碾压土壤以保证压实度满足施工需求。施工过程应该根据具体地理环境进行清理与排除，如在路线中出现池塘时，需要首先排出蓄水，清理内部泥泞，进行换填后才能填方施工。填方环节环环相扣，需要每一环节的确认检查，确保施工无误才能进行下一步骤，以免造成填筑的错误操作使得后期返工。

2.4软土地基的施工处理

软土地基的处理主要采用换填建筑材料的施工方法，如在路线中出现池塘时，在排出蓄水，清理内部泥泞后，应该使用一些透水性能较强的施工材料换填。软土路基的处理一般需要进行良好的沉降观测，与此同时填料的厚度与层次感需要根据需要进行科学选用。

2.5整体路基压实成型

压实施工要依照测量定线与复测后的横断面所在处，严格按照图纸设计进行现场施工放样，针对关键的结构部位施工完成后，要及时上报，主要包括有路基边桩、坡道的各个重要桩位及控制点，标明位置及相应的桩位，监理工程师要对其进行严格审核与复查。值得注意的是，排水设施的处理需要将积水及时消除，降低施工带来的环境破坏程度。路基土石方工程施工完成，需要测量标高，从而进行最后一步的调整与完善。接着，将整体路基土石方环境进行最后清洁打扫，并准备最后的检测工作。

3、总结

公路工程土石方计算 第5篇

河道改造以还清河道环境的治理, 将为城市面貌增填了一道亮丽的风景线。

河道改造的工序很多, 涉及最多的也就是土方工程。土方工程中最主要的就是土方的开挖、回填, 并对土方量进行精确的计算。土方量直接关系到工程造价, 所以计算起来一定要准确、符合实际。新建土渠工程量主要包括挖方、填方等。一定要按照施工设计要求精度严格把关控制。

土方量的计算是工程造价概算及方案选优的重要因素, 故工程施工前的设计阶段必须对土石方量进行预算, 工程施工后的竣工阶段必须对土石方量进行结算。

1 土方计算的作用

土方量计算是工程设计的一个重要组成部分, 也是工程设计中最关键最烦琐的一道工序。土方工程量直接关系到工程的造价, 所以计算起来一定要准确、符合实际。新建土渠工程量主要包括挖方、填方等。

土方量还能够预测工程的简易程度, 土方将牵掣到好多好多方面, 比如, 机械设备、人工的投入, 开挖方式、交通运输等等, 可以说他直接关系到工程造价的多少。

2 用Excel计算土方量

2.1 计算原理

大家都知道, Excel是具有强大数据计算与分析功能的的电子表格软件, 其计算精度远远可以满足设计需要。只要在当前工作表的活动单元格里输入正确的计算公式, 就会立即在该单元格中显示计算结果, 并在编辑栏里显示当前单元格的具体公式, 且可供编辑与修改。公式是在工作表中对数据进行分析计算的等式, 它可以对工作表数值进行加、减、乘、除等运算。公式可以引用同一工作表的单元格、同一工作薄不同工作表中的单元格或者其他工作薄的工作表中的单元格。在一个公式中可以包含有各种运算符、常量、变量、函数、以及单元格引用等。在单元格中输入公式类似于输入文字, 不同之处在于输入公式时是以等号 (=) 作为开头。在等号 (=) 后输入公式的内容, 然后按回车键或者单击编辑栏的“输入”按钮, 则表明公式输入完毕。

2.2 计算步骤

现设定渠道每50m一个桩号, 相邻两桩号间的渠段 (即50m长的渠道) 为一个计算单位, 也就是说每50m有一个计算断面。先分别计算各段的工程量, 然后求和即得整条渠道的工程量。计算过程中的关键是准确快速地求出各个计算断面的挖、填断面面积。现就梯形断面形式的新建土渠为例, 介绍一下计算步骤。

2.2.1 渠道设计土方计算基本参量收集。

在工程量的计算过程中要用到下列数值参量 (设渠道纵断面各项高程、横断面尺寸数据已定) 。 (1) 纵断面上:对应于各桩号的实测地面高程H地、设计开挖线高程 (这里即渠底高程) H挖。 (2) 横断面上:渠道底宽b1、渠道上口宽b2、渠深h渠、内坡m1、外坡m2、左岸堤顶宽B1, 右岸堤顶宽B2。

2.2.2 在Excel工作表中列式计算工程量。

利用Excel软件建立一个Excel工作薄。在工作薄的工作表的A列依次输入桩号, 分别在B列、C列依次输入与A列桩号相对应的实测地面高程和设计开挖线高程。D列等于B列、C列数值之差, 即对应与每个桩号的设计挖深h值, 例如D5=B5-C5。E列、F列分别为对应与各个断面的挖方断面面积和填方断面面积, 其计算应根据对应于D列的设计挖深h值的大小区分出断面形式 (全挖方断面、半挖半填断面或全填方断面) 而分别采用不同的计算公式;例如, 根据0

3 用Excel计算土方量的优点

用Excel软件计算新建土渠工程量, 方法简便快捷, 易于掌握。更重要的是, 应用此方法计算渠道工程量可以简化计算, 大大减少计算工作量。从而大幅度降低设计人员的劳动强度, 提高了设计速度, 也在一定程度上提高了工作效率。利用此计算方法也可计算改扩建渠道、防渗渠道等其他形式渠道的工程量, 只要根据实际的渠道断面形式采用相应的计算公式就可以了。此计算方法在渠道设计中的应用与推广对Excel软件实用技术在水利工程中的全面应用与推广也具有一定的积极意义。

在使用Excel计算时, 在A列输入里程, 在B、C、D列分别输入与该里程所对应的实测地面高城、设计线高程、河底高城。在G、H、I、J、K列输入与该里程相对应左岸堤顶宽B1, 右岸堤顶宽B2、河道底宽b1、河道上口宽b2、渠深h渠、内坡m1、外坡m2。

4 土方计算

4.1 平均断面法

已知两断面面积F1、F2及其他们之间的距离L, 可以采用平均断面法来计算, 该方法简单易懂, 而且还能够普遍使用, 但是在计算数据量大时, 计算速度就慢了。

计算公式:

4.2 平均距离法

已知断面面积F1、F2、F3及他们之间的平均L1、L2时, 可采用平均距离法来计算。该方法也简单易懂, 计算方便, 而且同样能够普遍的使用, 但是在计算量, 数据较多时, 计算起来就比较困难。

计算公式V= (F1×L1/2) +[F2× (L1+L2) /2]+[F3× (L2+L3) /2]

结束语

本设计中包括了河道改造中的一些关于土方开挖、回填的基本常识、施工的方法及在施工过程中的一些要求和注意事项。还重点阐述了用Excel表格来计算开挖、回填土方量的方法。这次设计是对大学三年知识系统化、深层次化。通过这次设计学会了分析问题、处理问题的方法, 可以说达到了举一反三的目的。为以后工作、学习都打下了比较坚实的基础。

在该论文中用Excel表格计算土方量结合并使用了计算机, 随着社会进步和计算机的发展, 将Excel表格计算土方量的方法编成程序输入电脑, 可以在输入相关数据时, 就能够自动的计算出土方量来使其达到自动化。使得在关于土方的工程中计算土方量更方便、更简洁。

由于时间和实际工作经验有限, 难免有许多不足之处, 在阅读的过程中能够提出相应的意见, 使其该论文的内容更加丰富、更加完美。

摘要：随着社会的发展和进步, 污染也随之越来越严重, 其中又特别是水污染, 为此要进行水污染处理就得进行河道改造。对河道改造应以有效利用土地、美化环境为目的进行施工。本文就主要介绍了河道改造的一些基本常识和在进行河道改造中的土方开挖、回填的一些基本内容、要求和土方量的计算, 就土方量的计算方法不仅适用于河道改造, 而且还适用于其他的一些土方工程。

关键词：施工测量,土方开挖,土方回填,土方量,土方量计算

参考文献

[1]杨国范.普通测量学[M].北京:中国农业大学出版社, 2004, 3.

[2]水利工程管理技术[J].水利工程管理技术, 2003, 30.

[3]孔祥元, 梅是义.控制测量学 (上册) ) [M].武汉:武汉大学出版社, 1996.

公路工程土石方计算 第6篇

在港口工程疏浚工程施工过程中,土方量计算是一项十分重要的工作,它并不是可有可无的,而是一项经常性工作,土方量计算精度与工程工期,及工程最终实现的经济效益有着直接影响。所以,我们应当严格的对土方量计算方法、实用范围、精度、条件及其问题等进行认真严格的研究。文章基于此对工程土方量计算中的断面法、方格网法、及基于数字高程模型DEM法进行分析,并对方格网法与基于数字高程模型的DEM法进行比较分析,通过一个工程实例,分析比较二者种常用计算方法的科学性及准确性。

1 几种常用计算方法简述

1.1 断面法

在码头基槽挖泥的工程量计算时经常采用的方法,在水深地形图上,根据土方计算的范围,首先将其划分为多个相互平行的横截面,大概以5到10米的间距进行等分 ;其次进行每条断面线所围成面积的计算,其依据主要是设计高程与原泥面线所组成的断面图 ;再次,求出每相邻两断面间的体积,其计算方法是用相邻两断面面积的平均值乘以等分间距 ;最后,计算总体积,其计算方法是将各相邻断面的体积进行求和计算,此为断面法。

计算面积的方法为图解法,通常是指从图上直接量算面积的方法。一般是采用autocad软件按比例绘出断面图,直接量取断面图面积。

1.2 方格网法

这一方法首先是把水深地形图划分为边长为10 ~ 20米的正方形若干方格,每个方格角点的泥面标高需要根据地形图或实测得到,泥层厚度的计算是以给出的挖泥设计标高为依据,结合各点的设计标高与泥面标高之差进行计算求得,方格的工程量计算方法是用方格面积乘以泥层厚度,而最后的总疏浚工程量就是将全部方格的工程量相加求和。方格网法的计算方法通常采用以下两种 :

一是算术平均法,即平均标高的计算是先对格网的四个角点高程进行求和计算,再用这一和数除以点的总数。

二是加权平均法,方格的加权平均高程就是将每个方格的4个角点高程取平均值,再用这一平均值除以方格数。

此方法下的土方量计算,设计泥面水平或倾斜都是可以的。

1.3 数字模型 DEM 法

DEM是将区域内的水深形态采用数字形式X、Y、h坐标进行表示的,将泥面形态起伏变化通过缩微的形式表现出来,使其达到直观、形象、精确等特点,其重要价值在大型疏浚工程量计算中体现的尤为明显。从技术角度来讲,DEM技术直接应用的就是原始数据,并具有水深点密度大的特点,因此,DEM所提供的任意点具备较高水平的高程精度,其剖面图的可信度也比较高。使用CAD技术,节省了手工作业中的工作量,使作业精度与作业效率得到明显改善。因此,在进行土方量计算时,一般会采取DEM结合CAD的方式。

a、基本原理。DEM模型方式下的土方量计算,主要是利用了设计标高、实地测定的地面点坐标,再借助于所生成的三角网对每一个三棱锥方量进行准确计算,最终累计求得指定范围内的土方量。

b、土方量的计算 :土方计算主要是为了对同一地块开挖前后的方量进行有效计算,也就是说对其体积进行计算。但是,不管是应用何种方法,其体积的计算方式都要满足以下两个条件 :一是开挖前地面的起伏情况 ;二是开挖后地面起伏情况。在进行具体计算时,需要在计算区建立两个DTM,另一个为设计地表DEM,一个为原始泥面DEM,将两个DEM进行求差计算,最终得出土方量。

2 比较分析

2.1 对方格网法比较分析

方格网法通常采用的是利用现成的绘有水深点值的水深地形图布置方格网,以临近水深值为依据来确定各方格顶点的高程,这样得到的各方格顶点高程难免会存在着一定的误差,并且,这一方法下会假设两点之间的坡度是均匀的,而实际情况却并不是均匀的,因此也会造成一定的误差。

因此,该方法通常应用于地形起伏不是很明显,并地面坡度变化呈现一定规律,施工场地范围较大,比如大面积港池航道开挖工程。

2.2 对 DEM 法比较分析

在大型港池、回填区开挖过程中,如果原泥面起伏不定,或倾斜不均匀,以上两种方法计算就很不方便。基于DEM的方法表现出一定的优势,该方法既能够提高土方的计算精度,又能够实现计算的自动化。原则上来件,基于DEM的土方量计算法可以应用于各种情况,土方量计算的准确性直接影响着DEM的精度。为能够更好的明确基于DEM的土方量计算法精度,需要从DEM的产生和建立进行分析。高程内插误差与原始数据的采集误差是决定DEM的实际精度的两个决定性因素。其中数据采集误差可以控制在允许的范围内,它具体包含原始资料的误差、人为误差、坐标转换误差、测量设备误差。该方法有效的解决了其他方法中作业人员计算量大,易出错等问题,实现了土方量计算的计算机自动化。我在工程中用到的南方cass软件、中海达海洋测量及成图软件件都有DEM功能,都能建立开挖前后的泥泥面模型,从而计算工程量。

3 工程实例比较分析。

某工程石料出运码头港池挖泥,泥面面水深图如图1所示,设计标高 -6,边坡1 ::6和1 :3,现采用网格法和DEM法分别别计算工程量。

3.1 网格法计算

3.2 DEM法计算

数字化水深图(图2):

生成数字模型(图3):

输入设计 断面后,求得工程 量为33123.2立方米。

DEM法比网格法计算多出1604.9立方米,而实际开挖记录驳数为500立方泥驳83驳,方量为83×500×0.8=33200立方,更加接近于DEM法的计算结果。

4 结论

公路工程土石方计算 第7篇

1 计算方法

对于曲线路段路基土石方的计算基于不同的假设具有多种计算方法, 比如传统土石方计算方法在半径R值较大且误差在规范允许范围内采用平均断面法, 在半径R值较小时采用断面重心法、平面投影扇形体积计算法等, 本文分别对前面三种方法做相关介绍。

1.1 平均断面法

相邻两断面均为挖方或者均为填方, 而且面积大小是相近时就可以假定断面之间是一棱柱体, 这种计算方法比较简单易行, 但是其精度不够, 面积相差比较小的时候这种计算比较准确[2,3]。

1.2 断面重心法

为了减少断面积测量时引起的误差, 修正断面曲线距离产生的误差, 将横断面偏心的影响减到最小, 断面重心法采用横断面重心之间的距离来进行土石方数量计算。断面重心法的应用范围比较广, 主要是增加了一个距离修正系数, 断面重心法的重要一步就是求出每个横断面的重心位置, 该种方法同样在计算机编程时计算会更加合适[4]。

1.3 棱台体积法

当F1与F2相差比较大的时候, 挖方的体积与棱台体更为接近, 应该采用与棱台体体积方法计算。《公路工程工程量清单计量规则》中规定, 认为计算土石方的面积时首先采用平均断面积法, 然后与棱体体积计算公式比较如果误差超过5%时就采用棱体体积计算公式。

2 理论分析

采用某公路路基AB段作为研究对象, 其中路基位于半径R=35m的右偏圆曲线上, AB分别为圆曲线的起、终点;这段路的最高路堤填方边坡填高约为26m, 采用传统的平均断面法进行计算误差比较大, 现对路基土石方数量进行复合计算, 计算过程中为了验证各种方法的误差进行了地面线实测, 所测数据作为计算的参考。

本文采用的实际移挖总数量的测量是以压实方为例计算的, 总数量1600m3与实际存在一定的误差。以实际移挖总数量作为参考发现采用平面断面法其误差最大, 平面断面法误差为-19.09%, 与棱台体积法20.13%相比, 后者的精确度有所提高。但是这两种方法对于小半径曲线路段路基土石方来说误差比较大。对于小半径曲线路段路基土石方断面重心法-2.33%与平面投影法+3.53%计算结果比较接近。都在可以接受的5%之内, 尤其是断面重心法其误差达到-2.33%。考虑到断面重心法的精度, 我们推荐在小半径曲线路段路基土石方计算时采用断面重心法。

3 误差分析

通过以上工程实例的计算可以看到两种常规计算方法——平均断面法和棱台体积法, 在计算小半径曲线路段路基土石方时存在比较大的数量误差。断面重心法、平面投影法也就有一定的误差。分析其误差认为:首先计算误差一般来说对于土木工程师是不可避免的也是可以接受的。本身工程的程勘察设计和土方计算的原理就具有一定的误差, 各种计算方法本来就是一种对工程问题的理想化计算, 计算结果本身就是一个近似的结果, 所以一定会有误差的存在[5]。

4 结论

本文通过对路基土石方数量的计算方法的论述, 介绍了比较通用的平均断面法、棱台体积法、断面重心法以及平面投影法四种方法的基本计算公式, 通过某段公路的实际工程实例进行了计算, 并与实际测得的土方量进行了比较, 然后进行了误差分析。认为对于小半径曲线路段路基土石方的计算采用断面重心法和平面投影法相对来说误差比较小, 传统的平均断面法与棱台体积法存在较大的误差。通过分析, 在小半径曲线路段路基土石方的计算时推荐使用断面重心法。

参考文献

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公路工程土石方计算 第8篇

Surfer软件因其具有空间分析和强大的平面与三维图绘制等可视化功能以及体积计算功能,已经广泛运用于各个工程领域中,如利用Surfer的进行土石方量计算、库容计算和固体矿采剥工程量计算。已有部分学者发表了关于Surfer的数据网格化与体积计算的论文[1],但他们绝大数是从应用角度出发,没有从理论层面对Surfer的数据网格化与体积计算精度和可靠性做系统的分析,制约了Surfer的强大规则数据生成与体积计算功能的推广性和可信度,因此对Surfer的数据网格化与体积计算从理论角度进行研究显得十分必要。本文从土地整理中土石方量计算角度出发,对网格数据生成方法做适宜性评价和网格数据精度估计,并推导Surfer的体积计算公式同时做误差分析,通过实验并将结果与土石方量计算传统方法对比并参见国家标准,证明应用Surfer进行土地整理中土石方量计算的精度可靠性,为Surfer的推广和应用提供一定的理论支持。

1 基于Surfer的土地整理场地数据网格化及精度评定

1.1 土地整理场地数据网格化

应用Sufer对土地整理场地进行土石方量计算,首先对土地整理场地数据网格化,而数据网格化精度是影响Surfer的等值线图、二维和三维图以及空间分析精度的最主要因素,Surfer提供所有常用的十二种数据网格化方法,其中高精度数据网格化方法主要有反距离加权插值、Kriging、线性插值三角网法、移动平均值插值、局部多项式插值、改进谢别德法、径向基函数插值法。在参考文献[2]中已经讨论前五种插值方法精度,并证实当源数据间隔较小时插值方法对插值精度影响较小,当源数据间隔较大时Kriging与局部多项式插值精度较优,所以本文分别采用Kriging、局部多项式插值、改进谢别德法与径向基函数插值法等四种方法对土地整理场地进行数据网格化实验,具体做法如下。

(1)构建土地整理场地模型

为了便于精确获取土地整理场地理论面积,本实验构建土地整理场地模型函数其中0≤x≤100,0≤y≤100,Z>0),土地整理场地区域范围为D,并在土地整理场地区域内上分别以10m、20m间隔采集离散点作为数据网格化的源数据,以1m的行列间距分别利用四种插值方法对源数据进行数据网格化。

(2)土地整理场地可视化

由于Surfer具有强大的3D表面图绘制功能,利用网格数据可以生成精细的三维表面图,方便地实现对土地整理场地的三维可视化。本文利用Surfer依据实验生成的网格数据对构造的土地整理场地D进行可视化[3],相应三维图如图1所示。

1.2 土地整理场地数据网格化精度估计

构建完土地整理场地后,接着采用检查点法和残差均方根[4]对Surfer的数据网格化方法进行评价及网格数据精度估计。在土地整理场地D上采集n个(根据范围和变化程度而定,本文n=16)均匀分布的离散点作为插值方法精度评价[5]及网格数据精度估计的样点。根据源数据利用Surfer的残差统计功能结合Excel编程计算出源数据与对应网格数据间的残差均方根(RMS),具体计算公式参见式(1),利用RMS可以评价生成网格数据与源数据的一致性;利用检查点法,根据用于网格数据精度估计的n个样点计算出网格化数据的近似中误差σ,具体公式见式(2),当σ越小表明网格数据精度越高。

式(1)中m表示源数据点数,Ri表示第i个源数据点插值后高程,Zi表示第i个源数据原始高程。

式(2)中n表示用于估计网格数据精度的样点数,RK表示第K个样点插值后高程,ZK表示第K个样点原始高程。

根据网格化数据的残差均方根和近似中误差计算公式,土地整理场地Z实验结果见表1。从表中可知改进谢别德法与径向基函数插值法生成网格数据精度高并且优于Kriging与局部多项式插值法,更适合稀疏数据网格化,由本文实验与参考文献[2]得到在稀疏源数据数据网格化的精度由高到低排列顺序为“改进谢别德法、径向基函数插值法>Kriging、局部多项式插值法>反距离加权插值、线性插值三角网法、移动平均植插值”,利用密集源数据生成网格数据时插值方法影响很小。

2 土地整理场地土石方量计算精度论证

为了对土地整理场地土石方量计算,笔者首先从理论上对Surfer的体积计算原理及误差传播理论进行分析,再通过实验将Surfer的土石方计算结果与南方CASS的土石方计算结果进行对比分析,从理论与实验对利用Surfer计算土地整理场地土石方量的精度和可靠性进行验证。

2.1 Surfer土石方量计算原理及误差分析

Surfer同时采用梯形规则、辛普森规则、辛普森3/8规则对生成的网格数据分别进行土石方量计算,最后取平均值。三种土石方量计算原理及公式如下:

(1)梯形规则

梯形规则是各领域中常用的面积与体积计算算法,具体公式见式(3)、(4)

(2)辛普森规则

辛普森规则就是用拟合二次抛物线替代曲边梯形曲线边,再用积分求曲边梯形面积并用网格数据点高程表示,将这种方法进行推广得到沿网格数据第i行做断面的断面面积公式,如公式(5)所示,利用二重积分思想并再次结合辛普森规则可以得到辛普森规则体积计算公式,如公式(6)

(3)辛普森3/8规则

辛普森3/8规则就是用拟合三次抛物线代替曲边梯形曲线边,公式推导方法类似辛普森规则体积计算公式推导,具体公式见式(7)、(8)

公式(3)~(8)中hij为第i行j列网格数据点高程,m、n为网格数据文件列、行数,Si为第i个横断面面积,Δx,Δy为网格数据列、行间距,(3)、(4)式系数均为[1,2,2,……,2,2,1],(5)、(6)式系数均为[1,4,2,……,4,2,1],(7)、(8)式系数均为[1,3,3,2,3,3,2,……,3,3,2,1],Volume为体积。

根据体积计算公式利用误差传播定律[6]可得到Surfer的三种土石方量计算误差公式,见表2。

2.2 基于Surfer的土石方量计算实验对比分析

首先对土地整理场地D在区域范围内做二重积分作为Surfer的体积计算精度评价的真值,获得土地整理场地理论土石方量为V=196349.5m3,然后在Surfer中分别利用Kriging、局部多项式插值、改进谢别德法与径向基函数插值法四种方法生成网格数据,并计算土石方量并求出误差,最后与常用的CASS土石方计算软件结果做比较,具体误差如表3所示。

由表1、3证实RMS、σ与体积计算精度的一致性,同时证明评价指标RMS、σ的合理性。表3表明利用改进谢别德法与径向基函数插值法进行数据网格化及体积计算精度较高,相对误差在1.6%以内,远优于传统的CASS土方计算精度,大大低于国家施工组织设计规范制定的相对误差标准3%[6],证实Surfer进行数据网格化和体积计算精度的可靠性。

表4为利用2m间隔的源数据采用改进谢别德法与径向基函数法生成间隔为2~20m的网格数据,并根据2~20m不同间隔的网格数据利用Surfer的三种体积计算规则分别计算土石方量并且求出误差,由表4可知当网格数据间隔很小时,三种体积计算规则结果几乎一样,随着网格数据间隔的增加,三种体积计算规则结果误差和之间差异迅速增加,由于土地整理工程表面大部分是不规则曲面,所以采用辛普森规则与辛普森3/8规则比梯形规则更符合实际,可以提高计算精度。因此,当三种体积计算规则结果相近时的数据网格化间距为最优,不仅减轻由于数据网格化间距过小而带给Surfer的计算负担,更大大提高体积计算精度。

3 结束语

通过对Surfer应用于土地整理土石方量计算过程中的数据网格化方法、体积计算原理和精度进行理论与实验分析,可以发现,对土地整理模型数据网格化时,改进谢别德法、径向基函数插值法精度高并且优于传统的Kriging、局部多项式插值法;在对不规则土地整理场地土石方量计算时,采用辛普森规则与辛普森3/8规则比梯形规则更符合实际,而在网格数据间隔选择上,分别采用三种体积计算规则计算土石方量,当计算结果差异最小时,所采用的网格数据间隔进行土石方量计算结果为最优。通过理论与实验分析,最终表明Surfer的体积计算精度远高于国家土石方计算标准3%的相对误差标准,证实Surfer用于土地整理工程中土石方量计算的可靠性。

参考文献

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公路工程土石方计算 第9篇

在高速发展的国民经济建设中,计算土石方量的工作在土地平整中经常会被用到,土石方计算是工程施工过程中必须经历的一个重要阶段,这项工作的开展可以使施工进度更好的得以控制,可以使这项工程能够更加顺利的进行下去。目前在实际工作中常用的土方计算的方法有断面法,方格网法,等高线法,数字地面模型法(DTM)等[1]。由于运用不一样的计算方法也将会产生各种不一样的计算结果,因而如何选择最佳的估算方法也变得尤为重要。本文根据康陵已有大比例尺地形图资料,结合南方CASS软件自带的几种土石方量估算的方法,将寻求属于该测区的最佳估算方法。

1 CASS软件中土石方量计算方法介绍

CASS软件是由广州南方测绘仪器公司在Auto CAD上开发的一种新型的数字化地形地籍成图软件,是一个非常好的专业测量工具[2],它在地形图绘制、地籍图、土地利用、工程应用、土石方量的计算等各个领域均有一定地位。在CASS软件中自带的土方计算方法有以下几种:

1.1 断面法计算原理

断面法计算土石方量的基本原理是根据纵断面上各个里程处获得其填挖方面积,与相邻两横段面的间距计算出土石方量,然后汇总出纵断面上的所有相邻横断面之间的土石方量,最后绘制出土石方量计算表[3]。南方CASS7.0中利用断面法计算土石方的方法主要有三种,分别为道路、场地以及任意断面,由于断面法主要运用于公路、铁路、场地等区域的土方估算,不太适合本测区,所以在此不再累述。

1.2 方格网法计算原理

方格网法的基本原理是在建筑区域较为规整,地形变化不大、较为平坦的情况下,区域内设计标定高度没有确定或已经确定的情况下,我们都可以运用方格网法对这些区域进行土石方量计算。首先我们需要把这块场地区域分成N个方格,然后可以通过实际测量或者地形图的方式来获得每个方格角点的自然标高,根据所给出的地面设计标高,各个点的设计标高与自然标高的差值,计算出每一个方格的土方量,最终将所有方格的工程量累计相加就是整个场地的土方工程量[4]。

南方CASS7.0中利用方格网法进行土方量的计算,设计面有平面、斜面和三角网文件三种选择,该方法主要用于地形变化不大、较为平坦的情况下,但是本测区虽然地形起伏较大,也有一些较大的斜坡,但山脊线和山谷线处理的相对较好,而且高程点的密度也比较大,能够真实地反映实地地形情况,所以在本文中对康陵也采用了格网法计算。

1.3 DTM法计算的基本原理

DTM法土方计算中,首先以外业数据资料为基础,构建其数字地面模型,利用建立三角网的方法产生三棱锥,对每个三棱锥的土方量进行计算,将整个区域内的全部三棱锥的土方量进行相加,可以获得整个地形区域内所要求计算的填挖方量[5]。DTM法,行业人士通常第一次碰到,马上就会联想到数字地面模型,也就能理解为是通过建立其数字模型来计算土方量。模型也会与实际的地形状况更好的拟合,这样计算出来也会和实际更加的接近,减少一些不必要的误差,提高了计算的精度。尤其对于地形较复杂的区域,只要外业人员采集回来的数据够准确,那么计算精度也相对较高。

CASS7.0中利用DTM法进行土石方计算的方法有根据坐标文件、图上高程点、图上的三角网三种方法。其中根据三角网相比于前面两种算法较为简便,因为第三种方法可以直接利用图上已有的三角网来进行计算,而且通过与实地的对比,可以检查和修改三角网,建立准确无误的三角网,从而保证了计算结果的准确性。而前面两种算法却不行,他们必须重新建立新的三角网,所以在实际工作中通常选用第三种方法进行计算。

1.4 等高线法计算的基本原理

CASS软件系统可以通过等高线来计算出某个区域的土石方量值,但是有一点必须要注意,那就是图形上必须要有闭合的等高线才可以进行下一步的计算,然后根据其中的相邻两条等高线计算出等高线的面积,并且相邻等高线的高差是已知的,最终可以进一步的得出两条等高线间的填方量和挖方量[6]。在使用等高线进行土方计算的时候一定要注意等高线必须要闭合这个特性。

2 利用CASS软件进行康陵土石方计算

2.1 测区概况

汉康陵是汉平帝刘衎之墓,位于陕西省咸阳市渭城区周陵镇,陵墓的底边南、北、东、西边长分别为221m、226m、243、238m,其顶部边长分别为62m、58m、53m、56m,高度为28.7m[7]。根据对已有资料分析,可以将陵墓的底面和顶部近似的看作正方形,根据其四周边长,计算出它的底面积和顶部面积分别为53824m2、3306.25m2,已知高度为28.7m,将此实例可以近似的看作四棱台形状,参照资料通过四棱台体积公式近似的得出其体积为674165.4m3。

2.2 方格网法土方计算

方格网法通常应用于地表形状变化不大,地形状况变化比较平缓的区域。在实际中也是应用比较广泛的一种土石方量计算方法,具体操作步骤为[工程应用]-[方格网法土方计算],按照系统提示,选择计算区域边界线,之后会出现一个对话框,需要选择高程点数据文件,选择完成后还要进行设计面的选择,本文选择的设计面为平面,方格宽度可以根据实际情况确定,本文中的方格网宽度为20m。结果如图1所示。得到的最终结果为666992.5m3。

2.3 DTM法土方计算

DTM又称为数字地面模型,所以DTM法也称为数字地面模型法。在CASS软件中,DTM方法的具体操作为选择[工程应用]菜单下的[DTM法土方计算]选项,然后按照软件的提示操作,但是需要注意,根据图上三角网计算土方量时,必须保证图上的三角网是质量,还要删除多余的三角网,这样可以避免出现更大的误差。利用DTM法计算结果如图2所示,结果为675495.0m3。要是按照两期间土方的计算,那样的结果精度会更高,但是我们不可能去将那块区域进行挖掘平整,那样显得不太现实,所以这种方法不适合此处。

2.4 等高线法土方计算

等高线法的计算步骤比起前面的两种方法简单一点,但是前提要保证图上有闭合的等高线。如果所提供的等高线不闭合,那么系统就会重新生成三角网,然后通过计算三角网或者方格网的方式来进行剩下的计算,那样等高线法就显得没有意义。首先需要点击工具条上的[工程应用],接着选取[等高线法土方计算],系统会提示你选择参与计算的封闭等高线,选取所要进行计算区域范围内的封闭等高线,还会输入最高点的高程,点击回车,结果就显示出来,同时可以绘制出等高线法计算土方的表格。因为此处有某些等高线没有闭合,为了解决这个问题,可以插入高程点使其成为闭合的等高线。利用等高线法计算结果如图3所示,最终结果为667413.1m3。

3 土方计算的精度分析

本文将根据资料计算出来的结果和CASS软件三种方法得到的计算结果进行比较分析,获得其相对误差。如表1所示。

由表1可以看出,DTM法较其他两种方法精度相对较高,所以在该测区选择DTM法进行土方量的计算。通过本文的分析还可以看出,方格网法之所以精度较低,主要是由于方格网法通常用于区域范围比较宽阔、地形变化不大、情况不太复杂的区域。而且方格网法是根据方格上4个角点的高程得出方格网的体积,所以在地形状况特别复杂的区域来说,它的精度会非常的低,误差也会相当大。对于本测区而言,由于此处地形变化大、过于复杂,所以导致计算结果相差较大;等高线法通常在现实的工程施工情况下很难会用到,就是遇到的情况下也是大多数用于估算,并且它的数据结构非常繁琐,而且最重要的一点,就是等高线法计算土石方量要求等高线必须是闭合的,但是计算土方量的区域中能够拥有闭合等高线的地形非常之少,如果坚持按照等高线法计算,那么误差会非常的大。本测区虽然大部分都是闭合的等高线,但是地形图中还是存在一些不闭合的等高线,本文是通过插入高程点的方式使其闭合的,所以等高线与实际不尽相同,误差也就相对而言较大;DTM法的优点是三角网内的点、线的结构和分布可以与区域范围内地形状况特征大体上保持一致,它完全可以不需要改变精度和原始数据,并且可以更好的表示出地面特征,所以DTM法可以适用于任何的地形,计算精度很高,这个通过本文的实验也已经得到了证实。除了优点之外,它的缺点也不容忽视,由于模型比较复杂,对野外测量需求比较大,所以增加了外业的工作量,降低了工作效率。通过综合对比后,发现DTM法精度最高,误差相对较小,所以基于精度的考虑,最终选择DTM法作为汉康陵土方量计算的最优方法。

4 总结

通过对于以上三种土方量计算方法的应用,我们能够得到以下结论:方格网法比较适用于地势平坦的地区,在该区域内计算比较稳定,对平坦地区的计算较为准确,而且在计算速度和操作上较其他方法都更有优势;DTM法进行计算适合于地形较为复杂,地形起伏较大的区域,由于DTM法计算所需的高程坐标点全部来自于野外采集,所以它的计算原理比起其他两种算法更为准确一些,它的精度也是非常高,然而DTM法的弊端是计算过程需要大量存储空间,时间上相对来说长一点,不利于提高工作效率。在地形较为复杂,资料相对完整,精度要求高的状况下DTM法是最好的选择。等高线法主要用于在图上只有等高线而没有高程数据文件的情况,该算法要求等高线必须要闭合,只算封闭等高线的土方量,所以导致数据成果质量欠佳,不便于推广。推过以上分析,发现其实每种算法都有它们各自的优点,本文通过综合分析后发现DTM法的精度最高,所以最终以DTM法的计算结果675495m3作为汉康陵的土方量,结果显示,由于当地政府做了大量的保护措施,比如种草、植树、安装防护栏、派专人管理等,所以使得汉康陵近些年来体积基本没有发生太大的变化。

摘要：汉康陵是陕西省重点文物保护单位,近些年来由于水土流失、土壤侵蚀、风蚀等因素的影响,使其体积发生了变化,为了准确掌握其体积变化的大小,本文根据康陵已有大比例尺地形图资料,结合南方CASS软件,分别利用方格网法、DTM法、等高线法等对汉康陵的土石方量进行了估算,并将结果与咸阳市文物研究所提供的数据资料进行对比,结果发现在几种土石方计算的方法中,DTM法的精度最高,所以最终选择DTM法的计算结果 675495m3作为最终的数值。

关键词：CASS,土石方,方格网法

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