大型土石方工程工程量計算方法分析

【摘要】大型土石方工程開展工作往往是在不斷的地形中進行，由于不同地貌地形環境相對復雜，所以本文將對大型土石方工程工程量計算的幾種方法進行分析。

【關鍵字】大型土石方工程；工程量；計算方法

一、引言

大型土石方工程工程量計算需要根據實際的自然地貌的數據進行計算，一般在計算的過程中不論使用何種方法都不可能得到絕對準確的數據，但是，我們可以盡量的做到無限接近工程量準確數據，提高計算結果的可靠性。

二、圖解法

一般對于一些地形相對復雜、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量的地方用三角形進行固定，然后用比例尺進行距離的測量，采用三點平均高乘的方法計算面積，得出工程量，然后在對土石方的用量進行統計核算。但是，該方法使用起來存在難度，并且還有一定的誤差，在現實中很少被使用。

三、DTM法（不規則三角網法）

不規則三角網（TIN）是數字地面模型DTM表現形式之一，該法利用實測地形碎部點、特征點進行三角構網，對計算區域按三棱柱法計算土方。基于不規則三角形建模是直接利用野外實測的地形特征點（離散點）構造出鄰接的三角形，組成不規則三角網結構。使用該方法具有很多的優點，首先三角網中的點和線可以完美的與施工地點復雜的地理環境相結合，然后利用這些資料作為結點；在計算的過程中可以避免對本土數據以及精度的影響；能夠有效的對施工場地的關鍵地貌環境進行保存，對于比較復雜的、不規則較為嚴重的地形具有較高的適應性。所以，在進行土方量的計算中應用TIN計算方式能夠提高計算的準確度。總的來說，該種方法的精準度還是比較高的，應為三角形的網絡構造能夠適應眾多的環境，更為貼近實際的表達出施工場地的環境地貌特征。

四、橫斷面法

4.1劃分橫斷面

首先應該了解地形圖的布置方向，然后將整個場地進行若干小塊的劃分。一般來說劃分的時候如果地形出現了較大的起伏，那就選取起伏大的防線，取垂直于某一個做標軸的位置。如果是下場的地帶，就選取主要建筑物的邊長位置。在緊靠的橫斷面的間隔距離選擇的時候應該根據地形的變化設定，起伏越大的越密實，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計算斷面面積

計算的時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的圖紙上，然后使用求積儀對各個斷面的面積進行測量。其次是急劇發，就是把整個斷面翻轉90°，然后將其分成三角形或者梯形進行計算。（如下表）

附表 常用橫斷面面積計算公式

4.4計算土石方量

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

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、方格網法

方格網法與橫斷面法的測量幾何原理是基本相同的，不論是多么復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格，一般常用的方格為20 m*20 m，如果地形復雜或精度要求高，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。在各方格角點上，需要按照實際的地形將高度以及建設的標準進行注定，然后進行土方工程量的計算。

5.1計算施工高度

在進行計算的過程中需要使用方格網上面標注的實際測量高度等數據，使用的公式為：

施工高度=地面標高一設計標高

如果計算的結果大于設計的標高那就是挖方，反之則為填方，最后需要將計算的數據填寫在左上角。

5.2確定零點繪制零線

如果使用的網格當中出現了挖方以及填方的數據，就需要對出零點進行設計。出零點的定義就是與地面標高相等高度的設計標高，這些標高不需要填充以及挖掘。然后將整個網格上面的所有零點連在一起就是零線，并將零線作為挖方與填方的界線使用。

一般來說，所謂的零點一般在方格上面的角點處，判斷的方法主要是看角點的施工高度是不是0，如果是就是零點。如果不是，且兩邊的施工高度存在正負之分，那么在方格的邊上肯定會有零點。以下將使用公式法的方式簡介零點位置的確定。（如圖1）

式中X—零點至1點的距離（m）

A-----方格網邊長（m）

h1，h2----1點與2點的施工高度（m）。計算時均用絕對值代入公式。

5.3計算土石方工程量

計算土石方工程量時，應按各方格中不同的幾何圖形，運用公式分別計算出挖方或填方工程量。

各種幾何圖形體積計算公式

（1）正方格的體積計算公式為（圖2a）

V =（h1+h2+h3+h4） xa2/4

式中h1，h2，h3，h4為各角點施工角度，均用絕對值代人，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

結束語

一般來說，如果是對大型的溝渠類進行土石方工程量計算可以選用橫斷面法；如果是大型的工業廠房或者是機場之類的平整場地，就應該采取方格網法進行計算，如果是一些山地或者是復雜山區，則可以選擇TIN方法。但是，總的來說，相關土方量計算方法的選擇必須根據實際的地形地貌等條件進行綜合分析，才能夠選擇出合適的計算方法。

參考文獻

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