工程建设中土石方量计算

在现代的各项工程建设过程中,土石方工程量的计算虽然在整个项目造价预算中及工程建设过程所占比例很小,但是,由于其在方量计算上的特殊性以及造价控制上有一定的难度,容易引起纠纷。因此,如何客观、准确地对土石方量进行计算,减少或避免因土石方量引起的工程纠纷,值得我们认真的探讨。
在现阶段,决定土石方量计算精度的因素很多,选取计算方法是其中至关重要的一环,目前,用作方量计算的软件种类也比较多,但基本上比较有代表性和常用的就是广州南方数码有限公司开发的CASS成图软件和广州开思测绘软件公司开发的SCS软件、土方测量师等与土石方计算有关的软件。这里,结合我在工作中常用的CASS成图软件中的方格网法及DTM法进行简单的探讨及提出一些使用过程中的关键性问题,以期提高土石方量的计算精度。
1计算方法
南方公司的CASS系列成图软件中,均可进行土石方量计算,其计算方法有DTM法、断面法、方格网法、等高线法,另外,在其软件中还有一个为事先进行区域内土石方方量平衡计算的区域土方量平衡计算。在土石方计算中,比较常用的有DTM法和方格网法、等高线法。本文主要计算方法和图的说明均以CASS2008来进行操作,其他的系列软件,个别计算步骤和顺序可能会有所不同。

1.1 方格网法

在CASS系列成图软件中,各类计算方法首先要选择一个由复合线封闭的计算区域。先选择工程应用中的方格网法,然后选择计算区域边界线在选定区域后,输入计算区域内的测量数据文件“高程点坐标数据文件”,以此作为计算依据。
其后具体计算操作步骤是选择设计面:(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。(2)当设计面为斜面时,有“基准点”和“基准线”两种方法。(3)当设计面非平面也非斜面时,这种情况在土石方工程中比较常见,场地经开挖或回填后变的杂乱无章就属于这种情况。
通过对CASS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,电脑自动根据“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,最后统计出挖填总方量。

1.2 DTM法

DTM法土石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。
在CASS成图软件中,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。第三种方法则是直接采用图上已有的三角网。

1.2.1 根据坐标数据计算

用鼠标操作选择“根据坐标文件”,然后根据如上图二提示,再选取计算区域“边界线”,导入有效的坐标数据,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”。

1.2.2 根据图上高程点计算

参照前面的步骤,用鼠标选择所示的“根据图上高程点”(该方法是所计算区域的高程值在此前必须已经展绘才可使用)。然后选定所要计算土方的区域,然后根据电脑的提示进行后面的操作,其后的操作与“根据坐标数据计算”相同,这里不再累述。

1.2.3 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,最后用鼠标选择图五中的“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。

1.2.4 两期间土石方计算

最后还有一个“计算两期间土方”一栏,这指的是对同一区域进行了两期测量,利用两次测量数据得到的高程数据,先分别构成DTM模型生成三角网并将该三角网存盘(去相应的文件名),然后选择计算,根据图六的提示选择分别输入各期的三角网文件名,便可获得两次测量期间所挖填的土石方方量结果。不过,值得注意的是,该计算方法比较简洁,但因是使用两期三角网进行计算土石方方量,没有如其他计算方法那样会自动生成土石方量计算表格,而是直接显示结果,因此不方便于文本资料的制作。
在上面所述的计算过程中,最常见到的就是设计面既不是平面,也不是斜面,或场地经开挖回填后不规则,或工程开挖工程中间断计量,这就必须有两次以上的测量数据为基础,使用方格网法和DTM法的最后一种方法进行计算,但是,为便于制作文本资料,也可采用前面的三种计算方法,进行两次以同一平场标高为准的平面开挖计算,通过两次相减得出期间的土石方量计算值。
2综述
通过上述,不管何种计算方法,均需有相应的测量数据,在数据准确,能真实反映原始状态和开挖后形态的前提下,根据个人习惯或相关制度规定,选择计算方法。很多工程的土石方开挖,并不是整齐划一的开挖方式,在设计阶段进行土石方量预算时,可按照原始地形测量数据,对须平整的区域,以平场标高为基准,选择适当的放坡比例,在“边坡设置”中

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选择“处理边坡”进行计算,这样,其预算方量才会更加接近实际的开挖方量,而作为在施工过程中,建设各方通过对原始地形测量数据的审核和过程测量的审核把关,这样,才能有效避免或减少纠纷起到关键作用。用各次的测量数据来作为进行土石方方量的计算依据,同时,为保证数据的有效性,一般测量范围应比开挖区域范围较大,便于内业方量的计算。