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土方计算方法有哪些?

        今天总图设计博客博主和大家来研究下土方计算方法有哪些?大家知道,在规划、总图、道路、建筑、水利、施工等工程建设中,常需要将自然地貌改造为水平的或者一个或几个坡度的场地,以便适于布置各类建筑物和构筑物。土方工程量的大小与工程的投资直接相关,因此准确、快速地计算土方量对开展规划设计、控制总投资及分配资金具有重要意义。

        土方计算方法主要有DTM 法、方格网法、等高线法、断面法、田块法、道路断面法、区域土方量平衡法和平均高程法等。

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        1、最常用的土方计算方法:方格网法

        方格网法是土方计算方法中应用最多、最广泛的方法之一,其方法主要适用于地形变化连续 、地形起伏较小、坡度变化平缓的场地,方格网法大面积的土石方估算常用该法。

        绘方格网,并求格网点高程。根据场地范围绘制方格网。方格网的大小根据地形复杂程度、地形图的比例尺、施工精度要求而定。一般人工施工多采用10m*10m、20m*20m的方格;机械施工时多采用50m*50m的方格,并进行编号。由等高线内插出每一方格顶点的地面高程,标注在相应顶点的右上方。



        确定场地平整的设计高程。该步骤也可根据甲方要求来定。水平面的设计高程等于场地地面高程的平均值,即根据方格顶点的地面高程及其在计算每格平均高程时用到的总次数求权平均值。

        计算挖、填方高度。计算各方格顶点处的挖、填高度。用方格顶点高程减去设计高程,得每一方格点的挖、填方高度,即

        挖填高度  h=H设计高程-H地面高程

        “ +  ”表示填方高度,“ - ”表示挖方高度。挖、填方高度应标注在相应方格点左上方。

        计算挖、填土石方量。实际计算时,可按方格依次计算。土石方量等于挖方面积(或填方面积)乘以平均挖、填方高度。若格内既有填方又有挖方则分别求之,然后再计算挖方量总和和填方量总和。挖、填土石方量的计算也可根据角点、边点、拐点和中心点的挖、填方高度,分别代表1/4 、2/4、3/4、1方格面积的平均挖、填方高度,按下式分别计算:

        角点:挖(填)方高度h*1/4 方格面积
        边点:挖(填)方高度h*2/4  方格面积
        拐点:挖(填)方高度h*3/4  方格面积
        中心点:挖(填)方高度h*1 方格面积

       计算出各点的工程量后,再分别计算挖方量和填方量总和,填、挖方工程量应大致相等。

        2、土方计算方法:DTM法

        由DTM 模型(数字地面模型)来计算土方量是根据实地测定的地面点坐标(X ,Y ,Z)和设计高程,通过生成三角网来计算每个三棱柱的填挖方量,最后累积得到指定范围内填方和挖方分界线。         

        3、土方计算方法:等高线法

        平原地区一般不采用该方法;

       当地面起伏较大、坡度变化较多时,可采用等高线法估算土石方量,在地形图精度较高时更为合适。等高线法的工作内容与步骤和方格法大致相同,不同之处在于计算场地平均高程的方法。其场地平均高程的计算方法如下:在地形图上用求积仪或其他面积量测方法按等高线分别求出它们所包围的面积,相邻等高线所围起的体积可近似看成为台体,其体积为相邻等高线各自围起面积之和的平均值乘上2 条等高线间的高差,得到各等高线间的土石方量;然后再求全部相邻等高线所围起体积的总。

        4、土方计算方法:断面法        

        断面法在地形变化较大、场地狭窄的带状地区,可以用断面法计算土石方量。沿场地ABCD中央设一轴线LL,每隔一定距离L设横断面1-1、2-2、3-3等。间距越小,计算土石方量精度越高。



        5、土方计算方法:平均高程法

        平均高程法平均高程法测量时隔20m测1个碎步点,把所有的碎步点高程相加取平均,作为该测区平均高程。该方法通常被施工单位采用,但该土方计算方法误差较大。

        土方计算方法总结:

        1、DTM方法计算土方工程量精度高,但其计算过程中数据量大,占用大量存储空间。因此,如果地图本身数据量大时就应慎重考虑是否采用该方法。
        2、方格网法不论在平原地区还是在山区都与DTM值最接近,且数据量小,计算速度快。因此,在不宜用DTM法时采用该方法较安全。

        3、等高线法只适合地面起伏较大、坡度变化较多时采用,并且用该方法还必须与前2种方法结合使用。因此,在不必要的情况下,一般不使用。
        4、平均高程法不论在平原还是山区其精度都较差,并且其精度受选取高程点的位置影响极大。因此,不论在何种情况下都不建议使用。

        5、断面法一般用在场地狭长的带状地区,如公路、铁路方面;

        6、在平原地区各方法的精度较高,在山区精度较差。因此,对山区进行土方量计算时要格外用心,应选取适当的土方计算方法。


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