【摘要】闡述土方量計(jì)算在現(xiàn)實(shí)工程中的重要性，及其原理。介紹南方CASS軟件土方量計(jì)算的幾種常用方法，并結(jié)合實(shí)際工程進(jìn)行比較，總結(jié)精確計(jì)算需要注意的相關(guān)事項(xiàng)。

【關(guān)鍵詞】南方CASS；土方量；應(yīng)用實(shí)例

1、引言

土方量的計(jì)算是建筑工程施工的一個(gè)重要步驟，其預(yù)算直接關(guān)系到工程的費(fèi)用概算及方案選優(yōu)，對(duì)工程建設(shè)有著重要的意義。現(xiàn)實(shí)工程中土方量計(jì)算的結(jié)果往往是設(shè)計(jì)單位和建設(shè)單位對(duì)工程項(xiàng)目所需時(shí)間、費(fèi)用、產(chǎn)生的效益的重要參考因素，合理選用土方量計(jì)算的方法，精確計(jì)算土方量可以避免雙方產(chǎn)生糾紛，提高經(jīng)濟(jì)效益。

2、南方CASS土方量計(jì)算方法介紹

傳統(tǒng)土方量計(jì)算程序繁瑣，勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作效率低且誤差較大，使用基于AUTOCAD平臺(tái)的CASS軟件進(jìn)行土方量的計(jì)算，其結(jié)果更加客觀、準(zhǔn)確。目前常用的方法有方格網(wǎng)法、等高線法、斷面法、DTM法等。

2.1方格網(wǎng)法

適用于大面積的土石方估算以及一些地形起伏較小、坡度變化平緩的場地，是根據(jù)實(shí)地測定的地面點(diǎn)坐標(biāo)（x，Y，z）和設(shè)計(jì)高程，通過生成方格網(wǎng)來計(jì)算每一個(gè)正方體的填挖土石方量，最后累計(jì)得到指定范圍內(nèi)填方和挖方的土石方量，并繪出填挖方分界線。方格網(wǎng)法簡便直觀，易于操作，但美中不足的是復(fù)雜地形的土方量計(jì)算精度相對(duì)不高，此法也是很多業(yè)主單位青睞的方法，因?yàn)榭捎霉P或計(jì)算器直接進(jìn)行復(fù)核。

2.2DTM法

由DTM模型來計(jì)算土方量是根據(jù)實(shí)地測定的地面點(diǎn)坐標(biāo)（X、Y、Z）和設(shè)計(jì)高程，通過生成三角網(wǎng)來計(jì)算每一個(gè)三棱錐的填挖土方量，最后累計(jì)得到指定范圍填方和挖方的土方量，并繪出填挖方分界線。DTM法土方計(jì)算共有2種方法，一種是完全計(jì)算，一種是根據(jù)圖上三角網(wǎng)計(jì)算。完全計(jì)算法包含重新建立三角網(wǎng)的過程，又分為“根據(jù)坐標(biāo)文件計(jì)算”和“根據(jù)圖上高程點(diǎn)計(jì)算”兩種方法。

2.3斷面法

適用于地形復(fù)雜起伏變化較大，或地勢(shì)狹長、挖填深度較大且不規(guī)則的地段，主要用在公路土方計(jì)算和區(qū)域土方計(jì)算，特別復(fù)雜的地方可以用任意斷面設(shè)計(jì)方法。主要有道路斷面、場地?cái)嗝婧腿我鈹嗝?種計(jì)算土方量方法，計(jì)算操作比較復(fù)雜，存在著計(jì)算精度和計(jì)算速度的矛盾。

2.4等高線法

適用于缺少采集的數(shù)據(jù)或經(jīng)掃描矢量化后得到的數(shù)據(jù)計(jì)算，一般是對(duì)精度要求不高，對(duì)工程量進(jìn)行概算時(shí)使用。此法可計(jì)算任意兩條等高線之間的土方量，但所選等高線必須閉合。由于兩條等高線所圍面積可求，高差已知，可求出這兩條等高線之間的土方量。

2.5區(qū)域土方量平衡計(jì)算

適用于要求挖方量和填方量大致相等的工程。

3、方格網(wǎng)法和DTM法在實(shí)際工程中的計(jì)算運(yùn)用和比較

浙江某地政府欲整治河道，河道內(nèi)河灘較多且雜亂無章，業(yè)主希望充分利用這一特點(diǎn)將其開發(fā)成濕地及旅游區(qū)，從而提升當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展。我單位承接這一項(xiàng)目，并對(duì)開發(fā)區(qū)域進(jìn)行了1：500地形測量，并根據(jù)業(yè)主要求對(duì)該區(qū)域的挖填土方量進(jìn)行計(jì)算，以達(dá)到最高的經(jīng)濟(jì)效益?，F(xiàn)用南方CASS軟件中的方格網(wǎng)法和DTM法分別對(duì)其計(jì)算并進(jìn)行比較。圖（1）

3.1方格網(wǎng)法

程序中方格網(wǎng)法計(jì)算土方量是根據(jù)野外實(shí)地測定的地面點(diǎn)高程數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)高程，通過軟件生成一定方格寬度的方格網(wǎng)來計(jì)算每個(gè)方格內(nèi)的填挖方量，最后累計(jì)得到指定范圍內(nèi)填方和挖方的土方量，并繪出填挖方分界線。用方格網(wǎng)法計(jì)算土方量，設(shè)計(jì)面可以是平面、基準(zhǔn)點(diǎn)斜面、基準(zhǔn)面斜面及三角網(wǎng)，其操作步驟為：

（1）工程應(yīng)用——方格網(wǎng)法土方計(jì)算

（2）選擇計(jì)算區(qū)域邊界線，將需要計(jì)算土方量的區(qū)域用PL線連接成一個(gè)封閉區(qū)域。

（3）選擇設(shè)計(jì)面，設(shè)計(jì)面為平面時(shí)在目標(biāo)高程中填入設(shè)計(jì)高程（本工程為15米），并導(dǎo)入高程點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件，在方格寬度中可根據(jù)需要輸入適當(dāng)寬度，本次選擇默認(rèn)的20米。當(dāng)設(shè)計(jì)面為斜面時(shí)，可選擇“基準(zhǔn)點(diǎn)”和“基準(zhǔn)面”兩個(gè)方法，根據(jù)需要輸入設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。當(dāng)場地雜亂無章可導(dǎo)入三角形文件，即采用“三角網(wǎng)文件”方法計(jì)算，其操作界面如圖（2）。

（4）點(diǎn)擊確定，其成圖結(jié)果如圖（3）所示。

3.2DTM法

DTM法適合地形條件變化較大，起伏破碎的情況。其以外業(yè)采集的測量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，建立DTM模型，通過三角網(wǎng)計(jì)算每個(gè)三角網(wǎng)內(nèi)的挖填方量，最后累計(jì)得到區(qū)域內(nèi)的挖填方總和。其圖形模型逼真，精度高，但數(shù)據(jù)量大，對(duì)野外數(shù)據(jù)的采集要求高，建模較為復(fù)雜。DTM法提供了3種土方計(jì)算模式，分別是根據(jù)坐標(biāo)文件、根據(jù)圖上高程點(diǎn)及根據(jù)圖上三角網(wǎng)，本次計(jì)算采用根據(jù)圖上高程點(diǎn)方法，其操作步驟如下：

（1）工程應(yīng)用——DTM法土方計(jì)算——根據(jù)圖上高程點(diǎn)

（2）選擇計(jì)算區(qū)域邊界，采用PL線將所測區(qū)域連接成一個(gè)封閉區(qū)域。

（3）平場標(biāo)高輸入設(shè)計(jì)高程（本工程為15米），邊界采樣間距根據(jù)實(shí)際需要輸入，本工程采用默認(rèn)的20米。對(duì)話界面如圖（4）。

（4）點(diǎn)擊確定，出現(xiàn)如圖（5）信息框，并生成dtmtf.log文件

（5）根據(jù)自身需要在圖形的左下角選擇生成圖形的位置，如圖（6）

3.3兩種方法與傳統(tǒng)方法結(jié)果比較

該河道河灘由于先前采砂過度，造成地形起伏較大，地形破碎，坑塘遍布，施工方采用水準(zhǔn)儀在土石方工程前后按照軟件默認(rèn)格網(wǎng)寬度20米進(jìn)行野外數(shù)據(jù)采集，經(jīng)過對(duì)比計(jì)算得出填方3102立方米，挖方4211立方米，南方CASS軟件采用DTM法計(jì)算所得結(jié)果較施工方計(jì)算結(jié)果接近，達(dá)到了預(yù)期的效果。

在土石方計(jì)算中需要注意

（1）用于圈定計(jì)算范圍的復(fù)合線要能反映現(xiàn)場實(shí)際狀況，且注意閉合，不進(jìn)行擬合處理，擬合過的曲線會(huì)影響計(jì)算精度。

（2）計(jì)算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)要求準(zhǔn)確，檢查數(shù)據(jù)文件內(nèi)容是否滿足計(jì)算區(qū)域的要求，另外對(duì)圖上高程點(diǎn)數(shù)據(jù)屬性進(jìn)行檢核，剔除錯(cuò)點(diǎn)，避免初始誤差存在。

（3）選擇合適的計(jì)算方法，根據(jù)現(xiàn)場地形條件選擇適合的方法計(jì)算，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、可靠性。

4、結(jié)束語

隨著祖國現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展，工程建設(shè)項(xiàng)目日益增加，測繪工作者不僅需要完成各種測量數(shù)據(jù)的采集，同時(shí)土方量的計(jì)算也成為工作之一，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)地情況通過南方CASS軟件選擇恰當(dāng)?shù)耐练搅坑?jì)算方法，準(zhǔn)確的計(jì)算出挖填方量能有效的避免施工方與設(shè)計(jì)單位之間不必要的糾紛。

參考文獻(xiàn)

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