徐曉艷 何泓坪

摘 ? 要：本文結(jié)合案例闡述了運(yùn)用南方cass9.0軟件計(jì)算土方的方法及各種方法的適用情況，并重點(diǎn)闡述了方格網(wǎng)法在平整場(chǎng)地中的各種具體應(yīng)用，對(duì)于建筑類(lèi)或與建筑類(lèi)相關(guān)工程的測(cè)繪人員，應(yīng)該會(huì)有一定的參考價(jià)值，同時(shí)，本文還指出了該軟件在土方計(jì)算中的優(yōu)勢(shì)和不足之處，特別利于軟件開(kāi)發(fā)者進(jìn)一步改進(jìn)，以更好地滿足用戶的需求。

關(guān)鍵詞：南方cass9.0 ?土方計(jì)算 ?方格網(wǎng)法

中圖分類(lèi)號(hào)：U65 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2020）04（c）-0016-03

1 ?引言

南方CASS成圖軟件從5.0版本升級(jí)到目前的9.0版本，功能越來(lái)越完善，界面越來(lái)越“友好”，無(wú)論是那個(gè)版本都提供了多種計(jì)算土方量的方法，滿足了大多數(shù)土方工程用戶的需求。方法越多，如何靈活應(yīng)用？如何熟練應(yīng)用？特別是對(duì)于一些比較復(fù)雜的土方工程，“如何巧用”就很有講究了。

在建筑工程施工中、道路工程施工中、水利樞紐工程施工中，特別是一些大型場(chǎng)地平整、綠化工程等土方施工中都需要進(jìn)行挖填方量計(jì)算。它既是控制工程進(jìn)度的一個(gè)重要依據(jù)，也是計(jì)算土地平整項(xiàng)目成本的主要依據(jù)。如何利用測(cè)量單位現(xiàn)場(chǎng)測(cè)出的地形數(shù)據(jù)或原有的數(shù)字地形數(shù)據(jù)更加客觀、準(zhǔn)確地計(jì)算土方量，減少或避免土方工程爭(zhēng)議，值得我們探討。決定土方量計(jì)算精度的因素有很多，其中計(jì)算方法是非常重要的一環(huán)。南方CASS9.0提供的計(jì)算土方量的方法有：方格網(wǎng)法、等高線法、DTM法、斷面法。本文將結(jié)合算例重點(diǎn)闡述方格網(wǎng)法在建筑工程中的靈活應(yīng)用，并簡(jiǎn)要談?wù)剛€(gè)人對(duì)其他幾種方法應(yīng)用的見(jiàn)解。

2 ?方格網(wǎng)法計(jì)算土方量

某場(chǎng)地平整項(xiàng)目擬采用機(jī)械化施工，已按100m×100m的方格采集了各方個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)及高程，參照?qǐng)D如圖1，需將它平整為各種不同場(chǎng)地時(shí)的土方計(jì)算方法實(shí)現(xiàn)起來(lái)也會(huì)有所不同，所以對(duì)基本概念，基本原理必須準(zhǔn)確理解。

（1）平整為設(shè)計(jì)高程為某一已知高程的平面。

這是一種最簡(jiǎn)單的場(chǎng)地平整項(xiàng)目，按方格網(wǎng)法采集完數(shù)據(jù)，在CASS軟件中用復(fù)合線將待平整區(qū)域封閉后，直接選擇主菜單工程應(yīng)用下的方格網(wǎng)法，然后在對(duì)話框里選擇對(duì)應(yīng)的dat數(shù)據(jù)文件，平面目標(biāo)高程中輸入已知高程，方格寬度設(shè)為100m即可，軟件即會(huì)快速計(jì)算出相應(yīng)的挖填方量。

（2）平整為使該區(qū)域挖填方剛好平衡的平面。

相對(duì)于第一種情況，這種場(chǎng)地平整項(xiàng)目的設(shè)計(jì)高程變?yōu)榱宋粗捶礁窬W(wǎng)法采集完數(shù)據(jù)，在CASS軟件中用復(fù)合線將待平整區(qū)域封閉后，直接選擇主菜單工程應(yīng)用下的區(qū)域土方量平衡，之后會(huì)有兩種方案，一種是根據(jù)坐標(biāo)文件，一種是根據(jù)圖上高程點(diǎn)，無(wú)論用哪一種，軟件都會(huì)很快計(jì)算出相應(yīng)的挖填方量，同時(shí)把挖填方平衡的高程計(jì)算出來(lái)。

（3）平整為以某一點(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)且僅有一個(gè)坡度的傾斜面。

這種場(chǎng)地平整項(xiàng)目由于是平整為一個(gè)只有一個(gè)坡度的斜面，所以沒(méi)有唯一固定的設(shè)計(jì)高程，依舊需要按方格網(wǎng)法采集完數(shù)據(jù)，在CASS軟件中用復(fù)合線將待平整區(qū)域封閉后，直接選擇主菜單工程應(yīng)用下的方格網(wǎng)法，然后在對(duì)話框里選擇對(duì)應(yīng)的dat數(shù)據(jù)文件，然后按圖2所示輸入場(chǎng)地平整的相應(yīng)參數(shù)即可。特別注意該軟件在拾取第二點(diǎn)的時(shí)候是按下坡方向來(lái)選取的，不要把方向弄反了，否則會(huì)出現(xiàn)計(jì)算錯(cuò)誤。

（4）平整為以某一直線為基準(zhǔn)線且僅有一個(gè)坡度的傾斜面。

這種場(chǎng)地平整項(xiàng)目可以實(shí)現(xiàn)將場(chǎng)地平整為有兩個(gè)坡度的傾斜面，基準(zhǔn)線本身可以有一個(gè)坡度，通過(guò)設(shè)置基準(zhǔn)點(diǎn)1的設(shè)計(jì)高程和基準(zhǔn)點(diǎn)2的設(shè)計(jì)高程來(lái)實(shí)現(xiàn)坡度對(duì)應(yīng)，非基準(zhǔn)線方向的坡度可以直接輸入，例如需要將圖1所示的項(xiàng)目平整為以測(cè)區(qū)左下角點(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)，從西→東方向?yàn)?‰的上坡，從南→北方向?yàn)?‰的上坡。這樣的項(xiàng)目是場(chǎng)地平整項(xiàng)目中比較難的一種情況，有的基礎(chǔ)計(jì)算是需要用專(zhuān)業(yè)知識(shí)先手動(dòng)解算出來(lái)的，比如說(shuō)左下角點(diǎn)的設(shè)計(jì)高程，右下角點(diǎn)的設(shè)計(jì)高程就必須先算出來(lái)，解算這兩點(diǎn)的設(shè)計(jì)高程的基本原理簡(jiǎn)要介紹如下。按方格網(wǎng)法采集完數(shù)據(jù)后，方可做如下計(jì)算。

①計(jì)算場(chǎng)地的實(shí)際平均高程

本論文中均以100m×100m的方格計(jì)算，所以整方格的面積為10000m2，整方格的權(quán)Pi為1，非整方格的權(quán)Pi為對(duì)應(yīng)圖形的面積與整方格的面積的比值，Hi為各個(gè)各個(gè)小圖形的平均高程。

本例中的平均高程根據(jù)上式計(jì)算得H平=1852.78m

②計(jì)算滿足設(shè)計(jì)坡度的基準(zhǔn)點(diǎn)的設(shè)計(jì)高程

⑴用專(zhuān)業(yè)知識(shí)先計(jì)算以基準(zhǔn)點(diǎn)為最低點(diǎn)的各方格點(diǎn)的填高。

⑵計(jì)算最低點(diǎn)以上的土方量V=140803m3

⑶ 計(jì)算平均攤鋪厚度

⑷計(jì)算基準(zhǔn)點(diǎn)的設(shè)計(jì)高程

因?yàn)樽笙陆屈c(diǎn)到右下角點(diǎn)的距離為370m，坡度為2‰的上坡，所以

H右下角點(diǎn)=1851.66+370×2‰=1852.60m

做完基礎(chǔ)計(jì)算后在CASS軟件中用復(fù)合線將待平整區(qū)域封閉后，直接選擇主菜單工程應(yīng)用下的方格網(wǎng)法，然后在對(duì)話框里選擇對(duì)應(yīng)的dat數(shù)據(jù)文件，然后按圖3所示輸入場(chǎng)地平整的相應(yīng)參數(shù)即可。特別注意該軟件在拾取第二點(diǎn)的時(shí)候是按下坡方向來(lái)選取的，不要把方向弄反了，否則會(huì)出現(xiàn)計(jì)算錯(cuò)誤解算成果如圖4所示。

3 ?結(jié)語(yǔ)

南方CASS軟件中的方格網(wǎng)法計(jì)算土方量非常適用于起伏不是很大、地形不復(fù)雜的建筑類(lèi)場(chǎng)地平整、綠化場(chǎng)地平整，它提供了將場(chǎng)地平整為水平面，平整為有一個(gè)坡度的傾斜面，平整為有2個(gè)坡度的傾斜面的土方計(jì)算，應(yīng)用起來(lái)整體還是非常方便的。若要將場(chǎng)地平整為傾斜面，特別是平整為有2個(gè)坡度的傾斜面，其他幾種計(jì)算方法應(yīng)用起來(lái)則無(wú)法實(shí)現(xiàn)。DTM 法土方計(jì)算土方量可以通過(guò)原始坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件、圖上高程點(diǎn)或者已有三角網(wǎng)三種方法進(jìn)行計(jì)算，不改變?cè)紨?shù)據(jù)和精度，三角網(wǎng)能很好地適應(yīng)復(fù)雜、不規(guī)則地形，從而更好地表達(dá)真實(shí)的地面特征，若是只需要平整為一已知高程面的水平面的話，對(duì)于復(fù)雜地形，DTM法是首選的方法。斷面法則比較適用于狹長(zhǎng)區(qū)域的土方計(jì)算，比如說(shuō)道路工程，在用這種方法時(shí)需要計(jì)算人員對(duì)里程文件的結(jié)構(gòu)有較為透徹的認(rèn)識(shí)，否則容易出錯(cuò)。對(duì)于沒(méi)有高程數(shù)據(jù)，而只有通過(guò)紙質(zhì)圖件進(jìn)行矢量化得到的圖形文件，則可以選用等高線法來(lái)計(jì)算土方量，但這種方法有個(gè)劣勢(shì)就是要求所選等高線必須是閉合的，否則不進(jìn)行計(jì)算，所以這種方法局限性特別大，一般很少使用，若是碰到只有等高線，沒(méi)有原始高程數(shù)據(jù)的待平整區(qū)域，可以先用工程應(yīng)用菜單下的等高線生成數(shù)據(jù)文件功能，對(duì)待平整區(qū)域的等高線生成數(shù)據(jù)文件后，再運(yùn)用DTM法來(lái)計(jì)算土方量，這樣計(jì)算的結(jié)果精度當(dāng)然沒(méi)有根據(jù)原始實(shí)測(cè)高程點(diǎn)計(jì)算的那么高，需酌情使用?？梢?jiàn)，南方CASS軟件中的各種土方計(jì)算方法各有各的優(yōu)勢(shì)，若是方格網(wǎng)計(jì)算中平整為兩個(gè)坡度的傾斜面的參數(shù)設(shè)置上能改為直接選定基準(zhǔn)點(diǎn)后輸入兩個(gè)坡度即可，把算法再優(yōu)化一下，那么對(duì)于待平整區(qū)域地形不復(fù)雜，但是又需要平整為多坡度傾斜面時(shí)，還是首選方格網(wǎng)法。

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