楊嗣明

【摘要】本文以鴻業(yè)市政道路軟件土方計算模塊為基礎(chǔ)，介紹了網(wǎng)格法土方計算在土方平衡中填挖方量計算的計算流程，并附工程實例。該方法適用于建筑設(shè)計中正負(fù)零的確定，以及土建工程中大型場地平整土方量的計算，有較強的適用性，其應(yīng)用有利于提高土方工程的計算精度和效率。

【關(guān)鍵詞】網(wǎng)格法、土方平衡、場地平整

一、概述

在工程施工中，尤其是大型場地平整的土方施工中需要進行填挖方量計算。鴻業(yè)市政道路軟件中的土方計算模塊能較好地解決土方平衡的填挖方量計算問題。在之前的土方平衡設(shè)計中，往往要利用其它方法或軟件來計算，工作量大，效率低下，設(shè)計效果均不理想；通過對鴻業(yè)市政道路軟件進一步研究和開發(fā)，發(fā)現(xiàn)其除在市政道路設(shè)計中的強大功能外，還能解決其他工程設(shè)計中的問題，如土方平衡中填挖方量的計算。

在較大范圍內(nèi)計算土方，鴻業(yè)市政道路軟件的網(wǎng)格法土方計算模塊在計算填挖方量時能獲得較高的精度，工作量較小，計算也較簡單。它的基本原理是：在需要計算的范圍內(nèi)按一定的間距繪好方格網(wǎng)，以設(shè)計高程面作為土方計算的底面，根據(jù)地形圖上高程點或等高線內(nèi)差出各方格頂點的高程，分別計算出各方格的土方量，然后將全部方格內(nèi)土方兩累加起來得到總土方量。

二、網(wǎng)格法土方計算流程

1. 原始地形數(shù)據(jù)采集

建立原始地形數(shù)據(jù)，如果是等高線要離散形成離散點。為提高計算精度，在計算前，除對一般的地形適當(dāng)加密高程點，應(yīng)重點加密坎、溝、塘、獨立土堆等地方，一般要參照地形及實測高程點在坎、溝及塘等的上、下加密高程點。

2. 繪制土方邊界

根據(jù)設(shè)計需要，繪制一個封閉的區(qū)域，確定需要計算土方量的范圍。

3. 繪制土方網(wǎng)格

對土方計算的區(qū)域按一定的網(wǎng)格大小進行分割。網(wǎng)格的大小要根據(jù)地形的復(fù)雜程度和設(shè)計要求的精度確定，邊長一般常采用20m×20m 或40m×40m （地形平坦、機械化施工時也可采用100m×100m）。繪制網(wǎng)格時，確定方格網(wǎng)基點位置要考慮到方格網(wǎng)的位置對圖面美觀及統(tǒng)計的影響，如果基點定義不合適的話有可能在所有的邊界都是殘缺方格。

4. 網(wǎng)格編號（可選）

當(dāng)同時需要計算幾個土方邊界范圍土方時，程序可依次對所選擇的土方邊界范圍自動進行網(wǎng)格編號。

5. 網(wǎng)格處理

土方網(wǎng)格生成后一定要進行網(wǎng)格處理，處理完成后會看到每個網(wǎng)格中間會多出一個白點，這些資料儲存點記錄了每個網(wǎng)格的信息。

6. 定義角點標(biāo)高

對網(wǎng)格節(jié)點即角點進行自然標(biāo)高和設(shè)計標(biāo)高的定義。定義角點標(biāo)高的方法有六種：①由等高線計算；②由離散點計算；③由參考點推算；④由兩點內(nèi)外插值計算；⑤成組定義；⑥逐點定義。定義對象選擇自然標(biāo)高，可以先不進行設(shè)計標(biāo)高的定義，而先做土方優(yōu)化，然后根據(jù)優(yōu)化結(jié)果定義各點設(shè)計標(biāo)高（如已有設(shè)計標(biāo)高，可直接將定義對象設(shè)為設(shè)計標(biāo)高，然后跳過土方優(yōu)化，而直接進行土方計算）；標(biāo)高定義方式一般選擇由離散點計算。

7. 土方優(yōu)化（可選）

如果直接優(yōu)化計算，程序會按照“該區(qū)域內(nèi)土方量最小、且挖填方基本平衡”

的原則給出一個最佳結(jié)果。如果對優(yōu)化參數(shù)中的某幾項有要求，可對其直接定義，重新優(yōu)化計算，則程序會按照“挖填基本平衡”重新計算，如對結(jié)果滿意，可選擇該設(shè)計標(biāo)高，程序會根據(jù)優(yōu)化結(jié)果算出每個角點的標(biāo)高。此時，圖上會出現(xiàn)幾條黃線，即為挖填平衡線。連續(xù)三次優(yōu)化，最終調(diào)整填挖差到0.01%。

8. 土方計算

根據(jù)網(wǎng)格的各個角點的自然和設(shè)計標(biāo)高值計算本網(wǎng)格內(nèi)的填挖方數(shù)據(jù)。

9. 土方統(tǒng)計

程序可根據(jù)土方計算結(jié)果，出土方統(tǒng)計表，統(tǒng)計結(jié)果會列出填挖方量。

10. 土方三維

如需觀察土方三維效果，程序會自動生成土方三維效果圖。

三、工程實例：博爾塔拉賓館場地平整土方優(yōu)化計算

博爾塔拉賓館總用地面積92450 。下面是該項目土方平衡優(yōu)化計算的結(jié)果。

1、確定該項目土方量計算范圍（圖1虛線所示）。

2、按邊長20m×20m網(wǎng)格對土方計算區(qū)域進行分隔，生成項目區(qū)建設(shè)用地地形三維效果圖。（圖2所示）

3、對土方網(wǎng)格進行處理，定義角點標(biāo)高（定義對象為自然標(biāo)高，標(biāo)高計算方式選擇由離散點計算）。對項目區(qū)進行土方優(yōu)化，根據(jù)優(yōu)化結(jié)果，選擇設(shè)計標(biāo)高為509.40m，生成土方填挖平衡線（圖1實線所示）和項目建設(shè)用地土方平衡三維效果圖（圖3所示，X方向坡度為0.0%，Y方向坡度為0.0%）。

4、出土方統(tǒng)計表。

四、結(jié)束語

場地平整土方計算是土建工程中經(jīng)常遇到的問題，利用鴻業(yè)市政道路軟件進行土方平衡的挖填方計算，避免了其他方法要標(biāo)定大量的高程梯度、復(fù)雜的內(nèi)插等繁重工作。該方法有較強的適用性，其土方計算具有較高的精度和效率。在土方平衡工程設(shè)計中，在已有高程點的情況下，利用其計算土方量是一個很好的選擇方案。

參考文獻：

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