土方计算的几种方法
8页1、。土方量计算方法来源:资源网土方量的计算是建筑工程施工的一个重要步骤。工程施工前的设计阶段必须对土石方量进行预算, 它直接关系到工程的费用概算及方案选优。在现实中的一些工程项目中,因土方量计算的精确性而产生的纠纷也是经常遇到的。如何利用测量单位现场测出的地形数据或原有的数字地形数据快速准确的计算出土方量就成了人们日益关心的问题。比较经常的几种计算土方量的方法有:方格网法、等高线法、断面法、DTM法、区域土方量平衡法和平均高程法等。1、断面法当地形复杂起伏变化较大,或地狭长、挖填深度较大且不规则的地段,宜选择横断面法进行土方量计算。上图为一渠道的测量图形,利用横断面法进行计算土方量时,可根据渠LL,按一定的长度L 设横断面A1、A2、 A3Ai 等。断面法的表达式为(1)在( 1)式中, Ai-1 , Ai 分别为第i 单元渠段起终断面的填( 或挖 ) 方面积; Li 为渠段长; Vi 为填 ( 或挖 )方体积。土石方量精度与间距L 的长度有关, L 越小,精度就越高。但是这种方法计算量大,尤其是在范围较大、 精度要求高的情况下更为明显; 若是为了减少计算量而加大断面间隔,就会降低计算结
2、果的精度;所以断面法存在着计算精度和计算速度的矛盾。-可编辑修改 -。2、方格网法计算对于大面积的土石方估算以及一些地形起伏较小、坡度变化平缓的场地适宜用格网法。这种方法是将场地划分成若干个正方形格网,然后计算每个四棱柱的体积,从而将所有四棱柱的体积汇总得到总的土方量。在传统的方格网计算中,土方量的计算精度不高。现在我们引入一种新的高程内插的方法,即杨赤中滤波推估法。2.1 杨赤中推估杨赤中滤波与推估法就是在复合变量理论的基础上,对已知离散点数据进行二项式加权游动平均,然后在滤波的基础上,建立随即特征函数和估值协方差函数,对待估点的属性值(如高程等)进行推估。2.2 待估点高程值的计算首先绘方格网 ,然后根据一定范围内的各高程观测值推估方格中心O的高程值。绘制方格时要根据场地范围绘制。由离散高程点计算待估点高程为(2)其中,为参加估值计算的各离散点高程观测值,为各点估值系数。而后进一步求得最优估值系数,进而得到最优的高程估值。2.3 挖(填)土方量区域面积的计算如果,土方量计算的面积为不规则边界的多边形。那么在面积进行计算时,先对判断方格网中心点是否在多边形内,如果在,那么就要计算该格
3、网的面积,否则可以将该格网面积略去。-可编辑修改 -。如图 3所示,首先对格网中心点P 进行判断,可以采用垂线法,即过P()点作平行于y 轴向下的射线设多边形任意一边的端点为,令(1) 当 ,则射线与该边有交点, 否则无交点 , 若 y=,则知 P 在多边形上。(2) 当 =0时,若 x=,则当 y时,二者有交点() ,当 y0时,不予考虑。对多边形各边进行上述判断,并统计其交点个数 m,当 m为奇数时,则 P 在多边形内部,否则 P 不在多边形内部。通过对图中、点的判断可以知道,位于多边形内,位于多边形外。那么,所在的格网的面积要进行计算,而所在的格网的面积则可以略去。然后利用杨赤中滤波推估法求得的每个方格网的中心点的高程值与格网面积进行计算。即 =( 3)ij表示第 i 行 j 列的小方格网,a,b 为格网的边长,最后汇总土方量。表 1杨赤中法与其它方法内插精度比较-可编辑修改 -。3、 DTM法(不规则三角网法)不规则三角网 (TIN) 是数字地面模型 DTM表现形式之一,该法利用实测地形碎部点、特征点进行三角构网,对计算区域按三棱柱法计算土方。基于不规则三角形建模是直接利用野外
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