CASS中的三角网法土方量计算方法分析

周永浩

（山东新汇建设集团有限公司，山东东营 257000）

CASS中的三角网法土方量计算方法分析

周永浩

（山东新汇建设集团有限公司，山东东营 257000）

结合工程实例，阐述了CASS软件中的三角网法土方量计算方法的基本操作，并对其原理、适用范围、精度条件等进行了分析，对土方量的计算具有一定的实用意义。

CASS软件；三角网法；土方量

土方计算是工程建设中十分重要的内容，由于土方计算的方法及其对应的原理各不相同，对于同一区域，可能会得到不同的计算结果，从而引起一些计算结果上的争议。因此，对各种土方量计算方法进行研究，掌握其对应的原理和特点是极其重要的。CASS软件中的三角网法是土方量计算常用的方法之一，对于其原理、适用范围和精度等问题的探究，对土方计算具有积极意义。

1 三角网法简介

1.1 原理

三角网法是利用构成DTM三角网来计算土方量的。根据实地测定的地面点坐标（X，Y，Z）和设计高程，通过系统进行重新生成，得到一个立体的三角网，然后将网中的每一个三角形看作个体，并将其构成不规则的三棱柱模型。其中，三棱柱的顶面为立体式的三角网对应的三角形，底面为倾斜面在平场标高所在的水平面的投影构成的三角形。分别来计算每个三棱柱的填挖方量，最后累积得到指定范围内的填方和挖方分界线。

1.2 适用范围

三角网法根据已知的土方计算条件的不同，有3种计算方式可供选择：根据坐标文件，根据图上高程点，根据图上三角网，该方法适用于平整后为平面的场地。对于复杂场地的土方计算，三角网法同样适用。在进行计算时，还可以根据实际要求设置边坡。

1.3 精度分析

影响三角网法的精度因素如下：采用三角网模拟地表面，每个三角形范围内是一个平面，存在以直代曲造成的模型误差。但由于三角网建网过程中可以很好地考虑到地面特征点和特征线的影响，在地形复杂的地区可加密三角网，在地形平坦的地区减少采样点，因此更适合模拟原始地表面。在同等数据量的条件下，采用三角网模拟地表面的精度要比方格网高。

2 CASS软件操作步骤

2.1 根据坐标文件

1）利用多段线绘出图中要进行土方计算的区域边界，并将其闭合。

2）点击工程应用——DTM法土方计算——根据坐标文件。

3）选取边界线，选取坐标数据文件，窗口上弹出土方计算参数设置对话框，设置平场标高、边界采样间距，并按要求进行边坡设置。

4）设置完参数后，系统将自动生成三角网，得到挖、填方量，命令行显示挖方量和填方量的值。同时图上绘出所分析的三角网以及填挖方的分界线。

5）生成土石方计算表。

2.2 根据图上高程点

1）利用多段线绘出图中要进行土方计算的区域边界，并将其闭合。

2）点击工程应用——DTM法土方计算——根据图上高程点。

3）选择计算区域边界线，设置平场标高、边界采样间距，并进行边坡设置。

4）设置完毕后，系统自动生成闭合区域的三角网，并得到填方量和挖方量，同时图上显示出填方和挖方的分界线。

5）生成土石方计算表。

2.3 根据图上三角网1）根据图中的各已知点的高程值建立DTM。2）点击工程应用——DTM法土方计算——根据图上三角网。

3）在命令行设置平场标高的值，在图上选取要参与填挖方计算的三角网（不需要进行边坡设置）。

4）设置完毕后，得到填方量和挖方量，同时图上显示出填挖方的分界线。（不生成土石方计算表）

3 实例计算与分析

3.1 工程概况

测区位于龙居生态园内，属于龙居生态园道边沟土方测量项目中的一部分。龙居生态园位于东营区西南部，距区政府20km，东邻史口、牛庄2镇，南与博兴县交界、西依黄河与利津县相望，北与垦利县接壤，属于黄河冲积平原。而本次计算的区域为测区中西侧的一个斜坡的土方量，该斜坡为靠近西边路的一个土坝，在施工前后，该土坝的土方量发生了变化。本次计算的主要目的就是将土方的变化量计算出来。在CASS软件中，利用DTM三角网法计算两期土方时，需要得到两期的三角网。在该区域中，由于原始边界缺高程点，无法生成三角网，所以要变换一下方式来计算该土方。

3.2 土方量计算方法

在计算两个时期之间土方时，通常不会给出平场标高的值，采取如下2种方法计算：

1）对两期场地分别进行填方计算，设定一个高度值，且高于该场地的所有高度。然后将得到的填方量的结果作差值，即为两期土方的差值。

2）对两期场地分别进行挖方计算，设定一个高度值，且低于该场地的所有高度。然后将得到的挖方量的结果作差值，即为两期土方的差值。

已知原始区域最小高程值为10.32m，最大高程值为20.93m；验收区域最小高程值为10.645m，最大高程值为22.721m。分别利用上述2种方法进行计算，在计算填方时，将平场标高设为23m；在计算挖方时，将平场标高设为10m。结果如表1所示。

表1 土方计算结果表m3

3.3 结果验证

分别对原始图和验收图进行区域土方量平衡，结果如表2所示。

表2 区域土方平衡计算结果

由上述结果可知：区域进行自身填挖的基础上，还需要从外界运进的土方量为4441.532m3。

3.4 结果分析与改进

1）结果分析。从上面的计算结果可以看出，利用三角网法计算的结果与区域土方量平衡算法结果比较相近，体现了该方法的准确性。

2）精度改进。根据前面分析的精度影响因素，可针对以上方法提出相应的改进措施来提高计算结果的精度，具体如下：利用三角网法进行计算时，尽量选择地势起伏较小的地区，若地形较复杂，则应加大测点的密度，尤其是在高程变化较大的地方；三角网法适用于各种地形的土方计算，在土方计算时，应首选该方法或者以此进行检验。

4 结语

通过实例计算以及理论分析可知，不同方法对于同一地形的计算结果是不同的，而同一种方法对于不同的地形的计算精度也不一样。因此，在进行土方的相关计算时，要先对该地区的地形情况进行分析，然后针对不同的对象选择不同的方法，这样才能得到理想的结果。

（责任编辑崔春梅）

TU751

B

1009-6159（2014）-01-0018-02

2013-10-11

周永浩（1981—），男，助理工程师