土地平整项目中土方量计算方法比较

刘双 汪明

摘 要：在工程施工中，如何对土方进行准确测量，以及合理利用土方量计算方法，不仅仅是关系到工程造价的重要问题，同时也对施工组织产生了一定的影响。为此，应对土地平整项目中土方量的计算方法有全面正确的认识，不但要了解土方量的计算方法，还要掌握土方量的计算方法，并学会土方量计算方法的正确运用。

关键词：土地平整项目；土方量计算；方法比较

在工程建设过程中，土方是重要的工程辅助材料，土地平整是工程中的重要施工内容。为了实现土方工程量的正确计算，就要掌握基本的土方量计算方法。从土方量计算的本质来看，土方量计算主要是计算土方的实际体积。由于工程施工中的影响因素较多，土方的挖掘和回填的方式也不同，因而土方量的计算存在一定的实际困难，要想提高土方量的计算准确性，就要结合工程实际，认真分析影响土方量计算的主要因素，并制定具体的计算方法，保证土方量计算能够在准确性方面有较大提高，满足工程建设需要。从目前土方量计算方法来看，主要分为断面法、方格网法和散点法等几种方法。

1 断面法

经过了解发现，断面法是土方量计算中比较常见的方法，在土方量测量中得到了充分运用，该方法简单易行便于操作，在工程中得到了充分运用。在运用断面法的时候，需要满足以下要求：

（1）地形相对复杂，土方回填和开挖的高度相差较大，自然地坪与图纸地坪相差较多的区域。

（2）需要深挖的地形，并且土方深挖产生的截面形状不一。

（3）土方开挖或者回填的道路呈现带状。

2 方格网法

方格网法与断面法相对应，主要应用于项目地址整体地势较为平坦的地区，并且土方开挖和回填的高度差较低，不存在高度差过大或者地势复杂等情况。方格网法实施过程中，主要是将施工区域划分若干个方格区域，并对方格区域内的土方量进行测量，然后按照单位面积和单位深度进行换算，合理计算土方量。方格网法测量的土方量，主要是按照区块进行计算，计算和测量难度较低。

3 散点法

从散点法的概念来看，主要是指利用算数的方法对土方量进行合理计算，并对计算数值进行全面分析，保证计算数值能够满足测量要求。为了保证其测量效果，测量点的布置至关重要。

4 土方量测量方法的相互比较以及存在问题分析

4.1 现有土方量测量方法的相互比较

4.1.1 在实际应用中，断面法虽然与方格网法不同，但是二者所用到的数学原理是相同的，都是基于一次插值的理论，需要进行大量的计算才能得出结果。除此之外，断面法主要是对狭长地带的土方量进行测量，方格网法主要是针对宽面以及地势平坦的区域进行测量，二者的适用范围不同。

4.1.2 在方格网法和断面法的实施过程中，二者的侧重点是不同的。在具体的计算方法上，方格网法和断面法都选择了使用三角棱柱的方法来计算土方的总量，将地形和土方量的变化作为直线来考虑。其中方格网法中如果地形出现非直线变化，则会对测量结果造成较大影响。因此，应对方格网法和断面法的实际选用原则有深入了解。

4.1.3 在误差率上，方格网在土方量的计算上误差主要来源于测量点的误差，如果测量点选择不当、场地面积及标高标注不正确，都会给方格网法的实际测量造成严重影响。因此，应掌握方格网法的测量原则，正确了解方格网法的误差形成原因，有效提高方格网法的测量准确率，满足土方量的测量需要。

4.2 土方测量方法在具体应用中存在的问题

从现有的土方量测量方法来看，传统的测量方法使用较多，并且已经成为土方量测量的主要方式，对解决工程量测量具有重要的促进作用。但是考虑到传统测量方法自身的局限，传统的土方测量方法在运用中在计算结果、应用范围、计算过程等多个方面都存在明显的困难，因此，只有掌握土方测量方法的应用原则及存在的问题，才能保证土方量测量取得积极效果。

4.2.1 断面法具有一定的局限性

从断面法的实际应用来看，断面法只能对狭长地带的土方量进行测量，在平整地面的土方量测量中效果不是十分理想，甚至存在一定的难度。所以，断面法的局限导致了断面法无法在土方量测量中得到广泛应用，而只是在遇到特殊的地形时才能有效应用，既不利于断面法的推广，同时也削弱了断面法的应用效果。为此，应对断面法的局限性有全面深入的了解。

4.2.2 方格网法在具体运用中需要合理使用边扩展概念

所谓边扩展法，就是指先从点集中选择一点作为起始三角形的一个端点，然后找离它距离最近的点连成一个边，以该边为基础，遵循角度最大原则或距离最小原则找到第三个点，形成初始三角形。由起始三角形的三边依次往外扩展， 并进行是否重复的检测，最后将点集内所有的离散点构成三角网，直到所有建立的三角形的边都扩展过为止。

（1）地性线的特点及处理方法

当地性线与一般地形点一道参加完初级构网后，再用地形特征信息检查地性线是否成为了初级三角网的边，若是，则不再作调整；否则，按图1作出调整。总之要务必保证TIN所表达的数字地面模型与实际地形相符。

如图1（a）所示，为地性线，它直接插入了三角形内部，使得建立的TIN偏离了实际地形，因此需要对地性线进行处理，重新调整三角网。图1（b）是处理后的图形，即以地性线为三角边，向两侧进行扩展，使其符合实际地形。

（2） 陡坎的地形特点及处理方法

遭遇陡坎时，地形会发生剧烈的突变。陡坎处的地形特征表现为：在水平面上同一位置的点有两个高程且高差比较大；坎上坎下两个相邻三角形共享由两相邻陡坎点连接而成的边。当构造TIN时，只有顾及陡坎地形的影响，才能较准确地反映出实际地形。

对陡坎的处理如图所示：

如图2（a）所示，点1～4为实际测量的陡坎上的点，每个点其实有两个高程值，不符合实际的地形特征。在调整时将各点沿坎下方向平移了1mm，得到了5～8各点，其高程值根据地形图量取的坎下比高计算得到。将所有的坎上、坎下点合并连接成一闭合折线，并分别扩充连接三角形，即得到调整后的图2（b）。

4.3 三角网法计算土方量

三角网构建好之后，用生成的三角网来计算每个三棱柱的填挖方量，最后累积得到指定范围内填方和挖方分界线。三棱柱体上表面用斜平面拟合，下表面均为水平面或参考面，计算公式为：

如图3所示Z1，Z2，Z3为三角形角点填挖高差；S3为三棱柱底面积。

通过兰州新区低丘缓坡荒滩土地平整工程的实例比较分析，得出DTM法的精度较高，但其计算过程中数据量大，占用大量存储空间。因此，如果地图本身数据量大时就应慎重考虑是否采用该方法。

5 总结语

通过文章的分析可知，在土方量计算方法中，每一种方法都能够达到计算要求，但是每一种计算方法都存在优点和缺点。因此在选择土方量计算方法时，需要根据工程实际以及土方量的计算实际合理选择计算方法，提高计算的准确性。

参考文献

[1]郝莉莎，余建新，张川，等.区域土地整理项目工程量估算方法探讨[J].云南农业大学学报（自然科学），2012（03）.

[2]仕玉治.气候变化及人类活动对流域水资源的影响及实例研究[D].大连理工大学，2011.

[3]聂志平.土地开发整理项目实施效果评价及工程后期管护初探[D].山东农业大学，2010.

[4]赵振霞.基于神经网络的节水灌溉适宜技术优选模型研究及系统开发[D].山东农业大学，2010.

[5]马玲.土地整理项目生态环境影响评价研究[D].辽宁工程技术大学，2009.

[6]李爽.喷头随机喷洒的性能测试与数学模拟研究[D].河北农业大学，2011.