常见的土方量计算方法的特点及案例简析

别聪毅

摘 要：工程建设中，土方量计算的准确性和精确性成为工程预算、施工组织设计及成本控制的重要参考。对于不同的现场条件如何选用合适土方计算方法在此时显得尤为重要，这也是现场测量工程师们经常遇到的问题。本文以南方cass中四种计算^[1]方法为例进行讨论。

关键词：土方计算;特点;案例简析

1 常见的四種土方量计算法

1.1  方格网法

方格网法是在工程建设中应用最广泛和认可度比较高的方法。在地形起伏较小，坡度变化较缓的区域（如低矮丘陵及平原地区）尤其适合应用。此法生成土方计算图简明直观，包含填挖方分界线，各格网地块的现状和原始地形高差，变化方量等有效信息，适用于指导土方现场施工，实用性强。由于方格网法采取格网四角点高程取平均值的方法计算推测方量，故格网间距越小、高程测点越多则土方量精确度越高。但是测点的间距必须小于格网间距，否则会造成格网角点高程完全依靠软件拟合产生，与实际地貌偏差过大造成计算方量精确度变低。其缺点是不适用于起伏较大地形，且土方量的精确度提高必须以高密度外业测量数据为前提。

1.2  DTM法

以DTM常见表现形式 的三角网法为例，不规则三角网建模是直接利用野外实测的地形特征点（离散点）构造出邻接的三角形，组成不规则三角网结构。不同于方格网法，三角网中的点和线的分布密度和结构完全可以与地表的特征相协调，直接利用原始资料作为网格结点;不改变原始数据和精度;能够插入地性线以保存原有关键的地形特征，以及能很好地适应复杂、不规则地形，从而将地表特点最大程度的拟合。DTM法适合在任意地形中应用，尤其在起伏较大，陡坡陡坎密布的地区（如山区、丘陵地区等）能显示出其优越特点。其缺点是建模复杂，高程点采集工作量较大。

1.3 断面法

地块狭长、挖填深度较大且不规则的线性工程（如道路、河道等），宜选择断面法进行土方量计算。断面土石方量精度与计算间距L的长度有关，L越小，精度就越高;若是为了减少计算量而加大断面间隔，就会降低计算结果的精度。故在大范围不规则的断面计算中，外业测量需要根据现场情况增加测量断面数，并在内业计算中准确设置对应的断面计算参数^[2]，以保证计算精确度。否则其土方量计算的精确度将不易评价。

1.4 等高线法

等高线法可以用于任意两条等高线之间的土方量计算，实际工作中使用较少，一般用于土方量估算。其优点是在缺乏高程点数据的情况下利用现有等高线进行快速计算。但是此法应用的前提是等高线必须闭合（如山丘顶部），应用范围比较小。

2 各计算方法的案例分析

本文分别选择湖北省中部具有代表性的西北部荆山边缘丘陵地貌、东南部江汉平原地貌和某地道路改造项目共三地块进行计算比较，以直观的反应各计算方法的精度。

由以上各表可以看出，除带状地形图在使用断面土方计算法精度较高外外， DTM法和方格网法在其他各种地形中计算土方的误差都相对较小。在计算过程中，缩小断面间距增加断面数量，增加方格网中方格的密度以及增加DTM法中测点的数量，减小等高距等手段均可在一定程度上提高各种计算方法时的计算精度。

3 结语

在较为平坦的平原和地形起伏不大的地块适宜采用方格网法，此法采集数据量少，占用存储小，计算速度快;在地形复杂，起伏较大的高山及丘陵区则适合采用DTM法;在狭长地带，如河道、道路、河堤宜于采用有针对性的断面法，在地貌相对突起（山头）或低洼（冲沟），测区范围线刚好被等高线重合或环绕，则针对性采用等高线法。

综上所述，在对不同情形下的地块进行土方计算时，应考虑精度要求及施工成本等方面，选择合适的计算方法，以求最优解决方案。

参考文献：

[1] 范玉平  南方cass在土方计算中的应用[J] ，测绘与空间地理信息  2011，34（4）;249-250+254

[2] 刘建英    南方cass在土方计算方法的探讨及特殊地貌土方量的计算[J]，城市勘测，2008，（5）;108-115