土方量的计算要尽量准确,它直接关系到工程的费用概算及方案选优。
土方量计算包括填、挖土方量的总和。
土方量计算方法是:以相邻两个横断面之间距为计算单位,即分别求出相邻两个横断面上路基的面积和两横断面之间的距离。
土方量计算如图《土方量计算》所示,A1和A2为相邻的横断面上路基的面积,L为A1和A2之间的距离,则二横断面间的土方量可近似地计算为:式中A1和A2可在路基横断面设计图上用求积仪或解析法等方法求得,L可从里程桩间距求得。
土方量计算方法在对土方量进行计算时,要考虑到地形特征、精度要求以及施工成本等方面的情况,选择合适的计算方法,达到最优的目的。
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。
在较为平坦的平原区和地形起伏不大的场地,宜采用方格网法。
这种方法的优点是:计算的数据量小,计算速度快,省却了DTM法庞大的数据存储量。
在狭长地带,比如公路、渠道、沟道等,则适宜使用断面法进行计算土方量。
在地形起伏较大、精度要求高的一些山区,则需要用到DTM的计算方法。
但是也要考虑到图件本身数据量和数据储存等问题。
在精度要求不高、地形简单的区域可选择平均高程法。
下面,我们简单的看一下断面法和方格网法的具体使用方法: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。
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,就会降低计算结果的精度;所以断面法存在着计算精度和计算速度的矛盾。
2.方格网法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。
我们引入一种新的高程内插的方法,即杨赤中滤波推估法。
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)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。
其次,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。
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,那么就要计算该格网的面积,否则可以将该格网面积略去。
土方量计算工具对于复杂的土方量计算,我们需要采用一些软件工具进行辅助,下面,为大家推荐一款市场上比较热门的BIM土方量计算软件:OpenRoads Designer。
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项目难点:1) 场地大,利用率要求高;2) 专业多,涉及路隧、景观、动画、消防、电气等多专业协同难度大;3) 乐园游乐设施种类多,对消防、景观、游客到达度等要求高;4) 项目依山而建,土方的填挖量大,控制土方量且保障各专业设计不冲突是场地设计人员的最大难点。
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具体做出如下工作:基于设计图纸,建立与设计图纸相符的DTM模型,建立场平、道路、景观地形及道路放坡等相关模型;基于方案图纸及后续调整初步设计、施工图纸进行了多次配合调整;基于边坡设计方案进行边坡建模工作;基于湖泊设计方案建立了大湖秀场地及其瀑布方案;小火车轨道的地理位置及其与周边地形的放坡关系;对比原始地形模型及不同版本设计地形,得出填挖方量及填挖方图;各版模型逐步优化填挖方量及相关做法。
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对复杂的游乐设施摆放,标高的确定提供了直接并且科学的依据,土方量由初步设计时的140万方量优化到最终方案的80万方,为客户节约了近7000万元的工程费用。
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