建筑挖土方(一文教你快速学会土方工程计算土方工程计算方法+工具+案例详解)

Posted 2023-05-25

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建筑挖土方(一文教你快速学会土方工程计算土方工程计算方法+工具+案例详解)

土方工程是建筑工程施工中主要工种工程之一，包括一切土（石）方的挖梆、填筑、运输以及排水、降水等方面。土方工程的工程量大，施工条件复杂，受地质、水文、气象等条件影响较大。因此，在组织土方工程施工，应作好必要的工作，以确保工程质量。

土方工程计算方法

在建筑工程中，最常见的土方工程有：场地平整，基坑（槽）开挖，地坪填土，路基填筑及基坑回填土等。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。比较常用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，我们简单的看一下最常用的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。

土方工程计算工具

对于复杂的、工程量大的土方工程，我们需要利用软件辅助计算，如道路设计BIM软件OpenRoads Designer。OpenRoads Designer能创建3D挖填土石方模型，作为数字孪生模型，精确计算、可视化并总结挖填量分析。OpenRoads Designer 独特的建模功能帮助提升土石方量工作流，实现效率最大化，节约成本。