土方平衡計(jì)算方式

1、【快速入門】（視頻下載：）（斷面計(jì)算：）（土方審核：）（土方精靈:）扌桑作內(nèi)容：參考樣圖testl.dwg：計(jì)算所畫區(qū)域內(nèi)的土方填挖量。（具體操作過程可參考視頻文件TEST. EXE；）操作步驟圖1-2<3>/高級 <4><1>:1上,所以我們選擇<1）取所在層上所有文字）示點(diǎn)存在，程序會自動將車，程序自動提取高程并位驗(yàn)證和對編號、圖號等合理采集有很大的好處,1、采集離散點(diǎn)標(biāo)高：（注：離散點(diǎn)，也稱高程點(diǎn)）采集離散點(diǎn)標(biāo)高：選擇數(shù)字文字選某層<1>/框選<2>/當(dāng)前圖（因?yàn)楸緲訄D的標(biāo)高文字放置在同一層選某層）選擇數(shù)字文字：（只要選擇

2、一個(gè)標(biāo)高文字,程序自動會提選擇對象：找到1個(gè)選擇對象：（回車）數(shù)字文字是否存在標(biāo)識點(diǎn)Y,，N<Y>? y（如圖1-1,看文字旁邊是不是有對應(yīng)的標(biāo)提取到的高程值賦值到對應(yīng)點(diǎn)位。）（我們輸入"y"確走存在標(biāo)示點(diǎn)后回如右圖1-2顯示，在這個(gè)界面容許進(jìn)行走 非高程信息逬行移項(xiàng)處理,對數(shù)據(jù)的正確 點(diǎn)"確認(rèn)"程序自動將采集的高程輸入DTM模型（數(shù)學(xué)模型,不可視！）2、采集等高線標(biāo)高：（注：原則上我們只需要采集離散點(diǎn)或者等高線就可以了，這里我們力求精確，在已經(jīng)采集了離散點(diǎn)的基礎(chǔ) 上去采集等高線的信息，不過僅限于計(jì)曲線?。┎杉雀呔€標(biāo)高: 選擇截取等髙線&l

3、t;1>/逐條等髙線<2>/采集計(jì)曲線<3>/轉(zhuǎn)換等高線<4>/退出<0><1>: 3圖2-1特性搜索其他計(jì)曲線；）米，回車確認(rèn)；）顯示，同樣容許進(jìn)行定位采集的計(jì)曲線高程信息輸選擇一條計(jì)曲線：選擇對象：找到1個(gè)（只需要選一條計(jì)曲線,程序會根據(jù)相關(guān)選擇對象：（回車）指定計(jì)曲線等高差<5>:（根據(jù)樣圖確定計(jì)曲線等高差確實(shí)為5 （回車,程序自動提取計(jì)曲線并如右圖2-1 驗(yàn)證和移項(xiàng)處理，點(diǎn)"確認(rèn)"程序自動將 入DTM模型（數(shù)學(xué)模型，不可視！）3、離散地形等高線：離散地形等高線：離散點(diǎn)布置間距（圖而距離）&

4、lt;10>:2（我們需要將計(jì)曲線等由線組成的高程信息轉(zhuǎn)換成由面組成的信息,DTM模型才可以正確采納；布置間距 其實(shí)就是精度設(shè)置，因?yàn)槲覀兊葧?jì)算土方準(zhǔn)備采用10米一方格，這里就設(shè)置為2 ,回車確認(rèn)；）4、劃分場區(qū)：劃分場區(qū)：指定場區(qū)邊界繪制<1>/選擇<2>/構(gòu)適<3><1>:2（因?yàn)槲覀儤訄D已經(jīng)設(shè)走范圍線，選2即可；）選擇一封閉多邊形：指定挖去區(qū)域繪制<1>/選擇<2>/構(gòu)造<3>/無<4>/退出<0><4>:輸入場區(qū)編號<1>：（可以輸入編號，我們這里

5、就回車確認(rèn)即可；）5、布置方格網(wǎng)：布置方格網(wǎng)：選擇場區(qū)：（只需要在場區(qū)的范圍內(nèi)點(diǎn)一下就可以，為防止捕捉的干擾,將其關(guān)閉； 同時(shí)，為了和地形更好地結(jié)合，我們將樣圖原有的地形方格網(wǎng)顯示；）方格對準(zhǔn)點(diǎn): 對象捕捉開（這里我們和樣圖原有的地形方格網(wǎng)保持一致;捕捉原來方格點(diǎn)為對準(zhǔn)點(diǎn)）方格傾角L-與指定線平行0.0: 對象捕捉 關(guān) 指定方格間距20:106、計(jì)算自然標(biāo)高計(jì)算自然標(biāo)高：選擇計(jì)算場區(qū)： 采集自然標(biāo)高完成.（因?yàn)榍懊嫖覀円呀?jīng)采集了自然高程，這里自動計(jì)算方格點(diǎn)對應(yīng)的自然高程；如圖6-1 ）7、輸入設(shè)計(jì)標(biāo)高：輸入設(shè)計(jì)標(biāo)高：選擇方格框選1/場區(qū)21:2選擇計(jì)算場區(qū)：指定設(shè)計(jì)標(biāo)高相同1/逐點(diǎn)輸入2/ 輸

6、入設(shè)計(jì)標(biāo)高0:30只需要選擇場區(qū)，程序就會范用采集31:過這個(gè)命令輸入；如圖7-1 ）8、計(jì)算方格網(wǎng)土方量：計(jì)算方格網(wǎng)土方量：選擇計(jì)算場區(qū)：計(jì)算土方量完成.（按照公式計(jì)算得每個(gè)方格的土（具體計(jì)算方法詳見后"土方計(jì)圖8-1方，如圖8-1 ）理"! !)（如果有對應(yīng)的設(shè)計(jì)高程，我們可以通9、匯總土方量：匯總土方量：選擇場區(qū)：選擇土方列匯總1/土方行匯總2習(xí)1:確認(rèn)列距10:10（即確認(rèn)方格邊長）指定插入點(diǎn)：（將場區(qū)內(nèi)方格土方星匯總，并制表放置在指定位置?。┳ⅲ哼@里，其實(shí)我們己經(jīng)計(jì)算出了在指定設(shè)計(jì)高程情況下產(chǎn)生的土方填挖量!并且可以用“土方零線”命令繪制出這個(gè)場區(qū)的土方零線（俗稱

7、不填不挖線，可以理解為填方和挖方分界線。）很多時(shí)候，基于場地平整和土方總量最小的考慮，我們可以用"優(yōu)化設(shè)計(jì)高程”命令來得岀一個(gè)設(shè)計(jì) 高程，使得工程比較合理、經(jīng)濟(jì)。10、優(yōu)化設(shè)計(jì)標(biāo)高：一個(gè)設(shè)計(jì)而的優(yōu)化設(shè)計(jì)標(biāo)高：選擇場區(qū)：（選擇場區(qū)后，程序彈出如下圖10-1對話框）（首先,我們先選擇場區(qū)的某一點(diǎn)作為控制點(diǎn),程序會自動提取該點(diǎn)的自然高程并顯示,為了考慮場地的排 水，我們輸入一走的坡康,點(diǎn)擊"計(jì)算"程序就自動得出一個(gè)優(yōu)化設(shè)計(jì)高程:場區(qū)在保證一走排水坡度的情 況下填挖土方呈平衡，不用外運(yùn)或購進(jìn)多余或缺的土方；其次,我們也可以將A、B軸向坡度設(shè)成零、把優(yōu) 化設(shè)計(jì)面設(shè)走成一個(gè)等

8、高面,點(diǎn)擊"計(jì)算"程序又會得到一個(gè)新的優(yōu)化設(shè)計(jì)高程，點(diǎn)"確走"就把得到的 設(shè)計(jì)值賦值到對應(yīng)場區(qū)方格，通過"計(jì)算方格土方"和"匯總土方呈"命令就能得出對應(yīng)的土方呈!）注：這樣，我們對場區(qū)的土方量有了準(zhǔn)確的計(jì)算；并且,我們還提供了多方案比較,對于 場地平整的合理、優(yōu)化選擇有很有價(jià)值的參考意義。另：針對地形信息的前期準(zhǔn)備條件不同（如沒有有現(xiàn)成DWG格式地形圖，只有測繪數(shù)據(jù)文件等）；程序提供不同的處理功能,操作也不一樣,本案例僅供參考！杭州家園科技有限公司 網(wǎng)址：http【計(jì)算原理】方格網(wǎng)法方格網(wǎng)法土方計(jì)算適用于地形變化比

9、較平緩的地形情況，用于計(jì)算場地平整的土方量計(jì)算較為梢確。 具體做法如下：首先建立地形的坐標(biāo)方格網(wǎng)，方格網(wǎng)的一邊與地形等髙線或場地坐標(biāo)網(wǎng)平行，大小根據(jù)地形變化的復(fù) 雜程序和設(shè)計(jì)要求的精度確定，邊長一般常采用20mX20m或40mX40m （地形平坦、機(jī)械化施工時(shí)也可采 用 lOOmXIOOm）。然后求出方格各個(gè)角點(diǎn)的自然標(biāo)高、設(shè)計(jì)標(biāo)髙以及施工高程。計(jì)算零點(diǎn)位置，在每相鄰的填方點(diǎn)和挖方點(diǎn)之間總存在一個(gè)零點(diǎn)，零點(diǎn)的確定方法如下：說明：Xt：零點(diǎn)據(jù)填方角頂?shù)木嚯x；Xw：零點(diǎn)據(jù)挖方角頂?shù)木嚯xlit：填方高度：仏，：挖方高度：a：方格邊長_ 連接每個(gè)方格上的相鄰兩個(gè)零點(diǎn)，根據(jù)零線將方格劃分的情況，采用相應(yīng)

10、公式來計(jì)算，如表4-3-1所 Zpx o匯總，分別將填方區(qū)、挖方區(qū)所有土方匯總，得到填、挖土方總量。地形設(shè)計(jì)中當(dāng)需要計(jì)算填挖上方工程數(shù)量時(shí)，有圖解法和數(shù)解法兩種，但前者常感使用不便，表格不 全，有時(shí)難以達(dá)到需要的計(jì)算精度。因而在日前計(jì)算工具改進(jìn)情況下，多用數(shù)解法，并編制了一套公式表 格圖式可供查用，詳見表4-3-1。1）數(shù)解法：根據(jù)各角點(diǎn)填挖值符號的不同，零線可能將正方形劃分常見的三種情況：（1）正方形全部為挖方或全部為填方，見圖4-3-1。（2）正方形部分為填方與部分為挖方，零線將正方形劃分成底而為三角形的錐體和底而為五 邊形的截棱柱體，見圖4-3-2。（3）同上，但底面為梯形的截棱柱體，見

11、圖4-3-3。（4）圖 4-3-1圖 4-3-2圖 4-3-3表 4-3-1號 序填挖悄況平面圖式立體圖式計(jì)算公式1零線 計(jì)算2四點(diǎn) 全為 填方 或挖 方時(shí)3二點(diǎn) 填方 二點(diǎn) 挖方 時(shí)4三點(diǎn) 填方 或挖 方， 一點(diǎn) 挖方 或填 方時(shí)5相對 兩點(diǎn) 為填 方，余兩 點(diǎn)為 挖方 時(shí)圖表4-3-la注：a方格之邊長（m） 填為十挖為一（a）正方形全部為挖方（或填方時(shí)，其體積為 式中山、h2. h3、h4一一正方形各角點(diǎn)的填挖高度（m）,但均用絕對值代入;當(dāng)方格邊長a-20m則值恒為100,則總和（m）,均用絕對值相a方格邊長（m） o（b）當(dāng)正方形部分為挖方和部分為填方時(shí)，其體積為式中工力扌空（填）正

12、方形的挖方（或填方的施工高度 加:工力正方形的四個(gè)角點(diǎn)的施工高度絕對值的總和（m）；a方格邊長（m）（c）填挖寥點(diǎn)的求法，見圖4-3-40圖中hi，h：一一方格邊兩端角點(diǎn)各白的施工高度（m）,均用絕對值代入;X, a-x一一零點(diǎn)所劃分的邊長數(shù)值（m）°摘自同濟(jì)大學(xué)出版社景園建筑工程規(guī)劃與設(shè)計(jì)（下冊）吳為謙編著斷面法首先在計(jì)算范用內(nèi)布置斷而線，斷而一般垂宜于等高線，或垂直于大多數(shù)主要構(gòu)筑物的長軸線。斷面 的多少應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)地而和自然地而復(fù)雜程序及設(shè)計(jì)精度要求確定。在地形變化不大的地段，可少取斷而。相 反，在地形變化復(fù)雜，設(shè)計(jì)計(jì)算梢度要求較髙的地段要多取斷而。兩斷而的間距一般小于100m,

13、通常采用 2050m。繪制每個(gè)斷而的自然地而線和設(shè)計(jì)地而線，如圖A1所示。圖A1斷面法然后分別計(jì)算每個(gè)斷而的埴、挖方而積。用下式計(jì)算兩相鄰斷而之間的填、挖方量，并將計(jì)算結(jié)果進(jìn) 行統(tǒng)計(jì)。說明：Qt：相鄰兩斷而之間的填方量（或挖方量）；Fl、F2：相鄰第一斷而、第二斷而的填方（或挖方）面積；L：相鄰兩斷而的距離。土方優(yōu)化（最小二乘法）設(shè)計(jì)地面上任一點(diǎn)i的設(shè)計(jì)標(biāo)髙乙可由五個(gè)條件決定，即:水平投影而上坐標(biāo)用:水平投彩而上坐標(biāo)片：x方向上的設(shè)計(jì)坡度： y方向上的設(shè)計(jì)坡度b： 坐標(biāo)原點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)髙Co這樣，任一點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)髙可表示為:勺=0+逅4+JV尸圖A2平面方程（平而方程，如圖A2）說明：C:原點(diǎn)標(biāo)髙:

14、= tan =-a : x方向的坡度:b : y方向的坡度。則任一點(diǎn)的施工髙度為（式中乙'為原地而標(biāo)高）：由表A2可知，施工髙度之和與土方工程量成正比。由于施工高度有正有負(fù)，當(dāng)施工高度之和為零時(shí)， 則表明該場地土方的填挖平衡，但它不能反映出填方和挖方的絕對值之和是多少。為了不使施工髙度正負(fù)互 相抵消，若把施工髙度平方之后再相加，則其總和能反映出土方工程填挖方絕對值之和的大小。在方格網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)算過程中，由于各個(gè)方格角點(diǎn)的位置不同，參加運(yùn)算的次數(shù)也不一樣，因此引入一 個(gè)權(quán)函數(shù)來解決這一實(shí)際問題。在方格網(wǎng)上，對于僅一個(gè)方格用的角點(diǎn)令權(quán)函數(shù)P=0.25：對于兩個(gè)方格用的 邊點(diǎn)P=05：對于三個(gè)

15、方格的凹角點(diǎn)P=0.75：對于四個(gè)方格的中間點(diǎn)P=lo令Pi為，。為土方施工高度之平方和，則Z代入施工高度Hr后可得當(dāng)。的值最小時(shí)，該設(shè)計(jì)平面即能使土方工程量最小，又能保證填挖方量相等（填挖方不平衡時(shí)，上式 所得數(shù)值不可能最小）。這就是用最小二乘法求設(shè)計(jì)平而的方法。為求得。最小時(shí)的設(shè)計(jì)平面參數(shù)c、L、A，對上式的c、J A分別求偏導(dǎo)數(shù)，并令其為0,于是經(jīng)過整理，可得下列準(zhǔn)則方程（下式中表示"L ）:解此三元一次聯(lián)立方程組，可求得最佳設(shè)計(jì)平而的三個(gè)參數(shù)c、廠、幾，從而計(jì)算出方格各個(gè)角點(diǎn)的設(shè)計(jì) 標(biāo)高。在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，為滿足某些特殊條件，需作特殊處理。1. ?必須保持某個(gè)坐標(biāo)軸方向上的坡度，用下列方程組求解：保持L為定值如+ 0譏二開陽保持、為定值J pp4iy=Pz-Py-iy 詠+ 陽耳訂開-吻®2. ?必須保持某一已