土方量计算方法.docx

1、土方量计算方法土方量计算方法来源：资源网土方量的计算是建筑工程施工的一个重要步骤。工程施工前的设计阶段必须对土石方量进行预算,它直接关系到工程的费用概算及方案选优。在现实中的一些工程项目中，因土方量计算的精确性而产生的纠纷也是经常遇到的。如何利用测量单位现场测出的地形数据或原有的数字地形数据快速准确的计算出土方量就成了人们日益关心的问题。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。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。上图为一渠道的测量图形，利用横断面法进行计算土方量时，

2、可根据渠LL，按一定的长度L设横断面A1、A2、A3Ai等。断面法的表达式为(1)在（1）式中，Ai-1，Ai分别为第i单元渠段起终断面的填(或挖)方面积；Li为渠段长；Vi为填(或挖)方体积。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、方格网法计算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

3、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。现在我们引入一种新的高程内插的方法，即杨赤中滤波推估法。2.1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。2.2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。由离散高程点计算待估点高程为（2）其中，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。2.3挖（填）土方

4、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。如图3所示，首先对格网中心点P进行判断，可以采用垂线法，即过P（）点作平行于y轴向下的射线设多边形任意一边的端点为，令(1)当，则射线与该边有交点,否则无交点,若y=，则知P在多边形上。(2)当=0时，若x=，则当y时，二者有交点( )，当y0时，不予考虑。对多边形各边进行上述判断，并统计其交点个数m，当m为奇数时，则P在多边形内部，否则P不在多边形内部。通过对图中、点的判断可以知道，位于多边形内，位于多边形外。那么，

5、所在的格网的面积要进行计算，而所在的格网的面积则可以略去。然后利用杨赤中滤波推估法求得的每个方格网的中心点的高程值与格网面积进行计算。即= （3）ij表示第i行j列的小方格网，a，b为格网的边长，最后汇总土方量。表1 杨赤中法与其它方法内插精度比较3、DTM法（不规则三角网法）不规则三角网(TIN)是数字地面模型DTM表现形式之一，该法利用实测地形碎部点、特征点进行三角构网，对计算区域按三棱柱法计算土方。基于不规则三角形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。相对于规则格网，不规则三角网具有以下优点： 三角网中的点和线的分布密度和结构完全可以与地表

6、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，从而将地表的特征表现得淋漓尽致等。因此在利用 T1N 算出的土方量时就大大提高了计算的精度。3.1三角网的构建对于不规则三角网的构建在这里采用两级建网方式。第一步，进行包括地形特征点在内的散点的初级构网。一般来说，传统的TIN生成算法主要有边扩展法,点插入法,递归分割法等,以及它们的改进算法。在此仅简单介绍一下边扩展法。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

7、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。在生成三角网后调用局部优化算法,使之最优。3.2 三角网的调整第二步，根据地形特征信息对初级三角网进行网形调整。这样可使得建模流程思路清晰，易于实现。 地性线的特点及处理方法所谓地性线就是指能充分表达地形形状的特征线地性线不应该通过TIN中的任何一个三角形的内部,否则三角形就会“进入”或“悬空”于地面,与实际地形不符,产生的数字地面模型(DTM)有错。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

8、三角网的边，若是，则不再作调整；否则，按图6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。图4 在TIN建模过程中对地性线的处理如图4（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4（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。 地物对构网的影响及处理方法等高线在遭遇房屋、道路等地物时需要断开，这样在地形图生成TIN时，除了要考虑地性线的影响之外，更应该顾及到地物的影响。一般方法是：先按处理地形结构线的类似方法调整网形；然后，用“垂线法”判别闭合特征线影响区域内的三角形

9、重心是否落在多边形内，若是，则消去该三角形(在程序中标记该三角形记录)；否则保留该三角形。经测试后，去掉了所有位于地物内部之三角形，从而在特征线内形成“空白地”。 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，才能较准确的反映出实际地形。对陡坎的处理如图所示：图5 对陡坎的处理如图5（a）所示，点14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58各

10、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5（b）。3.3 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：（4）如图6所示，为三角形角点填挖高差；为三棱柱底面积。图6 土方量计算表2 两种方法的具体实例比较表一是对山区的实例比较分析，可以看出，DTM法的精度较高，因为三角网能很好地适应复杂、不规则地形，从而更好地表达真实的地面特征。但是要注意的是DTM方法计算土方量精度高,但

11、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。4、平均高程法平均高程法测量时隔 20 m测1个碎步点,把所有的碎步点高程相加取平均,作为该测区平均高程。该方法通常被施工单位采用,但该方法误差较大。5、几种方法的实例比较表3 平原地区几种方法填挖方量（m3）6、总结通过对以上几种土方量计算方法的介绍，我们可以看到一下几点： 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、水渠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

12、需要用到TIN的计算方法。但是也要考虑到，如果地图本身数据量大，数据储存量的问题。总之，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。放坡计算方法一、 人工平整场地: S=S底+2*L外+16二、 挖沟槽:1. 垫层底部放坡:V=L*(a+2c+kH)*H 2. 垫层表面放坡 V=L*(a+2c+KH1)H1+(a+2c)H2三、 挖基坑(放坡) 方形: V=( a+2c+KH)* ( b+2c+KH)*H+1/3*K2H3 圆形: V=/3*h*(R2+Rr+r2)放坡系数本书可供公路工程资料编制与管理人员使用，也可供公路工程施

13、工监理人员、技术人员以及质量监督人员使用和参考。 目录第一章 公路工程资料编制概述第一节 公路工程资料一、资料编制常用术语二、工程资料分类与管理三、工程资料编号第二节 公路工程项目划分一、工程项目划分要求二、工程项目划分细則三、项目划分实例第三节 公路工程资料员一、资料员任职资格要求二、资料员岗位职责三、资料员工作内容第二章 公路工程管理文件第一节 公路工程招标投标文件一、工程招标文件二、工程投标文件三、工程合同及服务协议第二节 工程基建文件一、基本建设程序二、工程项目建议书三、工程可行性研究报告四、工程地质勘察报告五、初步设计及审批文件六、技术设计七、施工图设计及审批文件第三节 公路工程建设

14、管理文件一、工程概况表二、项目大事记第三章 公路工程施工资料第一节 公路工程施工资料概况一、公路工程施工资料的特点二、施工资料的报验程序第二节 公路工程质量评定一、要求二、检验内容三、评分四、评定等级五、现场质量检验资料第四章 公路路基工程施工资料及质量评定第一节 路基施工资料一、处理资料二、分层压实资料三、路基检测、验收资料四、质量检验资料五、常用资料表格填写范例第二节 路基工程构造物及防护工程施工资料一、组卷二、内容三、常用资料表格填写范例第三节 路基排水工程施工资料一、概述二、检测记录三、常用资料表格填写范例第四节 路基工程质量评定表一、公路路基单位工程质量评定二、公路路基分部工程质量评

15、定三、公路路基子分部工程质量检验评定四、公路路基分项工程质量评定第五章 公路路面工程施工资料及质量评定第一节 路面工程施工资料一、概述二、检测记录三、质量检验资料四、常用资料表格填写范例第二节 路面工程质量评定表一、公路路面单位工程质量评定二、公路路面分部工程质量评定三、公路路面分项工程质量评定第六章 公路桥梁工程施工资料及质量评定第一节 桥梁工程施工资料一、检查资料二、质量检验资料三、常用资料表格填写范例第二节 桥梁工程质量评定表一、桥梁单位工程质量评定二、桥梁分部工程质量评定三、桥梁子分部工程质量检验评定四、桥梁分项工程质量评定第七章 公路隧道、小桥及涵洞施工资料与质量评定第一节 公路隧道

16、工程施工资料与质量评定一、概述二、检查资料三、现场质量检验资料四、常用资料表格填写范例第二节 公路小桥及涵洞施工资料与质量评定一、组卷二、检测记录三、常用资料表格填写范例第三节 隧道工程质量评定表一、隧道单位工程质量评定二、隧道分部工程质量评定三、隧道分项工程质量评定第八章 交通安全设施施工资料及质量评定第一节 交通安全设施施工资料一、概述二、检查资料三、现场质量检验资料四、常用资料表格填写范例第二节 交通安全设施质量评定第九章 公路工程财务资料第一节 公路工程计量资料一、工程计量规定二、工程计量程序三、工程计量文件四、工程量清单第二节 公路工程支付报表一、工程前期支付二、工程中期支付三、工程

17、最终支付四、工程支付报表的形式第三节 公路工程竣工决算文件一、竣工决算分类二、工程竣工决算编制第四节 公路工程决算审计报告第十章 公路工程监理资料第一节 工程监理资料概述一、监理资料管理程序二、监理资料的内容三、施工监理常用表格第二节 施工监理文件一、工程进度计划的审查二、工程进度计划的控制三、工程施工质量控制四、工程进度计划的实施及调整第三节 监理工作文件一、监理规划二、监理实施细则三、监理日志四、监理月报五、监理会议纪要六、监理工作总结第十一章 公路工程竣工资料第一节 公路工程竣工文件概述一、工程竣工文件体系二、工程竣工文件编制三、工程竣工文件印制第二节 公路工程竣工图表一、工程变更图表二

18、、工程竣工图第十二章 公路工程验收资料第一节 公路工程验收程序一、工程质量验收流程二、工程竣（交）工验收程序第二节 公路工程竣（交）工验收文件一、工程交工验收文件二、工程竣工验收文件第三节 单项工程验收文件一、房建工程验收文件二、环保工程验收文件三、机电、绿化工程验收文件四、档案验收文件第十三章 公路工程资料建档与管理第一节 公路工程档案案卷构成一、工程竣工文件体系二、案卷封面、目录及索引三、案卷资料备考表第二节 公路工程建设资料归档一、归档文件质量要求二、工程文件立卷与排列三、工程档案案卷编目附录一 公路工程竣（交）工验收办法附录二 关于贯彻执行公路工程竣（交）工验收办法有关事宜的通知参考文

19、献 书摘插图第一章 公路工程资料编制概述第一节公路工程资料一、资料编制常用术语（1）工程资料。在工程建设过程中形成的各种形式的信息记录，包括基建文件、监理资料、施工资料和竣工图。（2）基建文件。建设单位在工程建设过程中形成的文件，分为工程准备文件和竣工验收等文件。1）工程准备文件。工程开工以前，在立项、审批、征地、勘察、设计、招投标等工程准备阶段形成的文件。2）竣工验收文件。建设工程项目竣工验收活动中形成的文件。（3）监理资料。监理单位在工程设计、施工等监理过程中形成的资料。（4）施工资料。施工单位在工程施工过程中形成的资料。（5）竣工图。工程竣工验收后，真实反映建设工程项目施工结果的图样。（

20、6）工程档案。在工程建设活动中直接形成的具有归档保存价值的文字、图表、声像等各种形式的历史记录。（7）立卷。按照一定的原则和方法，将有保存价值的文件分类整理成案卷的过程亦称组卷。（8）归档。文件的形成单位完成其工作任务后，将形成的文件整理立卷后，按规定移交档案管理机构。二、工程资料分类与管理1工程资料分类在公路工程建设施工过程中，其产生的资料大致可分为基建文件、监理资料和施工资料三大类，其划分原则如下：（1）工程资料应按照收集、整理单位和资料类别的不同进行分类。（2）施工资料分类应根据工程类别和专业系统进行划分。（3）施工过程中工程资料的分类、整理和保存应执行国家及行业现行法律、法规、规范、标

21、准及地方有关规定。2基建文件管理（1）公路工程建设过程中基建文件的管理规定：1）基建文件必须按有关行政主管部门的规定和要求进行申报、审批，并保证开、竣工手续和文件完整、齐全。1. 一、平整场地：建筑物场地厚度在30cm以内的挖、填、运、找平。1、平整场地计算规则（1）清单规则：按设计图示尺寸以建筑物首层面积计算。（2）定额规则：按设计图示尺寸以建筑物外墙外边线每边各加2米以平方米面积计算。2、平整场地计算公式S=（A+4）（B+4）=S底+2L外+16式中：S平整场地工程量；A建筑物长度方向外墙外边线长度；B建筑物宽度方向外墙外边线长度；S底建筑物底层建筑面积；L外建筑物外墙外边线周长。该公式

22、适用于任何由矩形组成的建筑物或构筑物的场地平整工程量计算。二、基础土方开挖计算开挖土方计算规则（1）、清单规则：挖基础土方按设计图示尺寸以基础垫层底面积乘挖土深度计算。（2）、定额规则：人工或机械挖土方的体积应按槽底面积乘以挖土深度计算。槽底面积应以槽底的长乘以槽底的宽，槽底长和宽是指基础底宽外加工作面，当需要放坡时，应将放坡的土方量合并于总土方量中。2、开挖土方计算公式：（1）、清单计算挖土方的体积：土方体积挖土方的底面积挖土深度。（2）、定额规则：基槽开挖：V=（A+2C+KH）HL。式中：V基槽土方量；A槽底宽度；C工作面宽度；H基槽深度；L基槽长度。.其中外墙基槽长度以外墙中心线计算，

23、内墙基槽长度以内墙净长计算，交接重合出不予扣除。基坑开挖：V=1/6HAB+ab+(A+a)(B+b)+ab。式中：V基坑体积；A基坑上口长度；B基坑上口宽度；a基坑底面长度；b基坑底面宽度。三、回填土工程量计算规则及公式1、基槽、基坑回填土体积=基槽（坑）挖土体积-设计室外地坪以下建（构）筑物被埋置部分的体积。式中室外地坪以下建（构）筑物被埋置部分的体积一般包括垫层、墙基础、柱基础、以及地下建筑物、构筑物等所占体积2、室内回填土体积=主墙间净面积回填土厚度-各种沟道所占体积主墙间净面积=S底-（L中墙厚+L内墙厚）式中：底底层建筑面积；L中外墙中心线长度；L内内墙净长线长度。回填土厚度指室内

24、外高差减去地面垫层、找平层、面层的总厚度，如右图：四、运土方计算规则及公式：运土是指把开挖后的多余土运至指定地点，或是在回填土不足时从指定地点取土回填。土方运输应按不同的运输方式和运距分别以立方米计算。运土工程量=挖土总体积-回填土总体积式中计算结果为正值时表示余土外运，为负值时表示取土回填。五、打、压预制钢筋混凝土方桩1、打预制钢筋混凝土桩的体积，按设计桩长以体积计算，长度按包括桩尖的全长计算，桩尖虚体积不扣除。计量单位：m3，体积计算公式如下：V=桩截面积设计桩长（包括桩尖长度）2、送钢筋混凝土方桩（送桩）：当设计要求把钢筋砼桩顶打入地面以下时，打桩机必须借助工具桩才能完成，这个借助工具桩

25、(一般23m长，由硬木或金属制成)完成打桩的过程叫“送桩”。计算方法按定额规定以送桩长度即桩顶面至自然地坪另加0.5米乘以横截面积以立方米计算，计量单位：m3，公式如下：V=桩截面积（送桩长度+0.5m)送桩长度设计桩顶标高至自然地坪。3、接桩：接桩是指按设计要求按桩的总厂分节预制运至现场先将第一根桩打入将第二根桩垂直吊起和第一根桩相连后再继续打桩硫磺胶泥按桩计量单位：m2；按桩截面积电焊接桩计量单位：t；按包角钢或包钢板的重量。六、打、压预应力钢筋砼管桩按设计桩长以体积计算，长度按包括桩尖的全长计算，桩尖虚体积不扣除，管桩的空心体积应扣除，管桩的空心部分设计要求灌注混凝土或其他填充材料时，应

26、另行计算。计量单位：m3，体积计算公式如下：V=桩截面积设计桩长（包括桩尖长度）桩内灌芯工程量计算，计量单位：m3V=管桩桩孔内径截面积设计灌芯深度七、灌注桩（1）打孔沉管灌注桩单打、复打：计量单位：m3V=管外径截面积（设计桩长+加灌长度）设计桩长根据设计图纸长度如使用活瓣桩尖包括预制桩尖，使用预制钢筋混凝土桩尖则不包括加灌长度用来满足砼灌注充盈量，按设计规定；无规定时，按0.25m计取。（2）、夯扩桩：计量单位：m3V1（一、二次夯扩）=标准管内径截面积设计夯扩投料长度（不包括预制桩尖）V2（最后管内灌注砼）=标准管外径截面积（设计桩长+0.25）设计夯扩投料长度按设计规定计算。（3）钻孔

27、混凝土灌注桩成孔工程量，计量单位：m3钻土孔V=桩径截面积自然地面至岩石表面的深度；钻岩孔V=桩径截面积入岩深度度混凝土灌入工程量，计量单位：m3V=桩径截面积有效桩长，有效桩长设计有规定按规定，无规定按下列公式：有效桩长=设计桩长（含桩尖长）+桩直径设计桩长桩顶标高至桩底标高基础超灌长度按设计要求另行计算。泥浆运输工程量：计量单位：m3，工程量按成孔工程量计取。八、人工挖孔桩（1）、人工挖孔工程量：计量单位：m3V（人工挖土）=护壁外围截面积成孔长度成孔长度自然地坪至设计桩底标高V（淤泥、流砂、岩石）=实际开挖（凿）量（2）砖、混凝土护壁及灌注桩芯混凝土工程量：计量单位：m3工程量按设计图示

28、尺寸的实体积九、水泥搅拌桩、粉喷桩，以立方米计算V=（设计桩长+500MM）设计桩截面面积（长度如有设计要求则按设计长度）。双轴的工程量不得重复计算，群桩间的搭接不扣除。十、长螺旋或旋挖法钻孔灌注桩，以立方米计算V=（设计桩长+500MM）设计桩截面面积或螺旋外径面积（长度如有设计要求则按设计长度）。十一、基坑锚喷护壁成孔及孔内注浆。按设计图纸以延长米计算十二、护壁喷射混凝土按设计图纸以平方米计算。十三、砖基础计算规则1、基础与墙身（柱身）的划分：（1）基础与墙（柱）身使用同一种材料时，以设计室内地面为界（有地下室者，以地下室室内设计地面为界），以下为基础，以上为墙（柱）身。（2）基础与墙身使

29、用不同材料时，位于设计室内地面300MM以内时，以不同材料为分界线，超过300MM时，以设计室内地面为分界线。（3）砖、石围墙，以设计室外地坪为界线，以下为基础，以上为墙身。2、砖基础的计算方法（计价表规则）（1）砖基础不分墙厚和高度，按图示尺寸以m3计算。其中基础长度：外墙墙基按外墙的中心线计算；内墙墙基按内墙基最上一步的净长线计算。（2）不扣除的部分：基础大放脚T形接头处的重叠部分，嵌入基础内的钢筋、铁件、管道、基础防潮层、单个面积在0.3m2以内孔洞所占体积，但靠墙暖气沟的挑檐亦不增加。附墙垛基础宽出部分体积应并入基础工程量内。（3）应扣除的部分：嵌入基础内的钢筋砼柱梁板和地圈梁的体积（4）砖基础大放脚的工程量计算：常用砖基础一般为定型的阶梯形式，每个台阶以固定尺寸向外层层叠放出去，俗称大放脚基础。根据大放脚的断面形式分为：等高式大放脚和间隔式大放脚。为了简便砖大放脚基础工程量的计算，可将放脚部分的面积折成相等墙基断面的面积。一般