土地平整挖填土方量的计算要领有多种。传统计算要领有方格网法、梯形法(断面法)、辛卜生法(抛物线法)、等高线法等。近年来随着计算机技术的成长,一些软件被广泛地应用到土方量计算中。常用的有MAPGIS制图计算软件、TFT土方计算绘图软件、数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)等(4)。接纳相关软件计算土方量,精度高,速度快,效率高。但其运算原理,与传统计算要领并无实质性差别,并且务必以精度较高的地形图作为基础图件。而平原地区的大多数土地整理项目区,总体地形平坦,微地貌纷乱,地面高差经常在1米以内,项目区地形图中甚至没有一条等高线。这样的地形图虽然不克作为土方量计算的基础图件。务必先凭据一定规律收罗项目区各离散点的地面标高,然后才华进行土方量的计算。方格网法正是凭据这样的步骤进行土方量计算的,有须要在此对这一传统计算要领的基来源基本理加以说明。
方格网法计算土地平整挖填土方量的基来源基本理是:把要平整的土地分成若干方格,测出各方格点的高程,计算出它们的平均高程,凭据平均高程和设计坡度,求出填挖界限和各方格点的填挖数,最后计算挖填土方量。以下以河北省阜城县土地整理项目区中的一个典范地块(400×400米)为例,介绍方格网法计算挖填土方量的简要过程。
1测设方格网
先在要平整的地块内测设方格网,方格的巨细凭据地形繁简水平和施工要领而定,一般人工施工多用20×20米方格,地而起伏较大时用10×10米;机械施工多用40×40米或100×100米。因项目区地形起伏不大,且以机械施工为主,方格的巨细拟接纳100×100米,各方格点按所在的横纵行列编号(如2.1等),测设完毕绘制一张略图。
2丈量各方格点处的地面高程
用水准仪实地丈量各方格点的水平读数(精确到毫米),为以后运算方便需将该水平读数换算成海拔高度。各点的高程值应按点号记录在设计图中各方格点的右上角。
3计算方格网的平均高程
由于各方格点所控制的面积不相同,四角点和周围边点控制的面积较中问各点所控制的面积小,接纳算术平均法计算平均高程会孕育产生一定的误差。一般接纳加权平均法来计算,以一个方格的四分之一作为一个单位面积,定其权为1,那么各点的权分别是:角点为l(a角=1),边点为2(a边:2),中心点为4(Q中=4)。加权平均法就是把各方格点的高程分别乘上各点的权,求得总和后,再除以各点权数总和,此加权平均值即为项目区的设计高程(H)。照此要领计算,此典范地块的加权平均高程(H)为12.584米。
4计算斜平面上各方格点的设计高程和填挖数
为排水需要,每块方田都平整为南高北低的斜平面,纵向坡降1/5000,横向水平。因方田形状规则,故其重心点一定在“土方工程设计图”中纵坐标为2的那条近东西向直线(0-2)上,因平整后东西向水平,此线上各点的高程均为12.570米。南北向两方格点间的设计高差为0.02米(100×1/5000),以设计高程12.570米线为基准,各方格点的设计高程是向南递增0.02米,向北递减0.02米。各点设计高程的推算,均直接在略图上进行,设计读数写在各方格点的右下角
当各方格点的设计高程计算校核无误后,可按下式计算各点填挖数:
填挖数=地面高程。设计高程
式中:填挖数为“+”时,体现挖方;
填挖数为“-”时,体现填方。
各点的填挖数在略图上直接算出,写在各点设计高程下面。
5计算零点位置,画出填挖界限
在方格的挖方点与填方点之间,肯定有一个不挖不填的点,即填挖界限点(零点),把所有相临的零点连接起来,就是填挖界限线(零线)。零点和零线是计算土方量和施工的重要依据
因为xl/h1=l/(hl+h2),所以Xl=l.hl/(hl+h2)
式中:
l——方格边长;
h1、h2——方格两真个填挖数的绝对值;
X1——零点①距填挖数为h1的方格点的距离。
如在“土方工程设计图”中,0-3点与0-4点填挖数的绝对值分别为hl(0.130)和h2(0.084),方格边长为Z(100),0-3点至零点①的距离为x1,则:
Xl=100×0.130/(0.130+0.084)=60.75米
同理,求出各零点②,③,④,……⑦的位置,然后在图上连出零线,并在实地凭据方格点找出相应的零点位置,用白灰撒出零线,作为施工时的填挖界限。
6计算填挖土方量
凭据零线位置和各方格点处的填挖数,即可分别算出各方格中的填方量和挖方量。这样算法虽准确,但计算劳动量大,本设计接纳近似算法。在一个方格中不分别计算零线两侧的填方量和挖方量,而是把方格四个格点填挖数的代数和乘以四分之一方格面积,作为该方格中应运进的填方量或要运出的挖方量。通过计算本方田的总填方量为5975.00立方米,总挖方量为5920.00立方米。
总填方量和总挖方量在理论上应相等,但因为存在丈量和计算误差,两者总有些收支。为了求得填、挖土方量相等或相近,需要多次调解设计高程,计算填、挖土方量。重复调解劳动可使用相关计算软件来完成。
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