2.4 土石方的基本知识

2.4.1 土石方量计算方法

土石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。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地计算出土石方量就成了人们日益关心的问题。常用土石方量计算方法有：断面法、方格网法、DTM法、等高线法、区域土石方量平衡法和平均高程法等。

1.断面法

根据场地情况，沿长度方向每隔一定距离取断面，然后根据每个断面的面积，计算相邻断面的平均面积再乘以相邻断面的距离，求得相邻两个断面的土石方量。同理，求出所有断面的土石方量后累计求和，即为总土石方量。

当地形复杂起伏变化较大，或地形狭长、挖填深度较大且不规则时，宜选择断面法进行土石方量计算。土方量精度与断面间距有关，间距越小，精度就越高，同时计算量越大。一般地形平坦时断面间距采用40～100m，地形复杂时断面间距采用10～30m。

2.方格网法

将场地划分为若干正方形方格网，再将场地设计标高和自然地面标高分别标注在方格角上，场地设计标高与自然地面标高的差值即为各角点的施工高度，习惯以“+”表示填方，“-”表示挖方。将施工高度标注于角点上，然后分别计算每一方格的填挖土方量，并算出场地边坡的土方量。将挖方区（或填方区）所有方格计算的土方量和边坡土方量汇总，即得到场地挖方量和填方量的总土方量。为了解整个场地的挖填区域分布状态，计算前应先确定“零线”的位置。零线确定后，便可进行土石方量计算。方格中土方量的计算方法有两种，即四角棱柱体法和三角棱柱体法。

当地形起伏变化不大较为平缓时，宜选择方格网法进行土方量计算。土方量精度与方格边长有关，边长越小，精度越高，同时计算量越大。可根据实际情况选择方格边长为5～50m，施工图常采用边长为20m。方格网法计算土方量，因其表达清晰，有利于读图和施工，是最常用的计算和表达方法。

3.三角网法（DTM法）

由自然地形离散高程点和设计曲面离散高程点分别建立三角网DTM（Digital Terrain Model），通过两个三角网来计算每一个三棱锥的填（挖）方量，最后累计得到指定范围内填方和挖方的土方量，并绘出填（挖）方分界线。DTM法土方量计算共有三种方法，一种是由坐标数据文件计算，一种是依照图上高程点进行计算，第三种是依照图上的三角网进行计算。前两种计算方法包含重新建立三角网的过程，第三种方法直接采用图上已有的三角形，不再重建三角网。

三角网法的计算精度与自然地形和设计曲面的离散点密度有关，离散点越密集，精度越高，同时计算量越大。三角网法适合于各种类型地形条件，一般通过计算机程序运算，无法展示详细计算过程，只能给出计算总量。

4.平均高程法

施工前在场地上绘制20m间隔的正方形网格，测量网格点的高程，施工后在场地上用同样的方法在同样的位置绘制20m间隔的正方形网格，测量施工后网格点高程，前、后两次高程的差值为测量点的施工高度，以场地施工高度平均值乘以场地面积作为施工外运土方量。当既有运入又有运出量时，应分步进行测量计算。该方法通常被施工单位采用，但误差较大。