DTM法土方量测算的技巧和方法

摘要探讨采用DTM法进行土方量测算时，外业数据采集时的要求及计算过程中三维数据的处理。

关键词DTM 土方量测算

1引言

土方量测算工作是大型建设工程设计及基础工程施工阶段工程测量的重要工作，提供的测算数据是确定场平标高、进行土方量平衡的主要依据，与工程造价密切相关。

随着现代电子科技的发展, 土方量测算已经基本都采用内外业一体化的全野外三维坐标数据采集加内业计算机软件综合处理的方法进行。

本文根据工作中章节的经验，探讨采用DTM法进行土方量测算时，外业数据采集时的要求及计算过程中三维数据的处理。

2 DTM法计算原理

土方量计算是土方量测算中的主要环节,基于AutoCAD平台的南方CASS地形地籍成图软件工程应用模块中，集成有DTM法土方量计算功能，可根据地面点三维坐标（X，Y，Z）和设计高程面，通过生成三角网（DTM模型）来计算每一个三棱柱的填挖方量，最后累计得到指定范围内填方和挖方的方量，并绘出填挖方分界线。

DTM法土方量计算适用于计算复杂地表面至水平平场面的土方量。平场面为斜面或不规则面时，可采用DTM法土方量计算中的计算两期间土方量的方法。

3 外业数据采集

DTM法土方量计算的精度，与三角网面和地面的符合程度密切相关。一般情况下，测点越密，土方量计算的精度越高；平坦和坡度变化较小的地面，测点疏密对土方量计算的精度影像较小；地形复杂地面，地势起伏变化较快，测点疏密对土方量计算的精度影像较大。根据DTM法土方量计算的原理，外业数据采集要求如下：

1、应根据土方测算的精度要求，确定合适的测量精度指标。外业数据采集一般使用全站仪或RTK，数据采集成本远远低于土方量误差影响工程的成本，因此测点密度一般应大于1：500地形测图的要求。

2、坡度变化点须采集。坡坎和坡脚点位应适当加密，确保沿坡坎能组成三角网。

3、应根据地形地貌情况决定测量点之间的距离，确保三角网面与地面的符合精度。平坦和坡度变化较小时，测点可以稀疏一些；地形复杂，地势起伏变化较快，测点应密一些；沿采集路线，测点可适当密。

4 土方量计算

4.1 准备工作

首先用复合线画出计算区域边界。复合线一定要闭合，但不要拟合。计算时曲线会用折线迭代，影响计算结果的精度。

根据设计要求，确定平场标高。确定是否放坡及放坡方向。

4.2 土方量计算

DTM法土方计算共有三种方法，一种是根据坐标数据文件计算，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。前两种算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。一般应采用第三种方法。

三角网面与地面符合的程度，直接关系到土方量计算的精度，应确保三角网面与地面尽量接近。计算应按以下顺序进行：

1、将坡坎、沟、坑塘、突起等地貌标绘在图上，以便于判断组成三角网是否正确。

2、软件自动组成的三角网在坡坎、沟、坑塘、突起和边界部分容易发生错误，需要局部删除后人工重组。

3、根据组成的三角网绘制等高线，检查采集的数据是否有粗差。在点位稀疏部分根据等高线值人工采集一些点加入采集的数据中，以提高计算的精度。

4、计算区域边界外的点不参与组成三角网，边界采样间隔对提高计算精度无直接影响。在边界内根据等高线人工采集一些点加入采集的数据中有利于三角网组成。

5、删除等高线与地形、地貌不一致部分的三角网，人工重组后重新生成等高线，直到一致。

6、计算土石方量。输入平场标高，指定边界采样间隔。需要放坡时，确定放坡方向，输入坡度值。平场标高、坡度一般由设计单位提供或根据施工图确定。计算过程不需要人工干预，全部由软件自动完成。

7、输出计算结果，完成计算工作。

5、结束语

南方CASS地形地籍成图软件工程应用模块中集成的DTM法土方量计算功能, 适用于复杂地面的土方量计算工作，具有操作简单、计算准确的优点。

参考文献：

[1]南方测绘仪器有限公司CASS地形地籍成图软件用户手册

土方量计算公式

基坑土方量计算公式公式：V=1/3h(S上+√(S下*S上)+S下) S上=140 S下=60 V=1/3*3*（140+60+√140*60）=291.65m2 基坑下底长10m，下底宽6m 基坑上底长14m ，上底宽10m 开挖深度3m ，开挖坡率1：0.5 求基坑开挖土方量、圆柱体：体积=底面积×高长方体：体积=长×宽×高正方体：体积＝棱长×棱长×棱长．锥体: 底面面积×高÷3 台体: V=[ S上+√(S上S下)+S下]h÷3 球缺体积公式＝πh2(3R-h)÷3 球体积公式：V＝4πR3/3 棱柱体积公式：V＝S底面×h＝S直截面×l （l为侧棱长,h为高) 棱台体积：V=〔S1＋S2＋开根号（S1*S2）〕／3*h 注：V：体积；S1：上表面积；S2：下表面积；h：高。几何体的表面积计算公式圆柱体: 表面积:2πRr+2πRh体积:πRRh (R为圆柱体上下底圆半径,h为圆柱体高) 圆锥体: 表面积:πRR+πR[(hh+RR)的平方根] 体积: πRRh/3 (r为圆锥体低圆半径,h为其高, 平面图形名称符号周长C和面积S 正方形a―边长 C＝4a S＝a2 长方形 a和b－边长 C＝2(a+b) S＝ab 三角形 a,b,c－三边长h－a 边上的高s－周长的一半A,B,C－内角其中 s＝(a+b+c)/2 S＝ah/2＝ab/2?sinC＝[s(s-a)(s-b)(s-c)]1/2＝a2sinBsinC/(2sinA) 四边形 d,D－对角线长α－对角线夹角 S＝dD/2?sinα平行四边形 a,b－边长h－a边的高α－两边夹角 S＝ah＝absinα菱形 a－边长α－夹角D－长对角线长d－短对角线长 S＝Dd/2＝a2sinα梯形 a和b－上、下底长h－高m－中位线长 S＝(a+b)h/2＝mh 圆 r－半径 d－直径 C＝πd＝2πr S＝πr2＝πd2/4扇形r―扇形半径a―圆心角度数 C＝2r＋2πr×(a/360) S＝πr2×(a/360)弓形 l－弧长 S＝r2/2?(πα/180-sinα) b－弦长＝r2arccos[(r-h)/r] - (r-h)(2rh-h2)1/2 h－矢高＝παr2/360 - b/2?[r2-(b/2)2]1/2 r－半径＝r(l-b)/2 + bh/2 α－圆心角的度数≈2bh/3圆环 R－外圆半径 S＝π(R2-r2) r－内圆半径＝π(D2-d2)/4 D－外圆直径 d－内圆直径椭圆 D－长轴 S＝πDd/4 d－短轴平整场地: 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首层面积计算。 2、平整场地计算方法（1）清单规则的平整场地面积：清单规则的平整场地面积＝首层建筑面积（2）定额规则的平整场地面积：定额规则的平整场地面积＝首层建筑面积

方格网法计算土方量教材及例题

一、读识方格网图方格网图由设计单位(一般在1：500的地形图上)将场地划分为边长a=10～40m的若干方格,与测量的纵横坐标相对应,在各方格角点规定的位置上标注角点的自然地面标高(H)和设计标高(Hn),如图1-3所示. 图1-3 方格网法计算土方工程量图二、场地平整土方计算考虑的因素： ①满足生产工艺和运输的要求； ②尽量利用地形，减少挖填方数量； ③争取在场区内挖填平衡，降低运输费； ④有一定泄水坡度，满足排水要求. ⑤场地设计标高一般在设计文件上规定，如无规定： A.小型场地――挖填平衡法； B.大型场地――最佳平面设计法(用最小二乘法，使挖填平衡且总土方量最小)。 1、初步标高(按挖填平衡)，也就是设计标高。如果已知设计标高，1.2步可跳过。场地初步标高： H0=(∑H1+2∑H2+3∑H3+4∑H4)/(4*M) H1－－一个方格所仅有角点的标高； H2、H3、H4－－分别为两个、三个、四个方格共用角点的标高. M ——方格个数. 2、地设计标高的调整按泄水坡度、土的可松性、就近借弃土等调整. 按泄水坡度调整各角点设计标高： = Li :H0 ±Hn ①单向排水时，各方格角点设计标高为 = L yi y Lx ix ②双向排水时，各方格角点设计标高为：HnH0±± 3.计算场地各个角点的施工高度

施工高度为角点设计地面标高与自然地面标高之差，是以角点设计标高为基准的挖方或填方的施工高度.各方格角点的施工高度按下式计算：式中 hn------角点施工高度即填挖高度(以“+”为填，“-”为挖)，m； n------方格的角点编号(自然数列1，2，3，…，n). Hn------角点设计高程， H------角点原地面高程. 4.计算“零点”位置，确定零线方格边线一端施工高程为“+”,若另一端为“-”,则沿其边线必然有一不挖不填的点，. )所示1-4如图(即“零点” 零点位置图1-4 零点位置按下式计算：；x2 ——角点至零点的距离,mx1式中、 ),m；——相邻两角点的施工高度、h2 (均用绝对值 h1m. —方格网的边长， a 计算方格土方工程量5.. 1-3表所列计算公式，逐格计算每个方格内的挖方量或填方量按方格底面积图形和常用方格网点计算公式1-3 表

土方量计算方法及误差分析讲解

学校代码: 学号:毕业（设计）论文土方量计算方法及误差分析姓名: 专业:工程测量技术班级: 指导教师: 二○一四年六月二十日

土方量计算方法及误差分析姓名: 指导老师: 摘要土方量计算是工程施工和设计中一个经常而重要的工作，目前在各种工程建设中，土方量算精度是大家在土方量算中最关心的问题,本文是基于对工程土方量计算中常用的几种方法：方格网法、断面法、等高线法及基于数字地面模型（DEM）法的基本原理比较分析，探讨它们的适用范围及精度分析。关键词：方格网法；断面法；等高线法； DEM

目录第一章绪论 (1) 第二章土方量计算的基本方法 (3) 2.1 方格网法 (3) 2.2 等高线法 (5) 2.3 断面法 (7) 2.4 DTM法 (7) 第三章误差分析 (9) 3.1 方格法分析 (9) 3.2 断面法分析 (13) 3.3 等高线法分析 (18) 3.4 DTM 分析 (19) 第四章案例分析及总结 (23) 4.1 案例分析 (23) 4.2 案例总结 (25) 结束语 (26) 致谢 (27) 参考文献 (28)

第一章绪论随着我国经济的飞速发展，国家根据需要加大对工程建设的投入，无论是公路还是铁路，城市规划中，土方工程是主要项目，土方量计算是工程设计与施工中经常遇到的问题，需要精确计算土方量，土方计算是这些工程的一个重要组成部分，也是最关键的一部分，土方量直接关系到工程造价，同时土方量的计算方法的选取对施工机械，人力的配置起直接影响作用，因此对于土方计算符合实际。在国家经济建设快速发展的今天，不断完善国家基础建设和改善人民水平一样的至关重要，基础建设离不开工程施工，土方量的计算是水土建筑工程施工的一个组成部分，工程施工前得设计阶段必须对土方量进行预算，直接关系到工程的费用概算和方案选优，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常遇到的，如何利用现场测出的地形数据或原有的数字地形数据快速而准确计算出土方成了人们日益关心的问题。在当今社会发展前提下，越来越多未开垦的地区被国家投入大量的建筑施工计划。对于中国西部一直贫穷落后的状况，国家投入大量的金钱进行改善。西部地区“十大工程”，青藏铁路的开工建设；从西气东输，到西电东送工程的稳步实施；从西部地区大规模的机场建设，到铁路、公路建设的全面启动；从大规模的城市基础设施建设，到大面积的退耕还林还草试点。西部开发—这一跨世纪的伟大工程，正在广大西部地区扎扎实实地推进，土方工程是这些项目中的主体部分，每个工程的实施都牵涉到工程费用的概算，对于国家来说，合理安排好各项工程的施工费用是关键，国家每年投入西部开发的费用不计其数，但对于一个发展中的国家来说，经济是发展中的重中之重，对于一个经济赤字的国家来说，发展无从谈起，为了大型施工项目的正常实工，其工程预算是必不可少，这无论对于国家还是个人都同样重要。研究现状：自九十年代以来，随着基础建设需求的加大，土方计算越来越受人们的重视，传统的土方计算方法越来越不能满足人们的要求，而伴随着计算机编程技术的飞速发展，通过计算机中的图像处理技术与土方理论的结合已成为现今提高土方量计算精度和效率的新的一个有效途径，与此同时国内的研究学者在提高精度，改进公式方面进行大量探讨。对于传

方格网法计算土方量教材及例题

一、读识方格网图方格网图由设计单位（一般在1: 500的地形图上）将场地划分为边长 a=10?40m 的若干方格,与测量的纵横坐标相对应，在各方格角点规定的位置上标注角点的自然地面标高（H ）和设计标高（Hn ）,如图1-3所示. 图1-3 方格网法计算土方工程量图二、场地平整土方计算考虑的因素： ① 满足生产工艺和运输的要求； ② 尽量利用地形，减少挖填方数量； ③ 争取在场区内挖填平衡，降低运输费; +0 39 2 *0 03 3 0 19 4 -Q 朴 5 羽一阴 4? 67 K 44対 ?.81 44 4|昶 00 \ -MM -270 04 +2SW \ 诃砧 7 +0S0 、 L E -0 05 9 w 弗 59 4? 35 4J &5 43 4』|7 4J 77 44 67 -35 29 + 142 71 * -I56G7 T.97 n +Q.7I 13 + 0.44 +o.oe 42.94 地血杯矗/ 、復廿札简 42 *0 43(51 4S 1? 43 47 J3 “ 43 7? 44 1? 43 7? 42.58

④有一定泄水坡度，满足排水要求 . ⑤场地设计标高一般在设计文件上规定，如无规定: A. 小型场地一一挖填平衡法； B. 大型场地一一最佳平面设计法（用最小二乘法，使挖填平衡且总土方量最小）。 1、初步标高（按挖填平衡），也就是设计标高。如果已知设计标高， 1.2步可跳过。场地初步标高： H0=（E H1+2E H2+3E H3+4E H4）/（4*M） H1--一个方格所仅有角点的标高； H2、H3、H4-—分别为两个、三个、四个方格共用角点的标高 M——方格个数. 2、地设计标高的调整按泄水坡度、土的可松性、就近借弃土等调整按泄水坡度调整各角点设计标高： ①单向排水时，各方格角点设计标高为：Hn = H0 士Li ②双向排水时，各方格角点设计标高为：Hn = H0 士Lx ix 士L yi y 3、计算场地各个角点的施工高度施工高度为角点设计地面标高与自然地面标高之差，是以角点设计标高为基准的挖方或填方的施工高度.各方格角点的施工高度按下式计算： h n= H n- H 式中hn------角点施工高度即填挖高度（以“+”为填，“-”为挖），m n------ 方格的角点编号（自然数列1，2，3,…，n）. Hn------ 角点设计高程，

土石方工程量方格网计算例题

例题：某公园为了满足游人游园的需要，拟将如图地面平整为三坡向两面“T”字形广场。广场具有 1.5%的纵坡和 2%横坡，土方就地平衡 , 试求其设计标高坡的并计算其土方量。 1．作方格网按正南北方向（或根据场地具体情况决定）作边长为 20m的方格网，将各方格角点测设到地面上，同时测量各角点的地面标高并将标高值标记在图纸上，这就是该点的原地形标高。（如果有较精确的地形图，可用插入法由图上直接求得各角点的原地形标高，并标记在图上。）

上图所示的角点 1—1属于上述第一种情况，过点 1—1 作相邻二等高线间的距离最短的线段。用比例尺量得 L＝ 12.6m，x＝7.4m, 等高差 h＝0.5m，代人前面插入法求两相邻等高线之间任意点高程的公式，得 Hx=Ha+xh/L =〔20.00 +( 7.4 ×0.5 )/12.6 〕= 20.29 m 2.标方格网角点 3.将角点测设到图纸上或用插入法求角点高程。 4.求平整标高平整标高就是把一块高低不平的地面在保证土方平衡的前提下，挖高填低成水平后的地面标高；设计中经常用原地面高程的平均值作为平整标高。设平整标高为 H0，则 : H0= 1/4N* (∑ h1+2∑h2+3∑h3+4∑h4) 式中： h1——计算时使用一次的角点高程； h2 计算时使用二次的角点高程；

h3 计算时使用三次的角点高程； h4 ——计算时使用四次的角点高程。 H0 =1/4N* (∑h1+2∑h2+3∑h3+4∑ h4) ∑ h1=角点之和 =(20.29+20.23+19.37+19.64+18.79+19.32)=117.75 2∑h2=2*(边点之和 ) =2*(20.54+20.89+21.00+19.50+19.39+19.35)=241.34 3∑h3=3*(拐点之和 ) =3*(19.91+20.15)=120.18 4∑h4=4*( 中间点之和 ) =4*(20.21+20.50)=162.84 代入公式 :N=8 H0=1/(4*8)*(117.75+241.34+120.18+162.84) ≈ 20.06 5.求各角点的设计标高假设 4-3 点的设计标高是 x，根据场地的坡度求出其他点的标高，标在角点上，如图；再求出每角点的设计标高。

南方CASS计算土方量方法

田面土地平整项目区整体地势较为平坦，所以土地平整土方量计算方法采用三角网法，尽量依据自然地形、地势，合理设计高程，使挖填方量最小，同时满足机械作业、灌排、农作物耕作的要求。本着满足土地平整要求的原则，结合实际情况，确定本项目的土地平整方案：项目区地势相对平坦，局部起伏较大，考虑农作物对田块的要求，需要项目区内耕地进行以田块为单元的局部土地平整。本次规划采用三角网进行土方计算，借助南方CASS软件进行土地平整工程土方辅助计算。经过与实际工程的对比分析发现，运算结果与实际工程相差不大，能够满足项目需要。土方计算的具体步骤如下： 1、输入地形图：首先要有数字化的地形图（有三维标高），如果等高线没有三维高程，可以使用【原始数据】→【地形数据】→【无高程等高线转换】功能来输入三维标高，如果离散点只是文字，可以使用【原始数据】→【地形数据】→【数据转换】---【高程点转换】功能将文字转成离散点。然后使用【原始数据】→【地形数据】→【等高线离散】将等高线离散化。 2、确定计算范围：使用【绘制区域】绘制出要计算土方的区域范围，使用【划分区块】功能将区域划分为一个或多个区块。 3、自动布置三角网：使用【自动布置三角网】绘制出三角网。三角网可以按自然离散点来布置，也可以按设计离散点来布置；区块边界插点间距可以自己输入，布置后可通过【内插三角网】、【调整三角网】、【删除三角网】、【调整三角点位置】功能对三角网进行调整。 4、采集自然标高：使用【采集自然标高】功能采集出每一个三角点的自然标高。 5、设计标高：设计标高可以通过【采集设计标高】、【优化设计标高】或【输入设计标高】等功能来获得。 6、绘制土方零线。 7、计算土方量：使用【计算土方量】功能来计算土方量。按照规划设计规范，项目区应选取不小于项目建设规模5%的田块作为典型

方格网法计算土方量教材及例题

、读识方格网图方格网图由设计单位（一般在1: 500的地形图上）将场地划分为边长 a=10?40m 的若干方格,与测量的纵横坐标相对应，在各方格角点规定的位置上标注角点的自然地面标高（H ）和设计标高（Hn ）,如图1-3所示. Λ=3‰ 二、场地平整土方计算考虑的因素： ① 满足生产工艺和运输的要求； ② 尽量利用地形，减少挖填方数量； ③ 争取在场区内挖填平衡，降低运输费； ④ 有一定泄水坡度，满足排水要求 ⑤ 场地设计标高一般在设计文件上规定，如无规定: 4? 65 I +0 39 *0 02 3 -0 19 4 -0.5Λ 5 45 67 4j?> 43,94 43 73 44 U 鼻射 JJeo ÷ I BfiJD \ .-17 ?0 -117 00 -270 OO +25 90 \ 6 7 *0 30 \ < <0 *0 40 10 42 9 J J3 S9 4155 43.65 43 7b √1 71 44 |7 43 77 44 67 +263 00 *∣42 7∣ UQ 2i ? H56O? Il +097 12 +0 71 ? 044 +0.C6 S V 15 42.53 55 42 90 43 61 4?23 抽67 4? €7 4J 7? 44 17 +0 30 ?i1标扁图1-3 方格网法计算土方工程量图

A.小型场地一一挖填平衡法; B.大型场地一一最佳平面设计法（用最小二乘法，使挖填平衡且总土方量最小）。 1、初步标咼（按挖填平衡），也就是设计标咼。如果已知设计标咼， 1.2步可跳过场地初步标高： H0=( ∑H1+2∑H2+3∑H3+4∑H4)∕(4*M) H1--一个方格所仅有角点的标高; H2、H3、H4-—分别为两个、三个、四个方格共用角点的标高 M——方格个数. 2、地设计标高的调整按泄水坡度、土的可松性、就近借弃土等调整按泄水坡度调整各角点设计标高： ①单向排水时，各方格角点设计标高为：Hn = H0 ± Li ②双向排水时，各方格角点设计标高为：Hn = H0 ± LX ix ± L yi y 3. 计算场地各个角点的施工高度施工高度为角点设计地面标高与自然地面标高之差，是以角点设计标高为基准的挖方或填方的施工高度.各方格角点的施工高度按下式计算：式中hn------角点施工高度即填挖高度（以“+”为填，“-”为挖），m n------ 方格的角点编号（自然数列1，2，3,???, n）. Hr------ 角点设计高程， H----- 角点原地面高程. 4. 计算“零点”位置，确定零线方格边线一端施工高程为“ +” ,若另一端为“-”，则沿其边线必然有一不挖不填的点,

CASS计算土方量的方法(断面法、三角网法、方格网法、两期计算法)

CASS计算土方量的方法（断面法、三角网法、方格网法、两期计算法）我们在日常的测量工作中，经常都需要计算一些土方量，而计算两期土方是CASS 的特色之一，特别是区域土方平衡施工过程中，或测量了两次结果之后，它能一次性为我们计算出同一区域的填挖方土方量，很是方便。为了使大家深入了解CASS6.1计算两期土方的方法，提出此问题与大家一起讨论学习。一般来说，下面三种方法均可以计算两期土方： 1、两断面线间土方计算 2、DTM法两期土方计算 3、方格网土方计算（测量推荐）三角网法、方格网法是常用的方法，断面法是提供给甲方的方量依据，一般三种方法的计算差距不会超过2%---5% 。三角网法计算方量：点击等高线，选建立DTM或图面DTM完善点击建立DTM后会显示：

选由图面高程点生成，确定。此时要注意左下角显示的文字，点击回车键即可。把区域的边界线选中后，就会自动形成三角网，如图所示：

三角网形成后，再点击工程运用中的DTM法计算土方量，选中根据图上三角网，如图所示：选中后就会显示下图：

注意左下角的提示：输入平场高度（就是设计深度，一般情况要加上超深0.5m）后回车，方量就会在左下角有显示。方量计算完成。方格网法计算方量：方格网法计算方量首先要采点，点击工程运用鼠标向下，选指定点生成数据文件，如图所示：

然后就会自动跳出一个窗口，如图所示：先把文件放在自己能够找的道的文件里，如桌面，起好名字，保存即可。窗口自动关闭后，左下角就会显示指定点：，此时，只要把鼠标放在高程点上左击后，会显示地物代码，代码就是点的行政代码，如边界线就写B，房子就写F，现在采点直接回车即可。回车后，又会显示高程（0.00），这是后，就需要输入你所用鼠标点击的高程点。水深要有负号，当然，正的水深就不需要加号了，直接输入就好。最后会显示的是输入点号（1），这一步，只要直接回车就可以了。就这样把工作区域的点全部踩完。重新打开CASS成图软件，点击绘图处理的站高程点如下图：就会弹出一个窗口，如下图：

土方开挖工程量计算公式资料讲解

土方开挖工程量计算公式圆柱体：体积=底面积×高长方体：体积=长×宽×高正方体：体积＝棱长×棱长×棱长．锥体: 底面面积×高÷3 台体: V=[ S上+√(S上S下)+S下]h÷3 球缺体积公式＝πh²(3R-h)÷3 球体积公式：V＝4πR³/3 棱柱体积公式：V＝S底面×h＝S直截面×l （l为侧棱长,h为高) 棱台体积：V=〔S1＋S2＋开根号（S1*S2）〕／3*h 注：V：体积；S1：上表面积；S2：下表面积；h：高。 ------ 几何体的表面积计算公式圆柱体: 表面积:2πRr+2πRh 体积:πRRh (R为圆柱体上下底圆半径,h为圆柱体高) 圆锥体: 表面积:πRR+πR[(hh+RR)的平方根] 体积: πRRh/3 (r为圆锥体低圆半径,h为其高, 平面图形名称符号周长C和面积S 正方形a—边长C＝4a S＝a2 长方形a和b－边长C＝2(a+b) S＝ab 三角形a,b,c－三边长h－a边上的高s－周长的一半A,B,C－内角其中 s＝(a+b+c)/2 S＝ah/2＝ab/2?sinC ＝[s(s-a)(s-b)(s-c)]1/2＝a2sinBsinC/(2sinA) 四边形d,D －对角线长α－对角线夹角S＝dD/2?sinα平行四边形a,b－边长h－a边的高α－两边夹角S＝ah＝absinα菱形a－边长α－夹角D－长对角线长d－短对角线长S＝Dd/2＝a2sin α梯形a和b－上、下底长h－高m－中位线长S＝(a+b)h/2＝mh 圆r－半径d－直径C ＝πd＝2πr S＝πr2＝πd2/4 扇形r—扇形半径a—圆心角度数C＝2r＋2πr×(a/360) S ＝πr2×(a/360) 弓形l－弧长S＝r2/2?(πα/180-sinα) b－弦长＝r2arccos[(r-h)/r] - (r-h)(2rh-h2)1/2 h－矢高＝παr2/360 - b/2?[r2-(b/2)2]1/2 r－半径＝r(l-b)/2 + bh/2 α－圆心角的度数≈2bh/3 圆环R－外圆半径S＝π(R2-r2) r－内圆半径＝π(D2-d2)/4 D－外圆直径 d－内圆直径椭圆D－长轴S＝πDd/4 d－短轴土建工程师应掌握的数据2010-03-27 11:05 12墙一个平方需要64块标准砖 18墙一个平方需要96块标准砖 24墙一个平方需要128块标准砖 37墙一个平方需为192块标准砖 49墙一个平方需为256块标准砖计算公式：

土方量计算方法及算例讲解

土方量的计算方法及算例姓名：冯鹏波班级：装备0802 学号：200806080923

摘要: 土方量的计算在工程测量中经常遇见，如道路设计，土地平整，矿场开采等，都需要精确地计算出其土方量。土方量计算是这些工程设计的一个重要组成部分，直接关系到工程造价，但它的精度如何，误差有大却很难直接检核出来。本文列述一些常见的计算方法和一些算例。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。关键字:土方量的计算方格网法断面法 DTM法

目录第一章土方外业测量方法及精度比较 (4) 1.1 水准仪法 (4) 1.2 经纬仪法 (4) 1.3 全站仪法 (5) 第二章土方量计算方法 (6) 2.1 断面法 (6) 2.2 方格网法 (6) 2.3 DTM法（不规则三角网法） (10) 第三章土方量计算算例及方法比较 (14) 3.1 实例计算 (14) 3.2 比较分析 (17) 第四章全文总结 (20) 参考文献 (21)

第一章土方外业测量方法及精度比较在土地平整中通常需要确定地面高程、施工范围和计算土方量等，以便控制施工进度。土地平整测量外业常采用水准仪、经纬仪和全站仪的测量仪器，内业计算有方格网法、断面法、等高线法、DTM 法等方法。采用不同的测量计算方法会有不同的结果，可见选择合适的测量计算方法有利于提高平整结果，提高精度和速度，甚至可以减少纠纷。土方量的误差主要是在外业中产生，即主要是由高程测量中误差m h 和面积测量中误差m s 造成。在相同观测条件下，4个方格顶点高程测量精度是相同的，则平均高程测量中误差m h 按如下计算： 2 m n m m h h h == （1-1）此外方格面积测量的中误差（m S ）主要是由距离误差（m D ）造成，因此按如下公式计算： D D m 2m g ?= （1-2）根据误差传播定律，土方量的中误差（m v ）按如下公式计算： 2h 22222h 22S 2m m h 162 1m S m h m S D D V +± =+±=）（）（（1-3） 1.1水准仪法用5m 塔尺将现场划分成若干个边长是五米的正方形方格，用水准仪测量每个方格定点的高程，按照40m 的设计高程用方格法计算土方量。 S3级微顷水准仪毎站水准测量高差（或高程）的精度为±2.4mm 。另外，水准仪测量的距离通常用皮尺丈量，其精度为±100mm ，因此计算出土方量中误差为±10.0m 3，相对中误差为1/25。 1.2经纬仪法用经纬仪按照地形测量（比例尺为1:500）的要求，将现场测绘成地形图，在地形图上用方格法（边长为5m ）手工计算土方量。 J6经纬仪测量的视距精度约为1/500，距离中误差为±200mm ，测量单点高程的精度为±60mm 3。经纬仪采集点位数据展绘在图纸上画上方格网，根据碎步点高程通过目估内插法确定方格顶点的高程。方格顶点的高程精度取决于碎步点的高程，也与测量员的站尺位置、数量、环境条件有关，其主要误差包括地形点高程测量误差、地面概括误差和平面位移误差。经纬仪测绘1：500 比例尺地形图后，对于坡度为15o的坡地，地面概括误差为±0.23m,平面位移误差为±0.17m 。由误差传播定律得出地形图上方格顶点高程中误差为±0.29m 。因此用土方量的中误差计算公式，可得出经纬仪测量计算土方量的中误差为±20.0m 3，相对中误差约为1/12。

断面法测土方应用

断面法土方计算断面法土方计算主要用在公路土方计算和区域土方计算，对于特别复杂的地方可以用任意断面设计方法。断面法土方计算主要有：道路断面、场地断面和任意断面三种计算土方量的方法。 1道路断面法土方计算。第一步：生成里程文件。里程文件用离散的方法描述了实际地形。接下来的所有工作都是在分析里程文件里的数据后才能完成的。生成里程文件常用的有四种方法，点取菜单“工程应用”，在弹出的菜单里选“生成里程文件”，CASS 7.0提供了四种生成里程文件的方法，如图8-10：图8-10 生成里程文件菜单 1．由纵断面生成在CASS7.0中综合了以前由图面生成和由纵断面生成两者的优点。在生成的过程中充分体现灵活、直观、简捷的设计理念，将图纸设计的直观和计算机处理的快捷紧密结合在一起。 ●在使用生成里程文件之前，要事先用复合线绘制出纵断面线。 ●用鼠标点取“工程应用\生成里程文件\由纵断面生成\新建”。 ●屏幕提示：请选取纵断面线：用鼠标点取所绘纵断面线弹出如图8-11所示对话框：图8-11由纵断面生成里程文件对话框中桩点获取方式：结点表示结点上要有断面通过；等分表示从起点开始用相同的间距；等分且处理结点表示用相同的间距且要考虑不在整数间距上的结点。

横断面间距：两个断面之间的距离此处输入20 横断面左边长度：输入大于0的任意值，此处输入15。横断面右边长度：输入大于0的任意值，此处输入15。选择其中的一种方式后则自动沿纵断面线生成横断面线。如图8-12所示图8-12由纵断面生成横断面其他编辑功能用法如下：图8-13横断面线编辑命令添加：在现有基础上添加横断面线。执行“添加”功能，命令行提示：选择纵断面线用鼠标选择纵断面线；输入横断面左边长度：(米) 20 输入横断面右边长度：(米) 20 选择获取中桩位置方式：(1)鼠标定点(2)输入里程<1> 1表示直接用鼠标在纵断面线上定点。2表示输入线路加桩里程。指定加桩位置：用鼠标定点或输入里程。变长：可将图上横断面左右长度进行改变；执行“变长”功能，命令行提示：选择纵断面线：选择横断面线：选择对象：找到一个选择对象：

cass断面法土方计算详细步骤

一、系统环境：（1）操作系统WIN XP ；（2）应用环境：南方CASS7.0 FOR CAD2004 或CAD2006 二、实例数据：坐标高程数据文件：dgx.dat （路径：\Program Files\CASS70\DEMO\dgx.dat ）三、准备工作：展绘坐标数据文件dgx.dat 中的测点点号，并绘制等高线。基本操作如下：（1）【绘图处理】菜单--【展野外测点点号】；弹出“输入坐标数据文件名”对话框中，打开dgx.dat文件，展绘出测点点号；（2）【等高线】菜单--【建立DTM】；弹出“建立DTM”对话框中，“选择建立DTM方式”中单选“又数据文件生成”；“坐标数据文件名”中打开dgx.dat文件；“结果显示”中单选“显示建三角网结果”；单击【确定】完成DTM的建立。（3）【等高线】菜单--【绘制等高线】；弹出“绘制等值线”对话框，修改“等高距”为0.5米；“拟合方式”中单选“三次B样条拟合”；单击【确定】完成等高线的绘制。（4）【等高线】菜单--【删三角网】。四、道路断面设计阶段工作： 1. 设计线路走向，即确定纵断面线：在等高线地形图中绘制道路的纵断面剖面线：使用pline绘多段线命令，连接dgx.dat 中测点点号4 21和227，起点测点421，终点测点227。如图所示：

2. 绘制道路的纵断面图，以便下一步中确定“横断面设计文件”中的各个横断面的中桩设计高。基本操作如下：【工程应用】菜单-【绘断面图】-【根据已知坐标】，弹出“断面线上取值”对话框，在“选择已知坐标获取方式”中单选“由数据文件

生成”；在“坐标数据文件名”中打开dgx.dat文件；注意在“采样间距”中输入25米（该值可输入与横断面间距相同的数值，便于查看横断面个数及其中桩处的地面高程，并最终确定各里程处横断面的中桩设计高程）；单击【确定】按钮。弹出“绘制纵断面图”对话框，在“断面图比例”中默认横向1：50 0；纵向1：100；在“断面图位置”中单击“···”按钮，用鼠标在绘图区空白处指定纵断面图左下角坐标，返回“绘制纵断面图”对话框后，单击【确定】按钮。 3.在纵断面图中“拉坡”大致确定道路中桩设计高：使用pline多段线从纵断面图图左侧高程标尺1375米处，连接右侧高程标尺1380米处。如图所示：图中红色曲线即为道路地面断面，白色直线为人工绘制的道路设计断面，每隔25米处有横断面的中桩地面高程，并可大致判断各里程处横断面的中桩设计高程，该纵断面按25米的间距有6个横断面。

土方量计算方法

土方量计算方法现在说到土方量结算，绝大多数土木行业的人都说某某软件很方便，但是我要问到手算会吗，大多数人都会支支吾吾，虽然手算确实不现实，但是我们做为专业人员，总不能沦为软件使用者吧？其中的原理大家还是需要明白的。一、土方量计算方格方法计算场地平整土方量步骤如图1-1所示。

图1-1 方格网法计算场地平整土方量步骤（一）读识方格网图图1-2 方格方法计算土方工程量图（二）确定场地设计标高 1．确定场地设计标高需要考虑的因素（1）满足生产工艺和运输的要求。（2）尽量利用地形，减少挖填方数量。

（3）争取在场区内挖填平衡，降低运输费。（4）有一定泄水坡度，满足排水要求。 2．初步计算场地设计标高（按挖填平衡）计算的场地设计标高：式中，H1、H2、H3、H4分别为一个方格、两个方格、三个方格、四个方格共用角点的标高（m），如图1-3b所示。（三）场地各方格角点的施工高度的计算

施工高度为场地各方格角点设计地面标高与自然地面标高之差，是以角点设计标高为基准的挖方或填方的施工高度。各方格角点的施工高度按下式计算：式中，hn为各角点的施工高度，即填挖高度（以“+”为填，“-”为挖）（m）； n为方格的角点编号（自然数列1，2，3，…，n）； Hn为角点的设计标高（m），若无泄水坡时，即为场地的设计标高（m）； H为角点原地面标高（m）。（四）计算“零点”位置，确定“零线” 方格边线一端施工标高为“+”，若另一端为“-”，则沿其边线必然有一处不挖不填的点，即“零点”，如图1-5所示。零点位置按下式计算：

式中，x1、x2为角点至零点的距离（m）； h1、h2为相邻两角点的施工高度（均用绝对值）（m）；a为方格网的边长（m）。（五）计算方格土方工程量的计算 1．方格的4个角点全为填方或挖方方格的4个角点全为填方或挖方，如图1-7所示。

方格网计算土方例题

、读识方格网图方格网图由设计单位（一般在1: 500的地形图上）将场地划分为边长 a=10?40m 的若干方格,与测量的纵横坐标相对应，在各方格角点规定的位置上标注角点的自然地面标高（H ）和设计图1-3 方格网法计算土方工程量图二、场地平整土方计算考虑的因素： ① 满足生产工艺和运输的要求； ② 尽量利用地形，减少挖填方数量； ③ 争取在场区内挖填平衡，降低运输费; ④ 有一定泄水坡度，满足排水要求 ⑤ 场地设计标高一般在设计文件上规定，如无规定: 加点3号、 ■43 35 4W 地1加杯為/ 、跖1初A 1 40 59 2 03 3 -? 19 4 -051 42 94 11 43 59 +C?7 \2 42.58 4J 5S +0 71 JI700 ?270 00 ■C05 -0.40 5 -0 93 43 87 10 43 77 44G7 IS 4? 25 43 67 43 67 43 7* 心4 43 13 44 17 4375 标高（Hn ）,如图1-3所示. 旳?I 4工 43加 4J 67 44 U fi +25.90 *0 30 I 43 71 扣17 -15 79 + M2 7I +40 2i + 13 14

A.小型场地一一挖填平衡法; B.大型场地一一最佳平面设计法（用最小二乘法，使挖填平衡且总土方量最小） 1、初步标咼（按挖填平衡），也就是设计标咼。如果已知设计标咼，步可跳过。场地初步标高： H0=（E HH2X H2+3E H3+4E H4）/4 M H1--一个方格所仅有角点的标高； H2、H3、H4--分别为两个、三个、四个方格共用角点的标高 M——方格个数. 2、地设计标高的调整按泄水坡度、土的可松性、就近借弃土等调整按泄水坡度调整各角点设计标高： ①单向排水时，各方格角点设计标高为：Hn = H0 ± Li ②双向排水时，各方格角点设计标高为：Hn= H0 士 Lx ix 士 L yi y 3.计算场地各个角点的施工高度施工高度为角点设计地面标高与自然地面标高之差，是以角点设计标高为基准的挖方或填方的施工高度.各方格角点的施工高度按下式计算： h n= H n- H 式中hn------角点施工高度即填挖高度（以“+”为填，“-”为挖），m n------ 方格的角点编号（自然数列1，2，3,…，n）. Hn----- 角点设计高程， H------ 角点原地面高程. 4.计算“零点”位置，确定零线方格边线一端施工高程为“ +” ,若另一端为“-”，则沿其边线必然有一不挖不填的点，

cass断面法土方计算详细步骤

一、系统环境：（1）操作系统 WIN XP ；（2）应用环境：南方CASS7.0 FOR CAD2004 或CAD2006 二、实例数据：坐标高程数据文件：dgx.dat （路径：\Program Files\CASS70\DEMO\dgx.dat ）三、准备工作：展绘坐标数据文件dgx.dat 中的测点点号，并绘制等高线。基本操作如下：（1）【绘图处理】菜单--【展野外测点点号】；弹出“输入坐标数据文件名”对话框中，打开dgx.dat文件，展绘出测点点号；（2）【等高线】菜单--【建立DTM】；弹出“建立DTM”对话框中，“选择建立DTM方式”中单选“又数据文件生成”；“坐标数据文件名”中打开dgx.dat文件；“结果显示”中单选“显示建三角网结果”；单击【确定】完成DTM的建立。（3）【等高线】菜单--【绘制等高线】；弹出“绘制等值线”对话框，修改“等高距”为0.5米；“拟合方式”中单选“三次B样条拟合”；单击【确定】完成等高线的绘制。（4）【等高线】菜单--【删三角网】。四、道路断面设计阶段工作： 1. 设计线路走向，即确定纵断面线：在等高线地形图中绘制道路的纵断面剖面线：使用pline绘多段线命令，连接dgx.dat 中测点点号421和 227，起点测点421，终点测点227。如图所示：

2. 绘制道路的纵断面图，以便下一步中确定“横断面设计文件”中的各个横断面的中桩设计高。基本操作如下：【工程应用】菜单-【绘断面图】-【根据已知坐标】，弹出“断面线上取值”对话框，在“选择已知坐标获取方式”中单选“由

数据文件生成”；在“坐标数据文件名”中打开dgx.dat文件；注意在

方格网法土方计算

方格网法土方计算方格网计算步骤及方法、—— ——

2. 常用方格网计算公式

注：1）a ——方格网的边长,m ； b 、 c ——零点到一角的边长,m ； h 1,h 2,h 3,h 4——方格网四角点的施工高程,m ，用绝对值代入； Σh ——填方或挖方施工高程的总和 ,m ，用绝对值代入； ——挖方或填方体积,m 。

2）本表公式是按各计算图形底面积乘以平均施工高程而得出的。方格网法。将场地划分为边长10—40m的正方形方格网，通常以20m居多。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（挖或填），习惯以“+”号表示填方，“－”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地填挖土方量，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。零线即挖方区与填方区的分界线，在该线上的施工高度为零。零线的确定方法是：在相邻角点施工高度为一挖一填的方格边线上，用插入法求出零点的位置，将各相邻的零点连接起来即为零线。零线确定后，便可进行土方量计算。方格中土方时的计算有两种方法，即四角棱柱体和三角棱柱体法。 ①四角棱柱的体积计算方法。方格四个角点全部为填或全部为挖，其挖方或填方体积为： V=a2（h 1+h 2 +h 3 +h 4 ）/4 式中：h 1、h 2 、h 3 、h 4 —方格四然点挖或填的施工高度，均取绝对值，m； a—方格边长。方格四个角点中，部分是挖方、部分是填方时，其挖方或填方体积分别为： V 1、2=a2/4×[h 1 2/（h 1 +h 4 ）+h 2 2/（h 2 +h 3 ）] V 3、4=a2/4×[h 3 2/（h 2 +h 3 ）+h 4 2/（h 1 +h 4 ）] 方格中三个角点为挖方（或填方）另一角点为填方时（或挖方）时，其填方部分的土方量为： V 4=a2h 4 3/6（h 1 +h 4 ）(h 3 +h 4 ）其挖方部分土方量为: V 1、2、3=a2（2h 1 +h 2 +2h 3 -h 4 ）/6+V 4 ②三角棱柱体的体积计算方法。计算时先顺地形等高线将各个方格划分成三角形，每个三角形三个角点的填挖施工高度用h 1、h 2 、h 3 表示。当三角形三个角点全部为挖或全部

基坑土方工程量计算公式讲解学习

基坑土方工程量计算公式 ——小蚂蚁算量工厂基坑土方工程量计算公式，小蚂蚁算量工厂根据自己的经验，详细总结了土方工程、基坑土方工程量计算公式，其中基坑土方工程量计算公式非常详细，还有平整场地计算规则。一、基坑土方工程量计算基坑土方量的计算，可近似地按拟柱体体积公式计算。基坑土方计算公式挖基坑 V=(a+2c+kh)*(b+2c+kh)*h+1/3k2h3 a=长底边 b=短底边 c=工作面 h=挖土深度 k=放坡系数基坑土方量计算公式公式：V=1/3h(S上+√(S下*S上)+S下) S上=140 S下=60 V=1/3*3*（140+60+√140*60）=291.65m2 基坑下底长10m，下底宽6m 基坑上底长14m ，上底宽10m 开挖深度3m ，开挖坡率1：0.5 求基坑开挖土方量、圆柱体：体积=底面积×高长方体：体积=长×宽×高

正方体：体积＝棱长×棱长×棱长．锥体: 底面面积×高÷3 台体: V=[ S上+√(S上S下)+S下]h÷3 球缺体积公式＝πh2(3R-h)÷3 球体积公式：V＝4πR3/3 棱柱体积公式：V＝S底面×h＝S直截面×l （l为侧棱长,h为高) 棱台体积：V=〔S1＋S2＋开根号（S1*S2）〕／3*h 注：V：体积；S1：上表面积；S2：下表面积；h：高。几何体的表面积计算公式圆柱体: 表面积:2πRr+2πRh 体积:πRRh (R为圆柱体上下底圆半径,h 为圆柱体高) 圆锥体: 表面积:πRR+πR[(hh+RR)的平方根] 体积: πRRh/3 (r为圆锥体低圆半径,h为其高, 平面图形名称符号周长C和面积S 正方形 a-边长 C＝4a S＝a2 长方形 a和b－边长 C＝2(a+b) S ＝ab 三角形 a,b,c－三边长h－a边上的高s－周长的一半A,B,C－内角其中 s＝(a+b+c)/2 S＝ah/2＝ab/2osinC ＝[s(s-a)(s-b)(s-c)]1/2＝a2sinBsinC/(2sinA) 四边形 d,D－对角线长α－对角线夹角 S＝dD/2osinα平行四边形 a,b－边长h－a边的高α－两边夹角 S＝

道路断面法土方计算

道路断面法土方计算第一步：生成里程文件。里程文件用离散的方法描述了实际地形。接下来的所有工作都是在分析里程文件里的数据后才能完成的。生成里程文件常用的有四种方法，点取菜单“工程应用”，在弹出的菜单里选“生成里程文件”，CASS 7.0提供了四种生成里程文件的方法，如图8-10：图8-10 生成里程文件菜单 1．由纵断面生成在CASS 2008中综合了以前由图面生成和由纵断面生成两者的优点。在生成的过程中充分体现灵活、直观、简捷的设计理念，将图纸设计的直观和计算机处理的快捷紧密结合在一起。 ●在使用生成里程文件之前，要事先用复合线绘制出纵断面线。 ●用鼠标点取“工程应用\生成里程文件\由纵断面生成\新建”。 ●屏幕提示：请选取纵断面线：用鼠标点取所绘纵断面线弹出如图8-11所示对话框：图8-11由纵断面生成里程文件对话框中桩点获取方式：结点表示结点上要有断面通过；等分表示从起点开始用相同的间距；等分且处理结点表示用相同的间距且要考虑不在整数间距上的结点。横断面间距：两个断面之间的距离此处输入20 横断面左边长度：输入大于0的任意值，此处输入15。横断面右边长度：输入大于0的任意值，此处输入15。选择其中的一种方式后则自动沿纵断面线生成横断面线。如图8-12所示

图8-12由纵断面生成横断面其他编辑功能用法如下：图8-13横断面线编辑命令添加：在现有基础上添加横断面线。执行“添加”功能，命令行提示：选择纵断面线用鼠标选择纵断面线；输入横断面左边长度：(米) 20 输入横断面右边长度：(米) 20 选择获取中桩位置方式：(1)鼠标定点(2)输入里程<1> 1表示直接用鼠标在纵断面线上定点。2表示输入线路加桩里程。指定加桩位置：用鼠标定点或输入里程。变长：可将图上横断面左右长度进行改变；执行“变长”功能，命令行提示：选择纵断面线：选择横断面线：选择对象：找到一个选择对象：输入横断面左边长度:(米) 21 输入横断面右边长度:(米) 21，输入左右的目标长度后该断面变长。剪切：指定纵断面线和剪切边后剪掉部分断面多余部分。设计：直接给横断面指定设计高程。首先绘出横断面线的切割边界，选定横断面线后弹出设计高程输入框：生成：当横断面设计完成后，点击“生成”将设计结果生成里程文件。