土方量计算方法对比
土方量有三种计算方法——面对面、断面法与基准面法——每种方法都对照不同的基准来测量,所以同一处开挖,三个人可能诚实地得到三个不同的数字,而没有人算错。本文介绍每种方法的前提,以及如何在它们之间做选择。
任何方量都是两个面之间的差
并不存在“一块地的方量”。方量只存在于两个面之间:现状是什么,以及你拿它跟什么比。换掉第二个面,数字就会合理地改变。
所以第一个问题从来不是“方量怎么算”,而是“对照什么算”。下面三种方法,其实是回答这个问题的三种方式。
挖方 / 填方 — 三种基准模式
同一地形,三种基准 → 三种不同的体积。这是最容易混淆的地方。
- 现状地形 — 实测得到的表面
- 平面标高 — 固定的设计标高
- 参考面 — 另一个方案或设计
- 挖方 — 基准以上 → 需要移除
- 填方 — 基准以下 → 需要增加
1. 面对面(格网)方量
把实测地形放在规则格网上与基准比较。每个格网单元的高差乘以单元面积;高于基准的累加为挖方,低于基准的累加为填方。
基准可以是一个平面设计标高、另一个面(例如设计模型),或同一场地更早的一次实测。最后这种——比较两次带日期的实测——正是通常测量进度与月度工程量的做法。
优点:用上数据的每一个单元,无需简化即可处理复杂形状,并且给出的是挖填分布图而不只是一个总数。注意:结果继承格网的分辨率,任一表面上的噪声或空洞都会直接进入数字。
2. 断面(平均端面积)方量
沿轴线在等间距桩号处垂直切取断面。量测每个断面的挖方与填方面积,相邻两断面之间的体积等于两者面积的平均值乘以间距。
这是道路、渠道与沟槽的传统方法,在多数线状工程中至今仍是计量结算的标准——很大程度上因为它足够透明。任何人都能打开桩号表、核对一个断面并跟着算一遍。
优点:可审核,顺带产出施工图本就需要的断面图,且与线状工程的计价方式一致。注意:它只在桩号处采样地形,桩号之间的变化被平均掉了。地面变化快的地段要加密间距。
3. 基准面(料堆)方量
对于堆在看不见的地面上的料堆,基准是拟合在堆体之下的一个底面——通常是过坡脚的平面,或由周边地形插值出的曲面。
该底面以上的材料即为料堆方量。乘以密度即得吨位。
优点:快,而且在没有堆体下方地面前期实测时,这是唯一可行的做法。注意:结果的好坏取决于假定的底面。在有坡度或不规则的地面上,底面的选取可能使结果相差百分之几,因此底面应写进报告,而不是默认省略。
同一场地为何给出不同数字
两种方法不一致通常不是错误——不一致的是两个基准。以平面标高为基准的格网方量,与以设计模板为基准的断面方量,回答的是不同的问题。
比较两个数字之前,先核对三件事:各自使用了哪个基准面、各自以什么分辨率或桩号间距采样、两者覆盖的边界是否完全相同。差异几乎总是出自这三者之一,且按此顺序。
如何选择
线状工程——道路、渠道、管沟——用断面法,因为工程就是这样出图、这样结算的。
面状工程——场平、采坑、一般土方——用面对面法,因为它捕捉完整形状,并给出可据以施工的挖填分布图。
未知地面上的松散物料——用基准面法,并记录所采用的底面。
凡涉及合同的,采用合同规定的方法。若一种更复杂的方法回答的是与结算依据不同的问题,它并不更正确。
| 方法 | 基准面 | 适用于 | 注意 |
|---|---|---|---|
| 面对面(格网) | 平面标高、设计面,或同一场地的早期实测。 | 不规则形状、两次实测之间的进度,以及挖填分布图。 | 结果继承格网分辨率;任一表面的噪声或空洞会直接进入数字。 |
| 断面(平均端面积) | 沿轴线在等间距桩号处垂直切取的断面。 | 道路、渠道与沟槽——以及必须可审核的计价工程量。 | 只在桩号处采样;地面变化快的地段要加密间距。 |
| 基准面(料堆) | 拟合在堆体之下的底面:过坡脚的平面,或由周边地形插值的曲面。 | 下方地面没有前期实测的料堆。 | 在有坡度或不规则的地面上,假定底面可能使结果相差百分之几——应写进报告。 |
常见问题
为什么不同的人计算同一处开挖会得到不同的方量数字?
这不是因为出错,而是因为方量始终是两个面之间的差(现状地形与一个基准),而不是地形本身的绝对属性——所以不同方法对照不同基准测量时,会得到不同但同样有效的数字。
在道路、管线等线状工程中计算方量的标准方法是什么?
断面(平均端面积)方量:沿轴线在等间距桩号处垂直切取断面,量测每个断面的挖填方面积,相邻两断面之间的体积等于两者面积的平均值乘以间距。由于透明且可审核,它在多数线状工程中至今仍是计量结算的标准。
面对面(格网)方量如何计算?
把实测地形放在规则格网上与一个基准面比较;每个格网单元的高差乘以单元面积,高于基准的累加为挖方,低于基准的累加为填方。
当堆体下方地面没有前期实测时,料堆方量如何计算?
使用基准面法:基准是拟合在堆体之下的一个底面,通常是过坡脚的平面,或由周边地形插值出的曲面。在有坡度或不规则的地面上,底面的选取可能使结果相差百分之几,因此所用底面应在报告中明确写出。
参考来源
在 STREAM 中计算方量
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