东华理工大学长江学院本科毕业论文 浅谈土石方工程测量与计算 目录浅谈土石方工程测量与计算毕业论文目 录目 录1第一章 绪论21.1概述21.2 国内外目前研究现状21.3本论文研究的主要内容和意义21.3.1本论文研究的主要内容21.3.2本论文的研究的意义3第二章 数据采集42.1 常用仪器设备42.2 采用的坐标及高程系统和作业依据42.3 现场踏勘42.4 外业测绘52.4.1 测量基本要求52.4.2 碎部点分布要求及运用技巧62.4.3 外业测量6第三章 内业计算基本原理与数据处理83.1土方计算的基本方法83.1.1 断面法83.1.2 格网法83.1.3 等高线法103.1.4 DEM法113.2理想模型的体积计算123.2.1三棱柱体积计算123.3.2圆柱体积计算153.3实际例子的土方计算183.3.1 实例坐标数据183.3.2 格网法计算实例183.3.3 TEM法计算实例20第四章 数据分析224.1 数据汇总224.2 数据分析254.2.1纵向比较254.2.2横向比较274.3本章小结29第五章 总结和展望30致 谢31附录：实例棚改房土方计算数据32参考文献344东华理工大学长江学院本科毕业论文 浅谈土石方工程测量与计算 第一章 绪论第一章 绪论1.1概述 随着中国的经济飞速发展，国家发展的重点已经从一线城市渐渐向二线城市转移，而农村的格局也渐渐由原来的模式渐渐向小城镇化和农场制度转变。相应而来的许多建筑工程也接踵而来。而土石方工程是建筑工程特别像地铁，修地下室的工程不可缺少的环节。为保证工程的顺利进行，在工程施工之前，必须做出快速、合理、准确的工程预算，要拿出一套最合理的,最有效的，最经济的施工方案，就必须拿出准确的,甲乙方认可的土石方计算结果来。在上世纪七八十年代，土石方的计算是有监理人员们先在图纸上剖面数据，在米格纸上画好剖面图，然后再依照剖面图上计算的要求运用求积仪或者其他的一些方法在剖面图上求得面积，最后再计算出土石方量。但是这种工作程序相当繁琐，工作量大、精确度不高、消耗大量的时间。随着如今计算机技术和测量仪器技的发展和完善，特别是基于AUTOCAD二次开发的CASS软件和FASTIFT的出现，不仅大缩短了计算的时间，而且得出的结果更加客观，精确。土石方工程中测绘工作包含外业观测和内业的数据处理计算。计算机根据外业观测数据选取一种特定的方法计算土石方。这种方法不外乎就是 DEM法、方格网法、断面法和等高线法。1.2 国内外目前研究现状 针对土石方计算的研究自计算机高速发展可谓是数不胜数，专家学者主要围绕DEM法、方格网法、断面法和等高线法这四种方法的比较分析以及根据外业测量数据怎样建立最佳拟和曲面，使计算结果更加准确，同时也取得了巨大突破。1.3本论文研究的主要内容和意义1.3.1本论文研究的主要内容本文通过对一个理想的物理模型（三棱柱）和实际中抚州市凤凰城棚改房8号楼地下室土方计算为例，从外业数据采集和内业数据处理方面着手，证实了先辈提出的部分观点，同是也提出了一些自己的观点，主要包括（1）在外业采集中，全部仪无需定向量仪高测量方法，快捷而简单，缩短外业时间 （2）在数据处理方面，在cass8.0下，重点讲述DTM法和格网法计算三菱柱，1/4圆柱以及抚州市凤凰城棚改房8号楼地下室挖方，并比较分析数据结果，得出自己的结果。1.3.2本论文的研究的意义为了保证工程建设的经济性, 工程建设要求在最大程度上利益最大化。土石方计算的正确与否直接关系到工程投资与预算等经济利益, 因此土石方计算对于工程建设是至关重要的。本文通过总结先辈的理论观点，提出自己的观点，为土石方工程相关工作人员提供参考，为测绘初学者提供学习资料。同时，对本文的书写，也增加了自己对测绘进一步认识，丰富自己的视野。东华理工大学长江学院本科毕业论文 浅谈土石方工程测量与计算 第二章 数据采集第二章 数据采集2.1 常用仪器设备2.1.1采用gps测量方方法所需仪器双频GPS接收机和记录手薄 1台 对中杆 1根三脚架 1副2.1.2采用全站仪测量方法所需仪器全站仪 1台对中杆 1根三脚架 1副必要时还需gps仪器一套做控制2.2 采用的坐标及高程系统和作业依据2.2.1采用的坐标及高程系统平面可以采用城建坐标系，高程采用城建高程系，同样可以采取自己假定的独立坐标系统。2.2.1外业作业依据公路全球定位系统（GPS）测量规范（JTJ/T 06698），以下简称GPS测量规范。 公路勘测规范（JTJ 06199），以下简称规范。1：500、1：1000、1：2000地形图图式（GB/T 79291995），以下简称图式。国家三、四等水准测量规范（GB12898-91）大比例尺地形图机助制图规范（GB14912-94）等2.3 现场踏勘主要包括几方面内容：1，现场交通情况，场地地形，场地大小，这方面需要增加费用，2，现场降水（如果是外地）量，需要的排降水设备3，周边建筑物或场所是否对测量有影响，确定选取什么样的方法测量更好 4，现场是否有淤泥，测量时是否需要雨鞋等总之一句话，就是完全了解现场情况，把对报价和将来的施工的影响因素都考虑全，确定好什么方法测量，怎样测量更好。2.4 外业测绘2.4.1 测量基本要求测图范围：按甲方现场指定范围进行施测。 测区内所有居民地，独立地物，管线及栏栅，道路，水系，植被等各项地物，地形要素，以及地理名称注记等，均在地形图上表示。2.5.3 地形图上均展绘出各等级三角点，包括各等级平面控制点.图根点.水准点等测量控制点，并按规定符号表示。各类建筑物，构筑物及主要附属设施，按实地轮廓准确测绘，房屋以墙基角为准，并按建筑材料和质量分类（即注“ 砼”“混”“砖”等），并根据结构分层表示及注记层数 地貌以等高线表示为主，明显的特征地貌（如陡崖、冲沟等）以符号表示。从零米起算每隔四根首曲线应绘一根计曲线，即0、5、10，并在计曲线上注记高程。山顶、鞍部凹地及斜坡方向不易判读的等高线上，应加绘示坡线。遇到山顶、鞍部，山脊、山脚、谷地、谷口、沟底、沟口以及其它地面倾斜变化处，均测高程注记点，高程注记取至小数点后两位 测区内所有的公路，大车路，乡村路，小路均有测绘。公路及双线道路在图上均按真宽依比例尺表示，公路，街道按其路面材料划分为水泥，沥青，碎石，砾石，和土路等，以文字注记在图上，铺装材料改变处用点线分隔。公路里程碑为实测其点位，并注明了里程数。河流，沟渠，池塘等各种水工设施均有表示，沟渠宽度小于1米以单线表示，堤坎均测注了顶部及底部及坡角的高程。 图上所有居民地，道路，河流等自然地理名称，以及单位名，均进行了调查核实并正确注记在图上。 地形图内业编辑采用SCS 软件，严格按照软件要求进行地物、地貌编辑，各种注记的字体大小，字型，方向按图式规定执行。2.4.2 碎部点分布要求及运用技巧根据计算原理，必须按地貌地形特征取点，特别是地势变坡坡底线、陡坎边线、梯田台地边线等，测点过程中绘制地形草图，逐点做好记录，文字记录如：测点 23、40、24、41 间为台地，其中测点60处有一约 0 . 8 米深坑；每次测取土方计算区域边线应相，且任何相邻三个测点构成的三角形不宜为 1 5 0 以上的钝角三角形对不易测点地方做详细文字描述，以备追加测点，如测点60文字记录为：11,12,13,16间有一水坑，离11点3米，距点12点4 米，水深 0.6 米,注意追加。重点记录地标点（甲方所给的起算高程点）的高程在情况允许的条件下尽量一站测完，这样不仅省事，而且可以提高精度，还可以采用下面讲到的免定向对中测量方法。2.4.3 外业测量2.4.3.1 普通测量方法 这种方法和普通的1:500地形测量没有什么区别，主要步骤有找已有控制点或用gps做控制点；在已知控制点架站，对中整平；定向检；内业计算。同样可以采用其他的方法像gps等，这里就不一一赘述。2.4.3.2 免定向对中量仪器高测量由于土方工程中，要求的只是点与点的相对位置关系，在内业是根据这些相对位置关系来拟合出最佳曲面，采用一定的算法计算出土的体积，这就是土石方计算最通俗的定义。正因为这样，我们在小范围的土方工程中就可以大胆的采用这种无定向对中的测量方法。下面是具体步骤； 在测区内或测区外面选取一个可以测全部测区又可以架设仪器的点。（要是没有这样的点，需要架设两到三站的话，就不能用这种方法，后面再叙述另一种方法） 在所选的点架设仪器，并把仪器整平。 输入正确的仪器高，测量甲方所给的地标点（甲方所给的起算高程点及设计高度点，大部分是距路面高多少公分或某一特征点下挖多少米），并记录下来，计算出设计标高，以备内页计算； 碎步测量 内业计算。上面有叙述，要是不能选取一个可以测全部测区又可以架设仪器的点，此时同样无需定向，但需要对中整平和量仪器高，方法类似。当然这种方法有一定的局限性（主要是不适用大范围的土方工程），但不能说是在不影响精度的情况的一种省时的好方法东华理工大学长江学院本科毕业论文 土石方工程测量与计算 第三章 内业计算原理与数据处理第三章 内业计算基本原理与数据处理3.1土方计算的基本方法3.1.1 断面法在碎步测量的平面图或者是数字地形图上，根据土石方的计算范围，将场地划分为若干个横截面，这些横截面需要的是相互平行且间距相等。（当精度要求不高时，可酌情根据已有地形图来确定断面，当精度要求较高时，则必须到达实地测量以确定断面）。依据所绘制的断面图将所取的每一个断面划分成为若干个梯形或者三角形，计算每条断面线相互所围成的面积，用每相邻两个断面的面积取平均值然后乘以横断面的间距，得出结果为每相邻两个断面间的体积，将各个相邻断面的体积相加得出总体积，这种方法被称为断面法。3.1.2 格网法先将场地划分为若干个具有一定间距的方格，从数字地形图或者实际测量得到每个方格角点的实际自然标高，再有每个方格角点的设计标高与自然标高只差即为填挖高度，一般以“+”号 作为填方，“-”号作为挖方，然后计算每个方格角点的填挖量，并且得到场地边坡的土方量，最后二者相加即为整个场地的工程量。格网法一般采用水准测量或者三角高程测量方法，测量出网点的标高，进而计算方格网的平均标高和面积。平均标高有以下几种计算方法：算术平均法：将四个角点的高程求平均值即为平均标高加权平均法：将每个方格的四个角点取平均值作为平均标高，然后每个格网的平均高程即为加权平均高程。计算前应分清楚挖方区与填方区的分界线，在这条线上的施工高度为零。方格中的土方量的计算方法有以下两种：四角菱柱体的体积计算方法：方格的四个角点全部为填方