地形测量技术：应用与方量计算

平整场地是指按照工程需要，将施工场地自然地表整理成符合一定高程的水平面或一定坡度的均匀地面。在建筑、水利、农田等基本建设中，均需要进行土地平整工作。平整场地中常用的方法有方格网法、断面法和等高线法等。

2.8.1　方格网法

该法适用于地形起伏不大或地形变化比较规律的地区。一般要求在满足填挖方平衡的条件下把划定范围平整为同一高程的平地。

1.在地形图上绘制方格网

在拟平整的范围打上方格，方格边长取决于地形变化和土方估算的精度要求，如取4m、20m、50m等，然后根据等高线内插求出各方格顶点的地面高程，注于相应点右上方。

2.计算设计高程

先把每一格四个顶点的高程加起来除以4，得到每一方格的平均高程，再把各个方格的平均高程加起来除以方格格数，即得设计高程H设

式中　n——方格数；

Hi——第i方格的平均高程。

3.绘出填挖分界线

根据设计高程，在图上用内插法绘出设计高程的等高线，即为填挖分界线，它就是不挖不填的位置，通常称为零线。

4.计算填挖深度

各方格顶点的地面高程与设计高程之差，即为填挖高度，并注在相应顶点的左上方，即

h“+”号表示挖方，“-”表示填方。

5.计算填挖土石方量

从图5.9中可以看出，有的方格全为挖土，有的方格全为填土，有的方格有填有挖。计算时，填挖要分开计算，图5.9中计算得到设计高程为64.84m，以方格2、6、10为例计算填挖方量。

图5.9　方格法

方格2为全挖方，方量为

方格10为全填方，方量为

方格6即有挖方，又有填方

式中　S2——方格2的面积；

S10——方格10的面积；

S6挖——方格6中挖方部分的面积；(www.xing528.com)

S6填——方格6中填方部分的面积。

最后将各方格填，挖土方量各自累加，既得填挖的总土方量。

2.8.2　断面法

在地形变化较大的山区，可用断面法来估算土方。在图5.10中ABCD是在山梁上计划拟平整场地的边线。设计要求：平整后场地的高程为67m；AB边线以北的山梁要削成1∶1的斜坡；分别估算挖方和填方的土方量。结合这个例子，把场地分为两部分来讨论。

图5.10　断面法

1.ABCD场地部分

根据ABCD场地边线内的地形图，每隔一定间距（本例采用的是4m）画一幅垂直于左右边线的断面图，图5.11即为A—B、1—1、2—2、7—7和8—8的断面图（其他断面省略）。断面图的起算高程定位67m，这样一来，在每个断面图上，凡是高于67m的地面和67m高程起算线所围成的面积即为该断面处的填方面积。

在分别求出每一断面处的挖方面积和填方面积后，即可计算相邻断面间的挖方和填方，例如，A—B断面和1—1断面间的挖方为

填方为

式中　A——断面处的挖方面积；

A＇和A″——断面处的填方面积；

l——两相邻横断面间的间距。

同法可计算其他相邻断面的土方量。最后求出ABCD场地部分的总挖方量和总填方量。

2.AB以北的山梁

首先按与地面等高线间距相同的间距和设计坡度，算出斜坡设计等高线间的水平距离。在这个例子中，地面等高线间距是1m，斜坡设计坡度给定1∶1，所以设计等高线间的水平距离是1m，按照地形图的比例尺，在边线AB以北画出这些彼此平行且等高距为1m的设计等高线，如图中AB边线以北的虚线所示。每一条斜坡设计等高线与同高的地面等高线相交的点，称为零点，把这些零点用曲线连接起来，即为一条不填不挖的零线。在零线范围内，就是需要挖土的地方。

为了计算土方，要画出每一条设计等高线处的断面图（图画出了68—68和69—69两条设计等高线处的断面图）。在画出设计等高线处的断面图时，其起算高程要等于该设计等高线的高程。有了每一设计等高线处的断面图后，即可计算相邻两断面的挖方。

例如，A—B断面和68—68断面间的挖方为

68—68和69—69断面间的挖方为

式中　l＇——相邻断面间水平距离，此例中l＇=1m。

最后，第一部分和第二部分的总和即为总挖方，填方的总和即为总填方。

2.8.3　等高线法

当地面高低起伏较大且变化较多时，可以采用等高线法。此法是先在地形图上求出各条等高线所围成的面积，然后计算相邻等高线所围面积的平均值，乘上此两等高线间的高差，得各等高线间的土方量，再求总和。类似于计算库容的方法，这里不再赘述。