魯昕宜

LU Xin-yi

南方CASS軟件在土方量計(jì)算中的應(yīng)用

魯昕宜

LU Xin-yi

土方量計(jì)算作為建筑工程施工的核心，其預(yù)算直接影響到工程費(fèi)用預(yù)算和方案的選擇，對(duì)工程項(xiàng)目建設(shè)起到促進(jìn)作用。因此，論文主要從土方量計(jì)算方法出發(fā)，分析了南方CASS在土方量計(jì)算中的應(yīng)用和實(shí)例，以供業(yè)界參考。

南方CASS；土方量；計(jì)算

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.09.004

1 引言

土方量計(jì)算在建設(shè)工程項(xiàng)目土方工程中占據(jù)重要地位，是計(jì)算工程費(fèi)用與選擇合適的工程施工方案中不可缺少的條件，直接影響到工程建設(shè)造價(jià)。設(shè)計(jì)單位與建設(shè)方通常會(huì)把土方量計(jì)算當(dāng)成時(shí)間、效益和費(fèi)用的平衡點(diǎn)，但是，由于土方量計(jì)算方法出現(xiàn)偏差與開挖后不可復(fù)原的特點(diǎn)，極易引起糾紛，為了降低誤差與糾紛出現(xiàn)概率，科學(xué)選擇土方量計(jì)算方法，對(duì)土方量進(jìn)行精確計(jì)算，是專業(yè)人員需要認(rèn)真對(duì)待的問題。

2 土方量計(jì)算方法

2.1 傳統(tǒng)土方計(jì)算方法

2.1.1 斷面法

斷面法主要包括道路斷面、任意斷面和場(chǎng)地?cái)嗝娴扔?jì)算方法，計(jì)算操作較為復(fù)雜。例如，在地形比較復(fù)雜的起伏變化大，或者地勢(shì)狹長(zhǎng)，需要挖填深度大，屬于不規(guī)則地段，可使用該方法進(jìn)行測(cè)量，以提升測(cè)量準(zhǔn)確度，如表1所示。

2.1.2 等高線法

等高線法主要應(yīng)用在缺乏采集數(shù)據(jù)或者經(jīng)過掃描矢量后所獲得的數(shù)據(jù)計(jì)算，其精確度要求較低，對(duì)工程量進(jìn)行概算時(shí)使用。例如，在計(jì)算任意2條等高線之間的土方量時(shí)，可使用等高線法進(jìn)行計(jì)算，但是選擇的等高線需要閉合，才能對(duì)2條等高線所在區(qū)域面積進(jìn)行計(jì)算，以此測(cè)量高差[1]。

表1 斷面法土方量計(jì)算

2.1.3 區(qū)域土方量平衡

區(qū)域土方量平衡功能一般適用于場(chǎng)地平整區(qū)域，當(dāng)場(chǎng)地的土方處在平衡狀態(tài)時(shí)，開挖土石方后，就和填方量數(shù)據(jù)吻合。例如，以填挖方邊界線為界，開挖高處的土石方后，將其填埋在比較低的位置，就可以實(shí)現(xiàn)區(qū)域的平整。這一方法的使用能夠減少運(yùn)距，節(jié)約工程費(fèi)用。

2.2 現(xiàn)代土方量計(jì)算方法

DTM地面數(shù)字模型的建立是土方量計(jì)算中較為常見的方法，主要是利用實(shí)測(cè)高程特征點(diǎn)，建立關(guān)聯(lián)和不規(guī)則的數(shù)字三角模型，然后特征點(diǎn)與線會(huì)根據(jù)地形變化不斷改變。其測(cè)量數(shù)據(jù)具有真實(shí)性、可靠性、精度高等特點(diǎn)，能夠適用于各種地形。當(dāng)前，較為成熟的土方量計(jì)算方法主要有南方和鴻業(yè)兩款軟件，二者各有特色，但是，基本計(jì)算方式工作原理相同，而南方CASS是我國(guó)應(yīng)用較為普遍的軟件，在土方量計(jì)算中具有獨(dú)特之處[2]。

3 南方CASS在土方量計(jì)算中的應(yīng)用

3.1 DTM法

DTM法是在野外實(shí)測(cè)特征碎部點(diǎn)，通過外業(yè)收集的計(jì)算數(shù)據(jù)，建立DTM數(shù)據(jù)模型后，生成三角網(wǎng)便可對(duì)每個(gè)三棱錐外填方量進(jìn)行計(jì)算，最后獲得的數(shù)據(jù)即是規(guī)定的填方與挖方中的土方量。其圖形模型的建立比較真實(shí)，具有較高精確度，但是，由于數(shù)據(jù)采集量較大，在野外測(cè)點(diǎn)的要求比較嚴(yán)格，加大了建模的難度。

當(dāng)前，南方CASS的DTM法計(jì)算主要包括以下幾種。（1）按照坐標(biāo)數(shù)據(jù)計(jì)算。在計(jì)算土方區(qū)域中用閉合復(fù)合線標(biāo)注出來，按照電腦提示在圖上選擇“邊界線”，輸入相應(yīng)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，確認(rèn)后即可獲得計(jì)算結(jié)果。（2）按照?qǐng)D上高程點(diǎn)計(jì)算。先按照野外實(shí)測(cè)地形特征點(diǎn)數(shù)據(jù)，根據(jù)比例尺展繪制高程點(diǎn)，然后在計(jì)算土方區(qū)域中用閉合的復(fù)合線標(biāo)注出來，最后按照計(jì)算機(jī)提示進(jìn)行操作。（3）按照?qǐng)D上的三角網(wǎng)計(jì)算。確定封閉計(jì)算區(qū)域，按照計(jì)算區(qū)域中的高程點(diǎn)建立DTM模型，生成三角網(wǎng)后，按照地形的具體情況，刪除或者添加已有的三角形，讓測(cè)量結(jié)果接近實(shí)際地形。（4）兩期間土方計(jì)算。兩期間土方計(jì)算是指在同一個(gè)位置測(cè)量2次以上，通常測(cè)量的是施工開挖前、后，通過2次測(cè)量獲得的高程數(shù)據(jù)建模后累計(jì)，以此計(jì)算這一區(qū)域中土方變化的情況。例如，在計(jì)算過程中，首先在計(jì)算區(qū)域前、后2次測(cè)量點(diǎn)高程數(shù)據(jù)文件中建立模型與設(shè)計(jì)單獨(dú)的高程數(shù)據(jù)文件，然后在CASS軟件中按“工程應(yīng)用—DTM法土方計(jì)算—計(jì)算兩期間土方”步驟操作，按下回車鍵即可獲得計(jì)算數(shù)據(jù)。

3.2 方格網(wǎng)法

程序中方格網(wǎng)計(jì)算主要是按照野外實(shí)地測(cè)定地面點(diǎn)高程數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)高程，利用CASS軟件設(shè)計(jì)好方格寬度的方格網(wǎng)后，對(duì)每個(gè)方格內(nèi)部的填挖方量進(jìn)行計(jì)算，最后獲得的數(shù)據(jù)累計(jì)起來即是規(guī)定范圍內(nèi)需要填方與挖方的土方量，以此繪制出填挖方的分界交匯處。例如，在計(jì)算土方量時(shí)可將方格網(wǎng)方的設(shè)計(jì)面設(shè)計(jì)成平面、三角網(wǎng)、基準(zhǔn)點(diǎn)斜面和基準(zhǔn)線斜面，然后再選擇計(jì)算區(qū)域中“高程點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件”選擇設(shè)計(jì)面，如果設(shè)計(jì)面為平面，在“方格網(wǎng)寬度”這一欄中設(shè)計(jì)需要的方格網(wǎng)規(guī)格，按照數(shù)據(jù)采集精度選擇合適的土方量計(jì)算精度，輸入設(shè)計(jì)高程；如果設(shè)計(jì)面為斜面，可選擇“基準(zhǔn)點(diǎn)”與“基準(zhǔn)線”在圖上采集數(shù)據(jù)，也可按照設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)輸入計(jì)算條件。如果土方工程中設(shè)計(jì)面不是平面和斜面時(shí)，場(chǎng)地開挖或者回填后會(huì)變得參差不齊，這時(shí)可在設(shè)計(jì)面選項(xiàng)中選擇“三角網(wǎng)文件”，輸入三角形文件后，按照確定的“方格寬度”來計(jì)算土方量。通過建立正確的方格網(wǎng)，選擇合適的計(jì)算公式后，單擊“確定”就會(huì)獲得相應(yīng)的土方計(jì)算圖。

3.3 FGWTF-GETPT命令

在工程建設(shè)過程中工作人員會(huì)按照建設(shè)項(xiàng)目軸線方格網(wǎng)進(jìn)行合理布局，建立一個(gè)施工坐標(biāo)系，通過施工坐標(biāo)系之間的關(guān)系來設(shè)計(jì)土方填挖的方格網(wǎng)，達(dá)到實(shí)地放樣和打樁采集高程目標(biāo)。例如，在南方CASS“工程應(yīng)用”中計(jì)算方格網(wǎng)土方量時(shí)，方格網(wǎng)或按照CAD界面橫軸和縱軸作為填方橫軸的方向，這樣計(jì)算結(jié)果就無法與設(shè)計(jì)的方格網(wǎng)重合，設(shè)計(jì)方為了獲得直觀數(shù)據(jù)，通常會(huì)將結(jié)果方格網(wǎng)和設(shè)計(jì)方格網(wǎng)聯(lián)合起來，然后在計(jì)算土方量的南方CASS界面中，選用計(jì)算封閉區(qū)域，將“FGWTF-GETPT”命令錄入命令行中，根據(jù)提示內(nèi)容確認(rèn)方格網(wǎng)的方向，以此實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)計(jì)算結(jié)果方格網(wǎng)和設(shè)計(jì)方格網(wǎng)重合的目的。

4 應(yīng)用實(shí)例

某單位進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害治理工作，主要是按照單位安排的內(nèi)容，對(duì)清表、削坡、擋土墻、植被和培土工程項(xiàng)目中的清表與削坡的土石方量進(jìn)行計(jì)算，其中，土石方松散指數(shù)按照1.15計(jì)算。由于該治理工程項(xiàng)目的面積較小，地形破碎、坡坎和坑塘為40%，沒有通過初設(shè)地形圖，而是在土石方工程上利用水準(zhǔn)儀按照20m方格網(wǎng)進(jìn)行實(shí)際野外地形的采集工作，為土石方計(jì)算奠定扎實(shí)基礎(chǔ)。通過單位的前期計(jì)算準(zhǔn)備工作，施工后與施工前的計(jì)算對(duì)比，最后計(jì)算數(shù)據(jù)的總填方為54.7萬m3，總挖方為5.0萬m3，和施工方記錄的相關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)比偏差在8%左右，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期目標(biāo)。

5 結(jié)語

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工程建設(shè)項(xiàng)目的增加，土方量計(jì)算已經(jīng)成為測(cè)繪計(jì)算工作人員工作中必不可少的一部分，因此，在測(cè)量過程中，應(yīng)詳細(xì)分析地形情況，從多方面出發(fā)，通過分析比較，選擇合適的土方計(jì)算方法，減小誤差，從而提升測(cè)量準(zhǔn)確度。

【1】李子坡.南方CASS軟件土方量計(jì)算的應(yīng)用[J].科技與企業(yè)，2015 (8)：105-106.

【2】張士健.南方CASS方格網(wǎng)法土方量計(jì)算的應(yīng)用[J].房地產(chǎn)導(dǎo)刊，2013(18)：121-121.

Application of South CASS Software in Earthwork Calculation

（撫順職業(yè)技術(shù)學(xué)院，沈陽 113006）
(Fushun Vocational Technology Institute，Shenyang 113006，China)

As the core in building construction,the budget of earthwork calculation directly affects project cost budget and the scheme choice,and can promote the engineering projects.This article mainly starts from the calculation method of earthwork,and analyzes the application and examples of South CASS in earthwork calculation,to offer reference for the industry.

South CASS;earthwork;calculation

TU198

A

1007-9467（2016）09-0007-02

2016-09-06

魯昕宜（1983～），女，遼寧撫順人，講師，從事建筑工程測(cè)量管理與研究。