摘要：在各种工程建设中土石方开挖是必不可少的，计算土石方工程量是过程中的一个重要工作。准确计算土石方工程量十分重要。在此基于南方Cass软件计算场平土石方工程做些探讨。
关键词：场平土石方计算；方格网法；断面法；DTM法
计算场平土石方工程中常用的两种计算方法。一种方格网法，一种断面法。
在此文中我们用旅游服务站项目范围内70m宽，200m长矩形区域作为计算区域，原始测量数据选择超计算边线外10m区域即90m*220m。数据最小高程378米，最大高程411.555米，共469个测量点，14000㎡，平均每100㎡3.35个测量点，相邻两点最近距离0.6m，相邻最远20.98m。大部分区域测量点较密实，不到5m有相邻测量点。原始地貌等高线测量点如图1，相邻等高线差距为1米。场平在此次探讨中只探讨平面计算，不探讨有放坡等情况。
图1计算范围内原始地貌等高线图
一、方格网法土石方计算
用方格网法计算土石方工程量，计算设置选择可以选平面，可以选斜面，可以用设计的三角网文件，如图2所示。
图2方格网土方计算对话框
1、设计面是平面的操作方法如下：
1）根据坐标文件用复合线（命令pline）画出所要计算土方的区域，一定要用命令C闭合。
2）用鼠标选择工程应用菜单下的方格网法土方计算。
3）选择土方计算区域边界线；
4）屏幕上将弹出方格网土方计算对话框，在对话框中选择所需的原始测量数据坐标文件（**.dat格式）；在“设计面”下选择“平面”，并输入要计算到的高程；在“方格宽度”栏，输入需要的方格网宽度，这里我们根据需要选择10米。
5）点击“确定”，命令行提示：请确认方格网起始位置：<缺省位置>。这里我们默认不选择，按空格键或者回车键，即可。计算完成。结果如图3所示。
图3方格网法土方计算成果图
二、用断面法进行土方量计算
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。
在此探讨取常用的任意断面法计算区域土方场平。过程如下：
第一步：生成里程文件。
里程文件根据原始测量数据文件（**.dat格式），用离散的方法生成相关里程文件数据也是**.dat格式。接下来的计算工作都是通过分析里程文件里的数据后计算土石方挖填工程量的，所以生成里程文件十分重要。
生成里程文件常用的有方法是由纵断面线生成或由复核线生成，这两种方式生成结果相同。首先用pline命令画出纵断面线，然后点击菜单“工程应用”，在下面选择生成里程文件，在弹出的菜单里选由纵断面线生成，在选择“新建”，如图4，提示选择纵断面线，选择已绘制的纵断面线。出现如图5界面。
图4 生成里程文件菜单
图5由纵断面生成里程文件对话框
中桩点获取方式选择：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根据实际输入10。
横断面左边长度：根据需要输入，此处根据实际输入0。
横断面右边长度：根据需要输入，此处根据实际输入200。
点击确定。出现如图6所示
图6 由纵断面生成横断面
生成：当横断面设计完成后，工程应用---生成里程文件--由纵断面线生成--生成--选择纵断面线，弹出如图7界面。
图7 生成里程文件
选择参数：这里我们可以选择由数据文件生成（注：此文件为原始测量数据文件，***.dat格式）或者由图面高程点生成（注：选择此参数，必须要先把原始测量数据高程导入图中才可以用）。这里我们选择由数据文件生成，点击选择dat格式的测量数据文件，生成里程文件名我们选择要存放生成文件要存放在电脑上的地方并输入新建文件的名称，（注：此文件就是后面要用于计算的文件）；里程文件对应的数据文件名选择生成里程文件存放于电脑何处并取名存盘。
第二步：绘制断面图。
1、用鼠标点取“工程应用”--“断面法土方计算”--“任意断面”。如图8：
图8任意断面子菜单
2、点击后弹出对话框，进行任意断面设计参数设置如图9：
图9 任意断面设计参数对话框
3、在“选择里程文件”中选择第一步中生成的里程文件。在左右两边的显示框中是对设计的横断面的描述，两边的描述都是从中桩开始向两边描述的，在中桩左边（或者右边）就把参数设置后点击添加。根据实际情况此处我们选择右边设置参数，设计线为水平，宽度选择计算边线长度200米，行间距根据实际需要我们此处输入300，列间距此处输入1000，每列断面个数输入8点击确定。在弹出绘制纵断面图界面下，输入参数，此处根据需要断面图比例输入横向1000，纵向1000，然后用鼠标在图上选择断面图位置确定后显示如下图10，
图10 绘制断面图的参数设置
4、设置好绘制纵断面的参数后，点击“确定”，结果如图11所示：
图11 纵横断面图成果表
第四步：计算工程量。
用鼠标选择“工程应用”--“断面法土方计算”--“图面土方计算”--用鼠标圈中所有已绘制的横断面线---点击确定---选择指定土石方计算表左上角位置---确定。这样就计算完成了。如图12
至此，可以将纵横断面图和土石方计算表打印出来作为工程量的计算结果和测量原始数据一起上报作为计量资料。
图12 土石方计算成果表
三、结果分析：
1.用方格网计算70m*200m区域，设计平场高度为379m，方格宽度为10m，计算结果为总面积14000㎡，总填方为0m³，总挖方为231298.7m³。
2.用任意断面法计算相同区域，设计平场高度为379m，断面线间距10m，断面线插值间距未选择，计算结果为总面积14000㎡，总填方为0m³，总挖方为227567.6m³。
结果产生以下231298.7-227567.6=3731.1m³差异。
可能存在差异原因的分析：1）方格网计算中请确认方格网起始位置：<缺省位置> 计算默认正北方向。还有其他可用确认方向，即按200m长边方位角计算和按短边70m方位角计算。
2）任意断面法计算中生成里程文件时断面线插值间距未选择，默认计算导致里程文件对应的数据文件产生计算数据较少。可以选择断面线插值间距点选中，按5，10分别计算比较差异。任意断面法计算中选择纵断面线可以选长边计算。
3）用其他方法计算用DTM法计算土方；直接用数据文件绘制断面图不用生成里程文件计算。
计算结果如下：
1.方格网法 ①按200m长边方位角计算，其他条件一致。
计算结果为总面积14000㎡，总填方为0m³，总挖方为231758.1m³。如图13
图13 方格网按200m长边方位角计算
② 按70m短边方位角计算，其他条件一致。
计算结果为总面积14000㎡，总填方为0m³，总挖方为231758.1m³。结果同①。
与默认正北方向计算差异231298.7-231758.1=-459.4
2.任意断面法计算选择断面线插值间距5m，生成里程文件对应的数据文件328个数据。计算结果为挖方231804.4m³，填方为0。
任意断面法计算选择断面线插值间距10m，生成里程文件对应的数据文件168个数据。计算结果为挖方231757.3m³，填方为0。
任意断面法计算中选择纵断面线选长边计算断面线插值间距5m，生成里程文件对应的数据文件315个数据。计算结果为挖方232346.7m³，填方为0。
任意断面法计算中选择纵断面线选长边计算断面线插值间距10m，生成里程文件对应的数据文件168个数据。计算结果为挖方231757.2m³，填方为0。
断面线插值间距5m、10m与测量数据基本吻合，可信度较好。
3.用DTM法计算土方边界采样间距10m挖方为232630.8m³，回填为0如图14
图14 DTM法土方计算
用DTM法计算土方边界采样间距5m挖方为232636.7m³，回填为0.
直接用测量数据文件绘制断面，断面线间隔10米，采样点间距5m，形式同图4，挖方231804.94m³，填方为0；采样点间距10m，挖方231758.02m³，填方为0；
直接用测量数据文件绘制断面，断面线间隔10米，采样点间距5m，短边为断面线挖方232346.9m³，填方为0；采样点间距10m，挖方231757.95m³，填方为0。
各种方法计算结果统计如下图15
四、总结：
一、在相对规则的计算边线下，用方格网法土方计算按默认正北方向计算方格网会影响土方工程量，用计算边线方位角作为计算方向相对精确。
二、在相对规则的计算边线下，用任意断面法计算一定要选择断面线插值间距并输入相关数值，否则严重影响计算准确性。
三、方格网法方格网宽度10m结果和断面法断面间距10m，断面线插值间距10m结果基本一致。
四、用任意断面法生成里程文件计算和直接用测量数据文件绘制断面线计算在规则相同情况下计算结果基本一致。
五、DTM法计算土方与方格网法、断面法比较差异较大。
图15 挖方计算结果统计图
参考文献：
1.CASS80Help.chm 文件
论文作者:陈文作
论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期
论文发表时间:2019/12/12
标签：断面论文; 里程论文; 文件论文; 土方论文; 挖方论文; 方格论文; 间距论文; 《基层建设》2019年第25期论文;