什么是土方工程？

土方量是一个建筑术语，是土方施工组织设计的主要数据之一，是采用人工开挖时组织劳动力或采用机械施工时计算机械班次和工期的依据。土方量的计算应尽可能准确，这直接关系到工程的造价估算和方案选择。

土方计算包括土方填挖之和。土方量的计算方法是:以两个相邻横断面之间的距离为计算单位，即分别计算两个相邻横断面上路基的面积和两个横断面之间的距离。

土方量计算

如土方计算图所示，A1和A2为相邻横断面上的路基面积，L为A1和A2之间的距离，因此两个横断面之间的土方可近似计算如下:

公式中，A1和A2可在路基横断面设计图上用积米或解析法求得，L可由里程桩间距求得。

土方量的计算方法

计算土方量时，应考虑地形特点、精度要求和施工成本，选择合适的计算方法，以达到最优化的目的。计算土方量的几种常用方法有:网格法、等高线法、断面法、DTM法、区域土方平衡法、平均高程法。

在相对平坦的平原地区和地形起伏不大的场地，应采用网格法。该方法的优点是:计算数据量小，计算速度快，节省了DTM法巨大的数据存储量。

在狭长区域，如道路、运河、沟渠等。用断面法计算土方量是合适的。

在一些地形起伏大、精度要求高的山区，需要DTM计算方法。但是地图本身的数据量和数据存储也要考虑。

精度低、地形简单的地区可选用平均高程法。

下面，我们来简单看一下剖面法和网格法的具体使用方法:

1.截面法

在地形复杂、起伏较大的地区，或土地狭长、挖方较深、填土深度不规则的地区，土方计算宜选用横断面法。

土方量的精度与间距L的长度有关，L越小，精度越高。但这种方法计算量大，特别是在量程大、精度要求高的情况下。如果增加截面之间的间隔来减少计算量，计算结果的精度会降低；因此，在截面法中存在计算精度和计算速度的矛盾。

2.网络法

网格法适用于大面积土方量估算和一些地形起伏小、坡度变化平缓的场地。该方法将场地划分为若干个正方形网格，然后计算每个四棱柱体的体积，从而将所有四棱柱体的体积相加得到总土方量。在传统的方格网计算中，土方计算的精度不高。我们介绍一种新的高程插值方法，即杨赤忠滤波估计法。

1)杨赤忠的估计

杨赤-钟的滤波估计法是在复合变量理论的基础上对已知离散点的数据进行二项式加权滑动平均，然后在滤波的基础上建立随机特征函数和估计协方差函数来估计属性值(如高程等。)的待估点数。

2)计算待估点的高程值

先画一个网格，然后根据一定范围内的高程观测值，估计网格中心O的高程值。画网格的时候，按照场地的范围来画。

其次是参与估计计算的各个离散点的高程观测值，是各个点的估计系数。然后进一步得到最优估计系数，进而得到最优仰角估计。

3)土方挖(填)区域面积的计算

如果土方计算的区域是边界不规则的多边形。然后，在计算面积时，首先判断网格的中心点是否在多边形内。如果是，那么计算网格的面积，否则可以省略。

土方量计算工具

对于复杂的土方计算，我们需要使用一些软件工具来辅助。下面，我们推荐一款市面上比较流行的BIM土方计算软件:OpenRoads Designer。

OpenRoads Designer引入了全新的综合建模环境，并提供施工驱动的工程设计，有助于加快路网项目的交付速度，统一从概念到完成的设计和施工流程。该应用程序提供了完整而详细的设计功能，适用于勘测、排水、地下设施和道路设计。

软件的一些功能:

自动描绘

使用文档中心自动生成高质量的图形，包括与整个项目一致的多域文档设置。在绘图定位中获得项目的实时视图。一旦设计变了，图纸也会变。直接在图形中编辑，OpenRoads Designer将更新源几何图形。

创建水平和垂直对齐

使用面向对象的坐标几何和线性设计功能，快速创建精确的水平和垂直对齐，并提供智能更新。使用高程纵断面显示曲面信息以及与水平路线相关的垂直路线。

创建纵断面图和横断面图

从设计中的任意点创建纵断面图和横断面图。使用动态横截面修改设计时，实时查看更新。您可以查看地面修改以反映设计编辑，包括地面要素、道路组件以及建筑限制或桩号等注释。

地形建模和分析

创建包含地形数据和道路或场地要素的智能模型。你可以根据特征对设计中的结构、外观、符号一目了然。

整个雨水和污水管网的建模、分析和设计。

创建、操作、设计和分析与您的公路设计完全集成的雨水和污水管网。您可以在平面视图或剖面视图中操作管网，以便不仅显示排水系统模型，还显示其他公用设施。

土方建模

创建一个三维土方模型，作为一个数字孪生模型，精确计算，可视化和总结挖方和填方量分析。OpenRoads Designer独特的建模功能有助于改善土方工程工作流程，最大限度地提高效率和节约成本。