土地平整的實操方法研究

[摘 要] 在建筑工程、農田改造等各項工程建設中，往往要對擬建地區的原地形作必要的改造，常常需要將傾斜地面整成水平地面，這種改造地形的工作稱為土地平整。土地平整可分為在實地上進行土地平整和在地形圖上進行土地平整，若施工現場已完成了大比例尺地形圖的測繪，土地平整可在地形圖上進行，否則，土地平整只能在實地上進行。介紹地形圖上土地平整的書較多，本文不再贅述，重點談一下教材很少涉及、實際工作經常用到的標尺讀數法平整土地，即：土地平整的實操方法。

[關鍵詞] 土地平整；挖填高度；不挖不填的零點；土方計算

[中圖分類號] P208 [文獻標識碼] A

1 前言

這種方法的核心任務有三項：計算挖填深度、找不挖不填的零點、土方計算。整個過程可分為七步，即：在實地上建立方格網、讀取外業觀測數據、計算設計讀數（平均讀數）、計算各方格點的挖填高度、找不挖不填零點位置及零點邊界線、計算面積、計算土方等。

2 目標任務

將一個傾斜的正方形施工場地，整成水平的、挖填土方量均衡的施工場地。

3 方法步驟

3.1 在實地上建立方格網

根據用地邊界的長寬，選定適當的長度（假定為20 m），在施工場地內用鋼尺設定方格，并打木樁標定各方格點位置。

3.2 讀取外業觀測數據

水準儀安置在場地中間，用“水平視線法”讀取各點的標尺讀數，具體數據見圖一。

3.3 計算設計讀數（平均讀數）

要使工程量減少，必須使挖填土方量平衡，這就需要算出挖填土方量平衡的標尺讀數。即不挖不填的零點讀數。計算時，先將每一小方格的讀數加起來除以4，就得到各方格的平均讀數，再把每一方格的平均讀數相加除以方格數，就得到設計讀數b均。

bⅠ=（0.586+1.078+1.326+1.162）/4=1.038 m

bⅡ=（1.078+1.302+1.886+1.326）/4=1.398 m

bⅢ=（1.162+1.326+1.798+1.442）/4=1.432 m

bⅣ=（1.326+1.886+2.022+1.798）/4=1.758 m

b均=（bⅠ+ bⅡ+ bⅢ+ bⅣ）/4=1.4065 m

上述計算也可用加權平均值進行檢核：

b均= [4n][1]（Σb角+2Σb邊+3Σb拐+4Σb交）

==

++

=

=1.4065 m

注：b角：方格網角點上的標尺讀數。

b邊：方格網邊點上的標尺讀數。

b拐：方格網拐點上的標尺讀數（本文無拐點，故取3×0）。

b交：方格網交點上的標尺讀數。

Pi：各方格點上的標尺讀數（或高程）的權。

3.4 計算各方格點的挖、填高度

由各方格點的地面標尺讀數與設計讀數就可計算出各點的挖填數。

hi=b均-bi（“+”為挖，“-”為填）。則

h1=+0.820 m，h2=+0.328 m，h3=+0.104 m，h4=+0.244 m，h5=+0.080 m，h6=-0.480 m，h7=-0.036 m，h8=-0.392 m，h9=-0.616 m。

將算出來的挖、填高度，連同正負號，標注在方格點的右上角，如圖1。

3.5 實地找出不挖不填零點位置及零點邊界線

3.5.1 實地找到零點的方法

在相鄰兩方格點之間，如果一點為挖，一點為填，則中間必有一個即不挖又不填的零點，怎樣在實地找到零點，這里講兩種方法。

（1）邊長高差解析法找零點位置，如圖2。

從圖上可以看出，兩點總高差h=h挖-h填

由相似三角形對應邊成比例，可知：

[總高差][總長度] = [分高差][分長度] 即 [20][h]= [d][h挖]

<1>計算0點距相鄰樁點的距離d

以3、6兩點為例，來講解邊長高差解析法，計算0點距相鄰樁點的距離。

3、6兩點間距為20m，3、01兩點的長度設為d1，3點的挖深為h3挖，6點的填高為h6填，總高差設為h（h=h3挖-h6填），則

3點、6點的總高差h=0.104+0.408=0.584m，01點距3點長度d1為

[0.104][0.584] = [d1][20] ，d1= [0.104][0.584]×20=3.562 m

同理

5點、6點的總高差h=0.080+0.480=0.560 m，0點距5點長度d2為

d2=（0.08/0.56）×20=2.857 m

20- d2=17.143 m

5點、8點的總高差h=0.080+0.392=0.472 m，0點距5點長度d3為

d3=（0.08/0.472）×20=3.390 m

20- d3=16.610 m

4點、7點的總高差h=0244+0.036=0.280 m，0點距7點長度d4為

d4=（0.036/0.28）×

20=2.571 m

20-d4=17.429 m

<2>實地標定0點位置

鋼尺零點對準3點，沿36方向線，量取d1，即得零點01的位置。同理可放出其余各點。

（2）水準儀水平視線法

沿36方向線立尺，當讀數為b均時，立尺點位置就是零點位置。

3.5.2 確定零點邊界線

將相鄰零點拉線撒白灰，即可得到零點邊界線。

3.6 計算零點邊界線一側（挖方或填方）幾何圖形的面積

因為挖、填土方量是相等的，所以，只計算挖方一側的土方和面積即可。

3.6.1 幾何圖形法

圖形是由直線連接的多邊形，可將圖形劃分成若干種簡單的幾何圖形，如圖一中的正方形、五邊形、三角形、梯形等。

（1）正方形A正=20×20=400 m2

（2）五邊形A五=A正-A三=400-（16.438×17.143）/2=259.10 m2

（3）三角形A三=（底×高）/2=（2.857×3.390）/2=4.84 m2

（4）梯形A四=[（上底+下底）×高]/2=[（3.390+17.429）×20]/2=208.19 m2

3.6.2 全站儀法

廣東科利達KTS—442LLC型全站儀面積測量程序如下：[菜單] ?[8.面積計算] ?瞄準P1點按[觀測] ?顯示01：Pt-01?瞄準P2點按[觀測] ?顯示02：Pt-02?全部測完按[計算] ?[結束]

注：測量時必須按順時針或逆時針進行觀測。

3.7 計算挖、填土方量（體積）

以零點邊界線為界，施工場地內的方格被分成了挖方方格和填方方格，由于挖方與填方是相等的，故只需要計算挖方或填方即可。

3.7.1 小方格內的挖方（填方）量

土方就是體積，其大小可看作底面積為多邊形的多棱柱體的體積。

（1）正四棱柱體：平均棱高h均=（h1+h2+h4+h5）/4=（0.820+0.328+0.244+0.080）/4=0.368 m

體積V正=A五·h均=400×0.368=147.2 m3

（2）五棱柱體：平均棱高h均=（h2+h3+h5+0+0）/5=（0.328+0.104+0.080+0+0）/5=0.102 m

體積V五=A五·h均=259.1×0.102=26.4 m3

（3）三棱柱體：平均棱高h均=（h5+0+0）/3=0.080/3=0.027 m

體積V三=A三·h均=4.84×0.027=0.1 m3

（4）四棱柱體：平均棱高h均=（h4+h5+0+0）/4=（0.244+0.080+0+0）/4=0.081m

體積V四=A四·h均=208.19×0.081=16.9 m3

3.7.2總挖方量：V挖=總填方量V填=V正+V五+V三+V四=147.2+26.4+0.1+16.9=190.6 m3

3.7.3總土方量：V=V挖+V填=2V挖

4 結束語

4.1 土地平整的實操方法，較為適合附近沒有高程控制點、沒有設計高度要求的施工場地。若附近有已知水準點，也可采用高程法進行實地平整，方法就是：用視線高法算出各方格點的高程，將圖一上標注的標尺讀數換成高程即可。

4.2 土地平整的實操方法，重點在于實地找出不挖不填零點，難點就在于土方的計算。

參考文獻

[1]業衍璞.建筑測量2版[M].高等教育出版社，2004（12）.

[2]魏靜，李明庚.建筑工程測量[M].高等教育出版社，2002（12）.

[3]王根虎.土木工程測量[M].黃河水利出版社，2005（2）.

[4]科力達.全站儀KTS-400系列操作手冊.

作者簡介：李廷棟（1957.11-），男，武漢測繪科技大學，工學學士，高級講師，主要從事工程測量教學工作。