經(jīng)驗交流:土地平整計算的原理與方法(二)

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3土地平整的基本方法
    土地平整工程通常采用“倒行子法”、“抽槽法”和“全鏟法”等三種方法,每種方法都有各自的優(yōu)缺點,采用何種土地平整方法,應(yīng)根據(jù)地塊的地形地貌狀況、土地平整方式等具體情況確定。
    3.1倒行子法
    倒行子法是一種機(jī)械與人工結(jié)合的平整土地的方法。具體操作分兩步進(jìn)行:
    首先根據(jù)測量設(shè)計,確定開挖線。
    然后進(jìn)行劃行取土。沿開挖線,以l米寬度分別向上向下劃行,確定取土帶和填土帶。平整時先挖第一取土帶,直至標(biāo)準(zhǔn)地面以下7寸,將土填入第一填土帶,將第二取土帶厚約7寸耕層肥土,填入第一取土帶槽底。再開挖第二取土帶生土,填入第二填土帶,同時將第三填土帶表土反卷在第二填土帶上,如此抽生留熟,依次平整。
    采用此方法平整土地有兩大優(yōu)點:可保留表土,保持地力均勻;平地加深翻,可達(dá)到改良土壤的目的。但此方法操作較為精細(xì),影響施工進(jìn)度。
    3.2抽槽法
    抽槽法也是一種機(jī)械與人工結(jié)合的平整土地的方法。具體操作分三步進(jìn)行:
    首先根據(jù)測量設(shè)計,確定開挖線。
    然后開槽平整。根據(jù)設(shè)計劃行,開槽取土。熟土放至槽梁,生土墊至低處。
    最后搜根平梁,進(jìn)行合槽。
    采用抽槽法平整土地的好處是,可同時開多槽,進(jìn)度快,工效高。缺點是,合槽時,梁上表土不易保存,造成地力不勻。
    3.3全鏟法
    全鏟法是一種主要依靠機(jī)械進(jìn)行土地平整的方法,在具體操作時,把設(shè)計地面線以上的土一次挖去,起高墊低。
    這種方法適于機(jī)械平整,工效高。但出現(xiàn)生土多,地力不易恢復(fù)。人工平地不宜采用此種方法。
    4土地平整土方量的計算
    土地平整挖填土方量的計算方法有多種。傳統(tǒng)計算方法有方格網(wǎng)法、梯形法(斷面法)、辛卜生法(拋物線法)、等高線法等。近年來隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,一些軟件被廣泛地應(yīng)用到土方量計算中。常用的有MAPGIS制圖計算軟件、TFT土方計算繪圖軟件、數(shù)字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)等(4)。采用相關(guān)軟件計算土方量,精度高,速度快,效率高。但其運(yùn)算原理,與傳統(tǒng)計算方法并無實質(zhì)性差異,而且必須以精度較高的地形圖作為基礎(chǔ)圖件。而平原地區(qū)的大多數(shù)土地整理項目區(qū),總體地形平坦,微地貌復(fù)雜,地面高差常常在1米以內(nèi),項目區(qū)地形圖中甚至沒有一條等高線。這樣的地形圖當(dāng)然不能作為土方量計算的基礎(chǔ)圖件。必須先按照一定規(guī)律采集項目區(qū)各離散點的地面標(biāo)高,然后才能進(jìn)行土方量的計算。方格網(wǎng)法正是按照這樣的步驟進(jìn)行土方量計算的,有必要在此對這一傳統(tǒng)計算方法的基本原理加以說明。
    方格網(wǎng)法計算土地平整挖填土方量的基本原理是:把要平整的土地分成若干方格,測出各方格點的高程,計算出它們的平均高程,根據(jù)平均高程和設(shè)計坡度,求出填挖邊界和各方格點的填挖數(shù),最后計算挖填土方量。以下以河北省阜城縣土地整理項目區(qū)中的一個典型地塊(400×400米)為例,介紹方格網(wǎng)法計算挖填土方量的簡要過程。
    4.1測設(shè)方格網(wǎng)
    先在要平整的地塊內(nèi)測設(shè)方格網(wǎng),方格的大小根據(jù)地形繁簡程度和施工方法而定,一般人工施工多用20×20米方格,地而起伏較大時用10×10米;機(jī)械施工多用40×40米或100×100米。因項目區(qū)地形起伏不大,且以機(jī)械施工為主,方格的大小擬采用100×100米,各方格點按所在的橫縱行列編號(如2.1等),測設(shè)完畢繪制一張略圖。
    4.2測量各方格點處的地面高程
    用水準(zhǔn)儀實地測量各方格點的水平讀數(shù)(精確到毫米),為以后運(yùn)算方便需將該水平讀數(shù)換算成海拔高度。各點的高程值應(yīng)按點號記錄在設(shè)計圖中各方格點的右上角。
    4.3計算方格網(wǎng)的平均高程
    由于各方格點所控制的面積不相同,四角點和周圍邊點控制的面積較中問各點所控制的面積小,采用算術(shù)平均法計算平均高程會產(chǎn)生一定的誤差。一般采用加權(quán)平均法來計算,以一個方格的四分之一作為一個單位面積,定其權(quán)為1,那么各點的權(quán)分別是:角點為l(a角=1),邊點為2(a邊:2),中心點為4(Q中=4)。加權(quán)平均法就是把各方格點的高程分別乘上各點的權(quán),求得總和后,再除以各點權(quán)數(shù)總和,此加權(quán)平均值即為項目區(qū)的設(shè)計高程(H)。照此方法計算,此典型地塊的加權(quán)平均高程(H)為12.584米。
    H=[a角(H角1+H角2+H角3+H角4)+a邊(H邊1+H邊2+…+H邊12)+a中(H中I+H中2+…+H中9)]/(4 a角+12 a邊+9 a中)
    =[1×(12.810+12.466+12.488+12.618)+2×(12.818+12.615+12.680+12.302+12.374+12.460+12.545+12.502+12.601+12.854+12.811+12.730)+4×(12.684+12.614+12.594+12.612+12.481+12.488+12.400+12.481+12.534)]/(4×1+12×2+9×4)
    =12.570(米)