基于Excel的土方量快速计算方法

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摘 要：针对工程施工对土方量计算的需要，本文提出一种基于excel的土方量的快速计算方法，详细介绍了计算土方量的设计过程，并对本文方法进行了试验验证。

关键词：Microsoft office Excel；土方量快速计算；方格网法

中图分类号：TU751

土方量，是指各项土石方工程量（挖方工程量、填方工程量）之总和。在工程施工前的设计阶段施工单位必须对施工现场的土方量进行精确的预算，它将直接关系到工程的费用概算及方案选优，确保整个工程的顺利进行。在现实中的一些工程项目中，因土方量计算而产生的纠纷也是经常遇到的。如何利用测绘单位现场测出的地形数据或原有的数字地形数据快速准确的计算出土方量成为工程施工日益关心的问题。

当前，计算土石方量的方法主要有以下几种：等高线法、断面法、方格网法等。其中，方格网法是利用现有的地形图内插方格网的方法来量算土方量，运算效率较快并且能有一定的精度保障。本文则采用方格网法，利用Excel软件实现土方量的快速计算。

1 土方量的计算原理和方法

对于大面积的土方量估算以及一些地形起伏较小、坡度变化平缓的场地适宜用格网法。本文以设计高程面为一水平面的情况进行计算。

1.1 方格网法计算土方量

方格网图由设计单位（一般在1：500的地形图上）将场地划分为边长a=10～40m的若干方格，与测量的纵横坐标相对应，在各方格角点规定的位置上标注角点的自然地面标高（Hi）和设计标高（Hs）。方格网边长根据地形复杂程度、地形图的比例尺以及估算的精度不同而异。

1.2 设计高程

在满足填挖方量基本平衡的前提下，设计高程也可以认为是场地的平均高程。但计算时不能简单地取各方格点高程的算术平均值。因为与各格网点高程相关的方格数不同，也可理解为各方格网点高程的权不一样。如果假设与一个方格相关的方格点（角点），其高程的权为1，与两个方格相关的方格点（边点），其高程的全为2，与三个方格相关的方格点（拐点），其高程的权为3，与四个方格相关的方格点（四个方格的交叉点），其高程的权为4，则可利用求加权平均值的方法计算设计高程，其一般式为：

（1）

式中：Hs为水平场地的设计高程；Hi为方格点的地面高程；Pi为方格点的权。通过上述公式计算出该水平面的设计高程。

1.3 计算填、挖高度

各方格点的填、挖高度为该点的地面高程及设计高程之差，即：

挖、填高度=实测地面高程-设计高程

式中Vt为填方，Vw为挖方。如果相对两个角点为连通的挖方，另外相对两个角点为独立的填方，则上下两个计算公式等号右边的算式对调。

2 基于Excel的试验

本文利用Microsoft office Excel设计土方量，采用的方格网边长为1m，计算步骤如下：

（1）按网格输入高程和权，将设计的数据输入到表格中。注意：在输入数据时，从一个方格的西北角点――东北角点――东南角点――西南角点，依次输入。

（2）计算设计高程：通过式（1）计算得出设计高程，在相应的表格中分别填写公式。

（3）计算填挖高度：通过式（2）计算得出填挖高度，在相应的表格中填写公式。

（4）判断方格网的类型，依据表1，输出不同的数字代表不同的类型。1为一个挖方、2为两个挖方、3为三个挖方、4为四个挖方、2.5为相对两个角点为连通的挖方。在相应的表格中填写公式。

（5）在三个挖方的类型中，找到另外1个填方的数据；在三个填方的类型中，找到另外1个挖方的数据。并且找到在“三挖”类中填方对角的数据和两个相邻的数据；在“三填”类中找到挖方对角的数据和两个相邻的数据。在相应的表格中填写公式。

（6）在两个填方和两个挖方的类型中，依次找到挖方的两个数据和填方的两个数据。在相应的表格中填写公式。

（7）根据表1、公式（1）和公式（2）计算出填挖土石方量。在相应的表格中填写公式。

（8）计算填挖方量的和，以及总填挖方量的和。

3 结束语

在大型土石方施工中经常要进行土方量来掌握土石方的施工进度，控制资金的使用，确保整个工程的顺利进行，因此，土方量计算必须快速准确。本文结合Excel软件从而实现土方量的快速计算为工程施工提供了必要的保证。

参考文献：

[1]李青岳.工程测量学[M].北京：测绘出版社，2008.

[2]张正禄.工程测量学[M].武汉：武汉大学出版，2005.

[3]邓越，邢应太，张大江.方格网法在特定条件下土石方量计算中的应用[J].江西测绘，2010（03）：16-18.

作者简介：李天烁（1990.07-），男，北京人，在读硕士研究生，研究方向：测绘工程。

作者单位：北京建筑大学 测绘与城市空间信息学院，北京 100044