CN111783193A - 不良地基道路的有效土方量计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种不良地基道路的有效土方量计算方法，本方法收集道路位置及勘测数据，获取地形高程数据，建立道路原始地形曲面及道路设计模型，生成初始路基横断面图；道路施工后获得施工区域高程数据，将施工后高程数据替换原始地形曲面高程数据，建立修测地形曲面，并替换道路设计模型中的原始地形曲面，生成修测路基横断面图，按同桩号生成路基横断面比较图，计算原始地形地面线与修测地形地面线之间的有效挖填土方面积，根据不良地质的标示计算土方清淤面积和片石填埋面积；按横断面面积和相邻横断面长度计算有效挖填土方量以及不良地质的清淤和填埋工程量。本方法提高道路土方量计算的科学性和合理性，为预算和结算提供有效、可靠的依据。

Description

不良地基道路的有效土方量计算方法

技术领域

本发明涉及道路工程技术领域，尤其涉及一种不良地基道路的有效土方量计算方法。

背景技术

现行道路土方量的计算或确定方法多种多样，但大多数土方量计算过程中考虑的因素较为单一，导致计算结果误差较大，难以推广使用。比如道路工程中较为常用的两种土方量确定方式为：1)道路工程在设计过程中，根据勘测资料和技术参数的设置，确定的土方量；2)施工过程中产生的实际土方量。设计土方量受勘测资料、技术参数、设计软件和设计人员经验等多因素的影响，导致土方量与实际情况存在较大误差。而实际土方量由于施工过程中发生的超填和超挖等也将导致土方量结果难以让人置信。且上述两种土方量确定方式操作繁琐，效率低，准确度差，严重影响道路工程的预算和结算。所以，合理的挖、填方量计算范围以及计算精确度等对道路土方量计算结果的准确度影响非常大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种不良地基道路的有效土方量计算方法，本方法克服传统道路土方量计算方式的缺陷，提高道路土方量计算的科学性和合理性，提高计算精度及作业效率，为道路工程的预算和结算提供有效、可靠的依据。

为解决上述技术问题，本发明不良地基道路的有效土方量计算方法包括如下步骤：

步骤一、收集整理道路位置数据、道路施工图以及地质勘测数据；

步骤二、获取道路施工区域的地形高程数据，通过BIM道路设计系统识别高程点或等高线，建立道路原始地形曲面；

步骤三、根据道路施工图在原始地形曲面上建立道路设计模型，并生成初始路基横断面图；

步骤四、依据道路施工图进行施工，对施工后的施工区域进行测量，获得施工后施工区域内的高程数据；

步骤五、将施工后的高程数据替换原始地形曲面的高程数据，没有施工或不在施工区域内的地形曲面高程数据不予替换，并采用BIM道路设计系统识别替换后的高程数据，建立修测地形曲面；

步骤六、将道路设计模型中原始地形曲面替换成修测地形曲面，并生成修测路基横断面图；

步骤七、根据初始路基横断面图和修测路基横断面图，按同桩号生成路基横断面比较图，其中路基横断面比较图中包含了原始地形地面线和修测地形地面线；

步骤八、设定以路基坡顶到坡脚为土方计量边界，挖方以设计高程及以上为有效边界，填方以设计高程以下为有效边界；

步骤九、计算所有的路基横断面比较图中原始地形地面线与修测地形地面线之间，以及施工区域内的有效挖、填土方面积；

步骤十、根据地质勘测数据和道路施工图上不良地质的标示，确定不良地质处理方案，若采用不良土质换填，则在路基横断面比较图中根据清淤深度和填埋片石的深度分别计算出土方清淤面积和片石填埋面积；

步骤十一、根据相邻路基横断面的有效挖、填土方面积，按照式(1)计算有效挖、填土方量；

V_挖、填＝∫∫f(x，y)dxdy×∫f(x，y，r)dx (1)

式中，V_挖、填为有效挖、填土方量，∫∫f(x，y)dxdy为有效挖、填土方面积，∫f(x，y，r)dx为相邻路基横断面的距离或桩号差，x为坐标系中x轴的值，y为坐标系中y轴的值，r为转弯路段的曲线半径或曲率半径；

步骤十二、在道路施工图的平面设计图中分别统计出各个不良地质的起、止桩号，并根据路基横断面比较图的桩间距，按步骤十一分别计算出不良地质的清淤和填埋工程量；

步骤十三、各路段的有效挖、填土方量之和即为道路有效挖、填土方量，各路段不良地质清淤和填埋工程量之和即为道路清淤和填埋工程量。

由于本发明不良地基道路的有效土方量计算方法采用了上述技术方案，即本方法收集道路位置及勘测数据，获取地形高程数据，建立道路原始地形曲面及道路设计模型，生成初始路基横断面图；道路施工后获得施工区域的高程数据，将施工后的高程数据替换原始地形曲面的高程数据，建立修测地形曲面；并替换道路设计模型中的原始地形曲面，生成修测路基横断面图，按同桩号生成路基横断面比较图，计算原始地形地面线与修测地形地面线之间的有效挖、填土方面积，根据不良地质的标示计算土方清淤面积和片石填埋面积；按横断面面积和相邻横断面长度计算有效挖、填土方量以及不良地质的清淤和填埋工程量。本方法克服传统道路土方量计算方式的缺陷，提高道路土方量计算的科学性和合理性，提高计算精度及作业效率，为道路工程的预算和结算提供有效、可靠的依据。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：

图1为本发明不良地基道路的有效土方量计算方法中路基横断面比较图。

具体实施方式

实施例如图1所示，本发明不良地基道路的有效土方量计算方法包括如下步骤：

步骤一、收集整理道路位置数据、道路施工图以及地质勘测数据；

步骤二、获取道路施工区域的地形高程数据，通过BIM道路设计系统识别高程点或等高线，建立道路原始地形曲面1；

步骤三、根据道路施工图在原始地形曲面1上建立道路设计模型，并生成初始路基横断面图；

步骤四、依据道路施工图进行施工，对施工后的施工区域进行测量，获得施工后施工区域内的高程数据；

步骤五、将施工后的高程数据替换原始地形曲面1的高程数据，没有施工或不在施工区域内的地形曲面高程数据不予替换，并采用BIM道路设计系统识别替换后的高程数据，建立修测地形曲面2；

步骤六、将道路设计模型中原始地形曲面1替换成修测地形曲面2，并生成修测路基横断面图；

步骤七、根据初始路基横断面图和修测路基横断面图，按同桩号生成路基横断面比较图，其中路基横断面比较图中包含了原始地形地面线和修测地形地面线；

步骤八、设定以路基坡顶到坡脚为土方计量边界，挖方以设计高程及以上为有效边界，填方以设计高程以下为有效边界；

步骤九、计算所有的路基横断面比较图中原始地形地面线与修测地形地面线之间，以及施工区域内的有效挖、填土方面积；

步骤十、根据地质勘测数据和道路施工图上不良地质的标示，确定不良地质处理方案，若采用不良土质换填，则在路基横断面比较图中根据清淤深度和填埋片石的深度分别计算出土方清淤面积和片石填埋面积；

步骤十一、根据相邻路基横断面的有效挖、填土方面积，按照式(1)计算有效挖、填土方量；

式中，V_挖、填为有效挖、填土方量，∫∫f(x，y)dxdy为有效挖、填土方面积，∫f(x，y，r)dx为相邻路基横断面的距离或桩号差，x为坐标系中x轴的值，y为坐标系中y轴的值，r为转弯路段的曲线半径或曲率半径；

步骤十二、在道路施工图的平面设计图中分别统计出各个不良地质的起、止桩号，并根据路基横断面比较图的桩间距，按步骤十一分别计算出不良地质的清淤和填埋工程量；

步骤十三、各路段的有效挖、填土方量之和即为道路有效挖、填土方量，各路段不良地质清淤和填埋工程量之和即为道路清淤和填埋工程量。

本方法通过采用施工前的高程或等高线等地形资料建立原始地形曲面，再进一步建立道路设计模型，生成原始地形曲面的路基横断面图；然后，在道路施工完成后，对施工区域的高程作进一步测量，将施工后的高程点替换掉原始地形的高程点，未施工区域不予替换，并建立修测地形曲面；在道路设计模型中用修测地形曲面替换掉原始地形曲面，并生成修测地形曲面的路基横断面图；再将施工后的修测地形曲面的路基横断面图与原始地形曲面的路基横断面图按同桩号生成路基横断面比较图；最后，根据路基横断面比较图等计算出道路的有效挖、填土方面积和不良地质区域的清淤填埋面积；再根据有效挖、填土方面积和清淤填埋面积乘以桩间距的方式计算出道路有效挖、填土方量和清淤填埋工程量。其中，BIM道路设计系统可采用鸿业公司研制的“路易2018-BIM道路设计系统”，该系统为市政道路设计的智能化、自动化、三维化解决方案，可进行地形处理、平面设计、纵断设计、横断设计、边坡设计、交叉口设计、立交设计、土方计算、统计出表、三维漫游和效果图制作等工作，覆盖了市政道路设计的各个层面。

本发明为道路建设项目的土方量计算和工程量预算、结算等提供了一种新方法和新思路，与采用各种软件工具计算土方量的方法相比，本方法更具有理论支撑和施工依据，增加了土方量计算的灵活性；通过利用施工前后地形曲面高程的变化生成施工前后的路基横断面图，既能反映施工实际情况，又能得到精准合理的土方计算结果；根据路基横断面比较图可以计算出土方计算范围内的不良地质工程量，有利于工程造价对工程量的统计，为后续施工建设提供参考。

Claims (1)

1.一种不良地基道路的有效土方量计算方法，其特征在于本方法包括如下步骤：

步骤一、收集整理道路位置数据、道路施工图以及地质勘测数据；

步骤二、获取道路施工区域的地形高程数据，通过BIM道路设计系统识别高程点或等高线，建立道路原始地形曲面；

步骤三、根据道路施工图在原始地形曲面上建立道路设计模型，并生成初始路基横断面图；

步骤四、依据道路施工图进行施工，对施工后的施工区域进行测量，获得施工后施工区域内的高程数据；

步骤五、将施工后的高程数据替换原始地形曲面的高程数据，没有施工或不在施工区域内的地形曲面高程数据不予替换，并采用BIM道路设计系统识别替换后的高程数据，建立修测地形曲面；

步骤六、将道路设计模型中原始地形曲面替换成修测地形曲面，并生成修测路基横断面图；

步骤七、根据初始路基横断面图和修测路基横断面图，按同桩号生成路基横断面比较图，其中路基横断面比较图中包含了原始地形地面线和修测地形地面线；

步骤八、设定以路基坡顶到坡脚为土方计量边界，挖方以设计高程及以上为有效边界，填方以设计高程以下为有效边界；

步骤九、计算所有的路基横断面比较图中原始地形地面线与修测地形地面线之间，以及施工区域内的有效挖、填土方面积；

步骤十、根据地质勘测数据和道路施工图上不良地质的标示，确定不良地质处理方案，若采用不良土质换填，则在路基横断面比较图中根据清淤深度和填埋片石的深度分别计算出土方清淤面积和片石填埋面积；

步骤十一、根据相邻路基横断面的有效挖、填土方面积，按照式(1)计算有效挖、填土方量；

V_挖、填＝∫∫f(x，y)dxdy×∫f(x，y，r)dx (1)

式中，V_挖、填为有效挖、填土方量，∫∫f(x，y)dxdy为有效挖、填土方面积，∫f(x，y，r)dx为相邻路基横断面的距离或桩号差，x为坐标系中x轴的值，y为坐标系中y轴的值，r为转弯路段的曲线半径或曲率半径；

步骤十二、在道路施工图的平面设计图中分别统计出各个不良地质的起、止桩号，并根据路基横断面比较图的桩间距，按步骤十一分别计算出不良地质的清淤和填埋工程量；

步骤十三、各路段的有效挖、填土方量之和即为道路有效挖、填土方量，各路段不良地质清淤和填埋工程量之和即为道路清淤和填埋工程量。

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