利用CIVIL 3D软件进行土方工程量计算

作者:小傅 , 分类:其他软件 , 浏览:23613 , 评论:3

       建筑工程涉及的土石方数量庞大,对其进行准确的计算,直接关系到工程量、施工方案的确定、机械设备的选取、施工工期的长短等多种因素。而在现实中的一些工程项目中,因土方量计算的精确性而产生的纠纷也是经常遇到的,利用地形数据快速准确的计算出土方量就成了人们日益关心的问题。在郴州裕后街商业中心项目,为了保证土方算量的精确性,我们采用civil 3D建立数字化模型的方式计算土方量。

       一、传统的土方算量

       传统的土方算量通过GPS、全站仪、野外测量拿到测量数据,再根据不同地形使用不同土方计算方法,常用计算方法有体积法、断面法、方格网法。下面我们通过不同土方计算方法介绍传统土方算量。

传统土方计算方法

       通过以上的分析对比,我们对传统土方计算方法弊端进行总结:

       1、传统土方计算过程都过于繁琐,计算效率低。

       2、传统土方计算一般为了保证计算效率,土方计算间隔都设置的比较大,这样就会导致计算精度较低。

       3、整个计算过程都是手动或利用excel函数计算,出错率高,误差大。

       4、传统土方量计算方法的适用范围都受地形条件限制。

        二、Civil 3D土方算量

       传统的土方算量方法,无法满足裕后街商业中心项目四周场地狭窄、施工难度大、工期紧的情况。我们对Civil 3D软件土方算量进行尝试,Civil 3d能够利用DEM数字模型构建的曲面数据进行精确的土方量计算,直接输出土方施工图。

       注:数字高程模型(Digital Elevation Model),简称DEM。它是用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型。

       1、civil 3D计算土方的原理

       通过测量的地形区域的有限个点数据,将区域划分为相连的三角面网络,根据矢量拓扑关系通过线性插入点值建立DEM模型。这种方法能以不同层次的分辨率来描述地表形态与格网数据模型相比,在某一特定分辨率下能用更少的空间和时间更精确地表示更加复杂的表面,更好地顾及地形表面特征。

       2、计算流程

       2.1、建立原始地形曲面模型

       打开裕后街商业中心项目规划定点图,根据原始高程点建立原始曲面。曲面是地形表面的三维几何表示,是进行土方计算的数据基础,由三角形或栅格组成,这些三角形或栅格是Autodesk Civil 3D 连接组成曲面数据的点而创建的。

2.png

原始规划高程点图

3.png

构建的原始地形曲面模型的三维视图

       2.2、建立设计曲面模型

       根据裕后街商业中心项目的特点和要求,需要确定的参数有两个:基坑高程149.8m和各个基坑边的坡度,基坑我们通过创建149.8m的设计曲面实现,坡度我们利用Civil3d的放坡组来实现。

设计曲面

创建放坡组

       2.3、土方施工图输出

       我们把原始地形和设计地形等参数设定好,单击“生成土方施工图”,就可以得到裕后街商业中心的土方施工图,计算过程只需要几分钟,相对于传统计算方法civil 3D的计算效率是极高的。

土方施工图界面

裕后街土方施工图

裕后街土方施工图

        Civil 3d 会根据先前设定好的样式,自动生成土方施工图,用不同的颜色和样式来反映每个地块的填挖方工作量。

        2.4、裕后街商业中心civil 3D土方计算与实际土方对比

        Civil 3D计算输出的填方量为0立方、挖方量为11966.84立方,而实际施工中基坑的填方量为0立方、挖方量为12027.43立方,civil 3d计算的准确率高达99.5%,可以满足项目对土方算量的精度要求,为施工方案的确定、机械设备的选取提供依据。

裕后街civil3D土方计算结果

实际裕后街基坑填挖方量

        三、civil 3D点数据的采集

        civil 3D点数据主要包括点号和点位的三维信息,是描述地表形状及建立曲面模型的原始数据,Civil 3d 可以通过读入各种格式的坐标文件获取数据模型信息,这些三维点数据可以是仪器采集的数据,也可以是其他测绘软件导出的格式。


直接读入仪器采集的DEM数据建立数字模型

        数据源采集方法:(1)直接从地面测量,例如用GPS、全站仪 、野外测量等;(2)根据航空或航天影像,通过摄影测量途径获取,如立体坐标仪观测及空三加密法、解析测图、数字摄影测量等等;(3)从现有地形图上采集,如格网读点法、数字化仪手扶跟踪及扫描仪半自动采集然后通过内插生成DEM数字模型等方法。

通过测绘软件导出格式导入建立数字模型

        数据来源:南方CASS、cass、威远图、MD等测绘软件生成的地形图

       四、结语

       经过裕后街项目对Civil 3d在土方计算中的应用尝试,我们的收获有以下几点:

       1、Civil 3d计算体积的数据模型和算法都十分严密科学,保证了土建项目中土方计算的精度和效率。

       2、Civil 3d 给设计者提供了丰富和强大的设计工具,大大提高了设计者的工作效率,同时也对测绘提出了更高的要求,以往提供二维图形数据已经不能满足设计部门的需要,提供能直接用于设计的三维数据是迫在眉睫的需要,也是未来发展的必然趋势。

       3、在这个大数据时代,数字化城市的建设道路上,以后土方数据的采集方式将会多元化。我们将通过全站仪、GPS、航拍、航天影像等方法得到高精度三维地形数据,在高精度三维地形上进行工程项目设计,为工程项目全生命周期的应用提供了最佳解决方案,奠定了扎实的基础。

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已有3位网友发表了看法:

1#小马  2017-07-29 18:15:28 回复该评论
这个软件,以前没听过。希望能用一下。
2#SASASAS  2017-08-08 16:12:32 回复该评论
你那个实际放量是怎么来的
3#鲨鱼辣椒  2017-08-08 16:13:15 回复该评论
你那个实际方量是怎么来的
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