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    EXCEL秒殺土方挖填方量計算,簡單粗暴,非常有效!

    2016/9/28 11:19:50 打印
            土方量計算是工程設計中經常遇到的問題。如渠道設計、防洪堤設計、水庫壩堤設計等,都需要精確計算其土方量。土方量計算是這些工程設計的一個重要組成部分,也是其設計中最關鍵最煩瑣的一道工序。土方量直接關系到工程造價,所以計算起來一定要準確、符合實際。

       一般工程土方量主要包括挖方、填方等。按照施工設計的精度要求,一般沿其縱斷面每50m(或25m,具體數值根據不同的設計精度要求而定)計算一個土方量(包括挖方、填方等)。對于一條十幾公里乃至幾十公里的渠道來說,按這種方法計算無疑工作量是非常大的。特別是一個斷面一個斷面地用手算,不但工作量大,而且誤差大,工作效率極低。難道就沒有一種計算誤差小而工作效率又高的計算方法嗎?下面我們就以新建土渠為例把自己在實際工作中摸索出的一種計算方法作一簡介,以供參考。

    1. 計算原理
       大家都知道Excel是具有強大的數據計算與分析功能電子表格軟件,其計算精度遠遠可以滿足設計需要。只要在當前工作表的活動單元格里輸入正確的計算公式,就會立即在該單元格中顯示計算結果,并在編輯欄里顯示當前單元格的具體公式,且可供編輯與修改。公式是在工作表中對數據進行分析計算的等式,它可以對工作表數值進行加、減、乘、除等運算。公式可以引用同一工作表的單元格、同一工作薄不同工作表中的單元格或者其它工作薄的工作表中的單元格。在一個公式中可以包含有各種運算符、常量、變量、函數、以及單元格引用等。

      在單元格中輸入公式類似于輸入文字,不同之處在于輸入公式時是以等號(=)作為開頭。在等號(=)后輸入公式的內容,然后按回車鍵或者單擊編輯欄的輸入按鈕,則表明公式輸入完畢。
       這里我們就是利用Excel軟件來計算新建土渠的工程量。對于新建土渠其每個橫斷面上的地面線在設計精度要求范圍內可以近似看作一條直線。整個渠道近似可以分段看作一個個不規則的棱柱體,其挖方、填方等均可用棱柱體的體積公式來求。我們知道棱柱體的體積公式為:
    體積 = (上底面面積+下底面面積)×÷2

    2. 計算步驟
       現設定渠道每50米一個樁號,相鄰兩樁號間的渠段(即50米長的渠道)為一個計算單位 ,也就是說每50米有一個計算斷面。先分別計算各段的各段的工程量,然后求和即得整條渠道的工程量。計算過程中的關鍵是準確快速的求出各個計算斷面的挖、填斷面面積。現就梯形斷面形式的新建土渠為例介紹一下計算步驟。

    2.1渠道設計土方計算基本參量收集
       在工程量的計算過程中要用到下列數值參量(設渠道縱斷面各項高程、橫斷面尺寸數據已定):
    2.1.1縱斷面上 對應于各樁號的實測地面高程H地、設計開挖線高程(這里即渠底高程)H挖。
    2.1.2橫斷面上 渠道底寬 b1、渠道上口寬b2、渠深h渠、內坡m1、外坡m2、左岸堤頂寬B1,左岸堤頂寬B2

    2.2各斷面挖、填方底面面積計算公式
    由于渠道過水斷面和渠道沿線地面的相對位置不同,即斷面挖填深度不同,渠道斷面可分為全挖方斷面、半挖半填斷面和全填方斷面三種斷面類型。設渠道斷面開挖深度為h,這里h = H- H挖。當h < 0時,為全填方斷面;當0 < h < h渠時,為半挖半填斷面;當h < h,為全挖方斷面。設任意斷面挖方斷面面積為 A 、填方斷面面積為 A ,則其挖、填斷面底面面積公式分列如下:
    h < 0時,全填方斷面
    其挖、填斷面底面面積公式:
    A = 0
    A =B1+B2+b2+m2*(h - h)*(h - h)-b1+m1*h渠)*h 式⑶
    0 < h < h 時,半挖半填斷面
    其挖、填斷面底面面積公式:
    A =b1+m1*h *h
    A =B1+B2+(m2+ m2)*(h - h)*(h - h)
    h < h時,全挖方斷面
    其挖、填斷面底面面積公式:
    A = b1+m1*h渠)*h+B1+B2+b2+m2*(h - h)*(h - h)
    A = 0

    2.3Excel工作表中列式計算工程量
       利用Excel軟件建立一個Excel工作薄。在工作薄的工作表的A列依次輸入樁號,分別在B列、C列依次輸入與A列樁號相對應的實測地面高程和設計開挖線高程。

    D列等于B列、C列數值之差,即對應與每個樁號的設計挖深h值,例如 D5=B5-C5

    E列、F列分別為對應與各個斷面的挖方斷面面積和填方斷面面積,其計算應根據對應于D列的設計挖深h值的大小區分出斷面形式(全挖方斷面、半挖半填斷面或全填方斷面)而分別采用不同的計算公式。

    例如,根據 0<d5<h渠可以判斷出該斷面形式屬半挖半填斷面,故應采用式 ⑷、式 ⑸計算,則 E5 =b1+m1* D5 * D5F5 =B1+B2+(m2+ m2)*(h - D5)*(h - D5)G列、H列分別為各個斷面的挖、填方量,其數值按式 ⑴計算,如G5=E4+ E5*50/2H5=F4 +F5*50/2。(注:這里單位均以米計。)
       計算公式輸入后即可求得各個樁號斷面處的挖、填方工程量。利用Excel軟件的自動求和功能可以比較容易地求出整條渠道的土方工程量。

    3應用舉例
    采用上述方法對某水庫長15.6km的放水干渠進行土方量計算。從基本設計資料的收集、斷面面積公式編輯到在Excel工作表中進行計算,所用時間不超過2h。而采用手算則需要至少三天的時間。可見,采用此方法可以節省時間,大大提高了工作效率。

    4.總結
    Excel軟件計算土方量,方法簡便快捷,易于掌握。更重要的是,應用此方法計算土方量可以簡化計算,大大減少計算工作量。從而大幅度降低設計人員的勞動強度,提高了設計速度,也在一定程度上提高了工作效率。利用此計算方法計算改擴建渠道、防滲渠道等其他形式渠道、防洪堤、壩堤的土方量,只要根據實際的斷面形式采用相應的計算公式就可以了。

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