浅谈利用RTK法计算土石方工程量

陈莎+何柯达+吴会军

摘 要：随着国家基础建设的快速发展，工程建设对工期的要求越来越高，而土石方工程作为施工的第一项重要工作其速度和质量就显得尤为重要。传统的土方测量工作不仅作业难度大而且效率低下，随着RTK技术的不断更新升级，利用RTK技术结合先进的计算机辅助制图工具，不仅可以大大减轻土石方外业测量的强度，而且可以简化内业绘图计算的工作量。

关键词：RTK技术；土石方量；方格网法

中图分类号：TU751 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）26-0072-02

土石方工程在各类工程建设中均占有较大比重，如场地平整、土方量核实、基坑（槽）与管沟开挖等。由于其具有工程量大，质量要求高、施工条件复杂等特点，生产企业要想快速得到准确的数据必须对土石方测量的速度和精度提出更高的要求。本文将介绍如何采用RTK技术进行土石方工程的测量及利用南方CASS软件绘制和计算土石方量。

1 利用 RTK进行数据采集

1.1 RTK测量技术

RTK（Real time kinematic）载波相位差分技术以其实时、动态、高精度、误差不积累等特点在测绘工程中的应用非常广泛。并且随着技术的发展，比如城市CORS系统的建立、双星甚至三星系统的运用，RTK的精度也越来越高、作业半径越来越大、使用也越来越简单。基于以上特点，RTK技术非常适用于土石方工程测量。

1.2 数据采集

因为大多数土石方工程是在拆迁完成区或者已经初步平整的场地进行，这些地方一般比较开阔，卫星信号良好。这种RTK测量卫星信号良好的情况下，在收集测区附近高等级控制点资料并用RTK搜测对比检查满足规定要求后即可开始测量。

测量过程中只需要保证RTK的几项参数如卫星数、PDOP值等满足规范要求并有固定解情况下即可在厘米级的精度下高效的进行数据采集。数据采集的过程中要注意特征点的采集，如果斜坡的坡顶、坡底、陡坎的坎边及坎上、坎下都是重要的特征点，对准确计算土方量非常重要，所以在遇到这些特征地物时应适当的增加采集密度，复杂地区应绘制草图记录点号或直接在RTK电子手簿中增加地物编码（如dk1表示编号为1的陡坎点）以便后期内业处理。

2 利用RTK法计算土石方工程量

2.1 土石方量计算方法

土石方量计算方法很多，如方格网法、DTM法、断面法、等高线法等。这些方法各有各的特点和适用范围，如方格网法适用于平整的场地、DTM法适用于地形起伏较大的场地、断面法适用于道路、管道等陕长带状地形、等高线法适用于山地，下面以方格网法为例论述土石方量计算的原理和在工程中的实际应用。

2.2 方格网法土石方量计算原理

方格网法由于其简单直观的特性而被我们经常用到。在建立场地坐标方格网后，通过内插法计算出每个方格角点的自然标高，然后根据设计标高即可根据公式计算出每个方格的填挖方量——若四个角点均为填方或均为挖方，填挖方量为

V=×d2，（ha、hb、hc、hd表示四个角点的高程、d表示格网长度、下同）

若相邻两个角点为填方，另外相邻两个角点为挖方，填挖方量为

若三个角点为挖方，一个角点为填方，则填挖方量为

若相对两个角点为连通的填方，另外相对两个角点为独立的挖方，填挖方量为

由于格网的大小直接决定了计算的精度，所以地形起伏较大的地段应采用10米甚至5米的格网以保证计算数据的准确性。

2.3 方格网法计算土石方量实例

首先根据RTK采集到的地物点按草图或编码绘图形成DLG，对图面检查无误后即可根据场地范围线及设计标高计算土石方量。在南方CASS软件中还可以对不同的设计面如平面、斜面等按需要进行计算。如图1所示。

程序会自动计算每个方格的填挖方量并汇总而得出总的填挖方量并生成图表以供参考。每个方格的填挖方量都显示在方格的角落，并按行列都有汇总，一目了然。

3 存在的问题

3.1 RTK信号问题

RTK毫无疑问拥有实时、全天候等各种优点，但是其缺点也是非常致命的。因为测区不可能全都是空旷无遮挡的，所以在RTK信号不好甚至完全没有信号的情况下，我们仍需要配合全站仪来进行数据采集来保证测量精度。另外为了保证RTK数据的准确性一定要注意每次作业前后都要对已知点进行检查，确认无误后才能保留采集的数据。

3.2 土石方计算方法造成的问题

以上我们介绍了利用方格网法计算土石方量的方法，虽然这是最常用的一种方法，但是它的缺点也是显而易见的。基于此方法在地形起伏不大的场地用它算出的土石方量非常的准确，但在高差较大以及高程突变的地区则会出现较大的误差。这时我们可以用DTM法来计算，但是使用DTM法会导致外业的数据采集和内业的处理工作量都大大提高，这时就需要权衡几种方法的利弊而做出选择了。

4 结束语

利用RTK技术结合某些计算软件计算土方量已经在很多土石方工程量项目中运用并取得了良好的经济效益和社会效益，它充分发挥了RTK和计算机的优点，极大的缩短了土方量计算的周期，减少了测量时的人力投入并减轻了工作强度，随着RTK技术和各种计算方法的不断完善，RTK法在土石方工程中的运用将会越来越广泛。

参考文献：

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