AutoCAD Civil 3D土方计算模拟教程

方格网法、断面法是传统计算土方工程量的两种方法，其原理简单（不再赘述），套用公式重复计算，便于人员操作，是一般项目中比较常用的方法。尤其是方格网法生成的二维图纸更是普遍认可的土方工程量计算成果，根据项目精度要求，方格网的大小可以人为调整，一般仅仅通过加密方格网或缩小方格网来实现计算的精度。在项目前期立项和可研阶段，只需要一个相对较为粗略土方量数据，因此该阶段可以选择方格网测算土方，方格网宽度往往选择比较大，例如20m或40m。该方法适用于原始地貌和完成面均地形较为平整的地形。断面法可以在一定程度上避免这类情情况导致计算误差偏大。其原理是每隔一定距离切出原始地形的横断面，与设计地形的横断面进行二维叠加计算。断面之间的间隔也可以根据精度要求缩小或加大。这两种计算方法都属于传统手工计算范畴。

Civil 3D软件计算原理是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。简单说就是利用三维曲面真实模拟原始地形和设计地形。

下面通过一个实际案例详细说明利用AutoCAD Civil 3D进行多曲面模拟土方工程量计算过程。

项目概况：项目位于陕西北部，为住宅设计项目。项目占地面积约6.3万平方米，场地现状较为平整，最大高差达10米。项目分为6个居住组团，场地根据甲方需求及现状标高，竖向设计为北高南低，地下室分为3个不同标高的平台，通过通廊连接

原始地形曲面：本案例原始地形曲面如下图所示。原始地形高程在1129.3米~1139米，场地高差达近10米。

清表曲面：有些时候原始地形曲面创建完成后，并不能直接作为土方量计算的基准，例如地表存在耕植土需要清除，此时需要创建清表曲面。本案例未进行清表曲面的创建

基坑曲面：案例基坑底外缘线为建筑外边线外扩2米，本次基坑开挖放坡采用1:0.5放坡。基坑底标高分别为1128.90m、1129.00m、1129.30m。创建基坑开挖曲面模型如图。此曲面可通过放坡工具来生成。

设计完成曲面：本案例设计完成面是由道路曲面、建筑正负零标高曲面以及室外设计曲面粘贴而生成的场地设计完成面曲面。

土方量的计算，此案例按照施工顺序分为四部分计算，第一部分计算的是车库基坑底标高放坡到原始地形形成的土方量，第二部分计算的是车库顶（除掉车库顶为建筑的部分）与室外完成面形成的土方量，即车库顶回填土方量，第三部分为基坑底与完成面之间形成的土方量，第四部分计算的是车库以外与原始地形形成的土方量。本案例土方计算均为考虑土方压实系数及松散系数。

基坑开挖阶段土方量计算：基坑开挖阶段土方量计算是通过基坑曲面与原始地形曲面生成体积曲面所统计的土方量，如下图示意。由于场地高差不大，所以在本阶段土方量接近纯挖方，挖方净值为159528m³。各区域开挖深度见下图。