方格水准测量法

出处：按学科分类—工业技术 中国建材工业出版社《工程测量实用技术手册》第303页（3240字）

方格水准测量是在待平整土地上先建立方格网，然后用水准测量的方法求出每一方格各桩点的地面高程，然后定出设计高程与填挖高、计算土方，最后根据施工图进行施工放样。这种方法适用于地形起伏不大或地形变化比较规律需要平整面积较大的地区。

1．建立方格网

方格网的布设，通常是在地块边缘用标杆定出一条基准线，在基准线上，每隔一定距离打一木桩，如图14－1中的A，B，C…；然后在各木桩上作垂直于基准线的垂线(可用经纬仪测设，用卷尺根据勾股定理及距离交会的方法来作垂线)，延长各垂线，在各垂线上按与基准线同样的间距设点打桩，这样就在地面上组成了方格网。方格网的大小是根据地块、地形、施工方法而定的。一般人力施工采用10m×10m～20m×20m；机械化施工可采用40m×40m～100m×100m。为了计算方便，各方格点应对照现场绘出草图，并按行列编号。如图14－1所示，第一个方格左上角的桩号为A₁，第二个方格左上角的桩号为A₂，第16个方格的右下角的桩号为E₅。

图14－1 方格法水准测量

2．测量各方格网点的高程

如图14－1所示，若方格网范围不大，将仪器大约安置在地块中央，整平仪器，依次在各方格点上立标尺，测量其桩点地面高程。如果面积较大或桩点间高差较大时，可在方格网内测设一条闭合水准路线。如图14－1中的Ⅰ，Ⅱ为测站点，在一个测站上可同时测量若干个桩点的地面高程。利用C₂，B₄，C₅，D₄等桩点构成闭合水准路线。根据需要引测水准点的高程到C₂(或其他)桩顶，或假定C₂桩顶的高程，测量后按等外水准测量的方法推算B₄，C₅，D₄等桩顶的高程。然后将转点的高程加后视读数获得视线高程，用每站的视线高程分别减去各桩点的前视读数，即得各桩点的地面高程。若方格点正处在局部凹凸处，可在附近高程有代表性的地面立尺。如附近无水准点，可假定某一方格点的桩顶高程作为起算高程。水准尺的读数可读至厘米。

3．计算设计高程

根据平整土地的要求不同，计算设计高程的方法也不同。

(1)平整成水平地面

为了使填方与挖方的土方量平衡，先将每一方格4个角点高程相加除以4得每一方格的平均高程，再将全部方格的平均高程相加除以方格总数，即得设计高程。如图14－2中，桩号(1)，(10)，(11)，(9)，(3)各点为角点，(4)，(7)，(6)，(2)为边点，(8)为拐点，(5)为中点；如果已求得各桩点的地面高程为H_i(i=1，2，…，11)，设计高程可按下式计算：

地面设计高程H₀(即设计高程)为：

H₀=1／(4×5)(∑H_角+2∑H_边+3∑H_拐+4∑H_中)

式中，∑H_角，∑H_边，∑H_拐，∑H_中分别为各角点、各边点、各拐点和各中点高程总和，前面的系数是因为各角点参与一个方格的平均高程计算，各边点参与两个方格的平均高程计算，其余类推；如有n个方格可得：

H₀=1／4(4×n)(∑H_角+2∑H_边+3∑H_拐+4∑H_中)

图14－2 地面设计高程计算

(2)平整成具有一定坡度的地面

在园林用地中，常将地面按一定需要平整成具有一定坡度的斜平面。仅举例说明其设计步骤。

1)计算平均高程

在图14－3中，可以计算各点的平均高程：

H₀=[(2．60+2．40+3．20+2．60+3．60)+2(2．56+2．48+2．40+2．48+2．70+2．90+3．20+2．70)+3×2．40+4(2．60+2．50+3．00+2．60+2．88)]1／(4×11)m

=2．70m

图14－3 平整成一定坡度地面

2)纵、横坡的设计

设纵坡为0．2%，横坡为0．1%，则得纵向每20m坡降值为20m×0．2%=0．04m；横向坡降值为20m×0．1%=0．02m。

3)计算各桩点的设计高程

首先选择零点即填挖边界点。其位置一般选在地块中央的桩点上，如图14－3中的d点，并以地面的平均高程为零点的设计高程。这样无论将地块整成向哪个方向倾斜的平面，它的总填挖方量仍然平衡。零点确定后，根据纵、横方向及坡降值计算各桩点的设计高程，如图14－3所示。

4)计算施工量、确定开挖线

各桩点的施工量为：

施工量h=桩点地面高程－设计高程

相减得正数为挖深，得负数为填高。将各桩点的施工量标注在各桩点的下方，即设计高程的下方。各方格边上施工量为零的各点的连线，即为开挖线。零点位置可以目估定位，也可按比例计算决定，计算公式如下：

式中 x——零点距离填(挖)方格点的距离；

l——方格边长；

h₁，h₂——方格两边的填挖数，h₁，h₂取绝对值计算。

5)计算土方量

通过计算各桩点的施工量，可确定各桩点的填挖量。因挖方量应与填方量相等，计算土方量公式为：

V_挖=S(∑h_角挖／4+∑h_边挖／2+3∑h_拐挖／4+∑h_中挖)

V_填=S(∑h_角填／4+∑h_边填／2+3∑h_拐填／4+∑h_中填)

式中 h——各桩点的施工量；

S——一个方格的面积。

如图14－3的填、挖土方量分别为：

V_填=400[(0．44+0．82)／4+(0．12+0．46)／2+(0．28+0．14)]m³

=410m³

V_挖=400[(0．06+0．20+0．20)／4+(0．08+0．14+0．24+0．02+0．20)／2+3×0．36／4+(0．08+0．16+0．10)]m³

=426m³

在平整成具有一定坡度的地面中，如果零点位置选择不当，将影响土方的平衡，一般当填、挖方绝对值差超过填、挖方绝对值平均数的10%时，需重新调整设计高程，进行验算。