淺談AutoCAD 配合全站儀在靜壓管樁施工中的運用

陸松巖

0 引言

在工程地基處理方法中，采用打工程樁來提高地基承載力的方法很常見，傳統的樁位放線大多使用經緯儀和鋼尺，使用經緯儀和鋼尺的方式在放線過程中有以下幾個方面的缺點:

1)需要大量的人力相互配合，測量過程工作量大，計算繁瑣。

2)鋼尺、經緯儀因空氣溫度、濕度等存在誤差，所以造成精度不高。

3)靜壓樁機在移動過程中經常會把周邊的點位破壞掉，二次放線困難。隨著全站儀的普及使用，靜壓管樁的施工精度大為提高，但在使用全站儀給靜壓管樁放線過程中，最麻煩也是最關鍵的工作就是樁位坐標的計算與復核。

下面以一個家居裝飾廣場靜壓管樁定位放線為例，淺談全站儀與CAD制圖相結合方法的應用。

該家居裝飾廣場位于江蘇省南通市，占地總面積為98 500 m2，地上由8幢建筑單體組成，采用先張法預應力混凝土管樁基礎，管樁型號為PC-500(100)AB-C70-15，樁長為15 m，共3 832根樁。施工隊進場施工時，該區域內的拆遷工程還未結束，場地高低不平，河塘眾多，鑒于以上諸多客觀因素，用傳統方法進行定位放線，存在著視線不通、量距困難、地形復雜等難題。因此，根據八個單體的設計特點、工期要求和施工現場實際情況，以建立直角坐標系為基準，分單體施工，采用CAD電子圖作業配合全站儀定位，正確、快速地測放出各單體的樁位坐標。

1 CAD電子圖作業

CAD電子圖作業的第一步工作是建立樁位坐標系。這一步，必須借助設計院提供建筑總平面圖，在總平面圖上，我們能很清楚地看清各個單體建筑之間的位置關系。但設計院提供的建筑總平面圖采用的是城市坐標系，東西向橫坐標軸為Y，南北向縱坐標軸為X，與我們習慣上的數學坐標系及AutoCAD坐標相反，這個坐標系用來給建筑放線定位沒有任何問題，但用來給密集樁位定位就很不方便，一方面，城市坐標的數值很大，標注在每個樁位上會產生數值的重疊，另一方面，為了適應城市坐標的標注方式，還得把CAD圖中獲得的坐標值進行X，Y方向的轉換。因此，對于區域內的樁位坐標，我們應設定自己的建筑坐標網。為了確保所建立的坐標系內坐標不出現負數，一般把總平面圖中西南角最外側的建筑物一個點的坐標設為(0，0)點，把該地塊地址界線東西方向定為X軸，南北方向定為Y軸。

坐標網建立后，第二步工作就是把每個單體的樁位圖繪制到總平面中。這一步會遇到兩種情況:一種是單體的基本軸線與坐標網相平行，這時直接把樁位圖繪制到總平圖中相應的位置。另一種是單體軸線與坐標網呈一定夾角，這種情況首先要計算一下建筑物的外側軸線與X軸的夾角，這個夾角在CAD圖中可通過添加輔助線方法測量出來。在測出夾角以后，把整個樁位圖旋轉這個角度后繪制到總平圖中。

通過上面兩步工作，每個單體的樁位圖已全部繪制在一張CAD圖中了，第三步工作是獲取每個樁位坐標，由于AutoCAD系統本身并不提供坐標的標注功能，只有查詢功能，因此要實現直接標注圖形中任何一點的坐標就必須借助于AutoCAD提供的AutoLISP程序，通過AutoCAD命令和AutoLISP程序相結合，可以實現批量標注。

編寫的AutoLISP腳本如下:

(defun c:zwzb()

(if(=hzt nil)(setq hzt 1))

(setq thzt hzt)

(setq thzt(getdist(strcat″ 文字高度 ＜ ″(rtos thzt)″＞:″)))

(if thzt(setq hzt thzt))

(command″style″″standard″″黑體″hzt 1″″″″″″)

(initget 1″A B″)

(setq gclx(getkword″ 絕對坐標(A)/相對于某點的坐標(B) ＜A ＞:″))

(setq pt0(list 0 0))

(cond

((=gclx″A″)

(progn(setq xpt0 0)

(setq ypt0 0)

)

)

((=gclx″B″)

(progn(setq pt0(getpoint″ 點取基準坐標點位置:″))

(setq xpt0(getreal″ 該基準點 X=:″))

(setq ypt0(getreal″ 該基準點 Y=:″))

)

)

((=gclx″″)

(progn(setq xpt0 0)

(setq ypt0 0)

)

)

((=gclx nil)

(progn(setq xpt0 0)

(setq ypt0 0)

)

)

(t nil)

)

(if(=wz nil)(setq wz″TR″))(initget 1″TL TR BL BR″)

(setq tWZ(getkword(strcat″ 文字位于標注點的方位:左上(TL)/右上(TR)/ 左下(BL)/右下(BR) ＜ ″wz″＞:″)))

(if(/=twz″″)(setq wz twz))

(setq os(getvar″osmode″))

(while(setq pt(getpoint″ 點取標注點位置:″))

(if(=wz″TR″)(setq p1(list(+(nth 0 pt)(* hzt 5))(+(nth 1 pt)(* hzt 5)))))

(if(=wz″TL″)(setq p1(list( － (nth 0 pt)(* hzt 5))(+(nth 1 pt)(* hzt 5)))))

(if(=wz″BL″)(setq p1(list( － (nth 0 pt)(* hzt 5))( －(nth 1 pt)(* hzt 5)))))

(if(=wz″BR″)(setq p1(list(+(nth 0 pt)(* hzt 5))(－(nth 1 pt)(* hzt 5)))))

(command″point″pt)

(setvar″osmode″0)

(setq xpt(+(－(nth 1 pt)(nth 1 pt0))xpt0)ypt(+(－(nth 0 pt)(nth 0 pt0))ypt0))

(command″leader″pt p1″″(strcat″x= ″(bl3 xpt))(strcat″y= ″(bl3 ypt))″″)

(setvar″osmode″os)

)

);defun

(defun bl3(x)

(setq sintx(rtos x 2 3))

(setq abx(abs x))

(setq sxsd(rtos(－abx(fix abx))2 3))

(setq lx(strlen sxsd))

(if(=lx 1)(setq s(strcat sintx″.000″)))

(if(=lx 3)(setq s(strcat sintx″00″)))

(if(=lx 4)(setq s(strcat sintx″0″)))

(if(=lx 5)(setq s(strcat sintx″″)))

(princ s)

)

上述AutoLISP程序編輯完成后，以xy.Isp為文件名保存到AutoCAD的安裝文件夾中。通過“工具”菜單內“AutoLISP”中的“加載應用程序”進行加載。在命令行輸入:zwzb，即可連續標注若干點坐標。

2 全站儀定位

在取得每個樁位坐標數據后，接下來就利用全站儀的存儲記憶功能把樁位數據輸入到全站儀中。在架設全站儀器前，準備好大量的木樁(或筷子)作為標記物，根據圖上編號對木樁進行編號，完成后，在施工現場找到圖紙上標明的實際地物點，一個作為站點，一個作為后視點，在站點上安放全站儀，調平儀器，調出相應的放樣程序，輸入站點點號，再輸入后視點點號，將全站儀目鏡對準那個后視點，點選“ok”，再調用“放樣”程序，然后依次調用各點號，按步驟分別定出各個點位，拿相應點的木樁進行標記。這樣通過用全站儀放線的方式，我們精確而快速地把每個樁位進行了快速定位。在靜壓管樁開始施工后，遇到被樁機破壞掉的點位，只要找到樁位編號，就能迅速的調取坐標值，重新進行定位放樣。筆者就是采用上述方法，高效、快速地解決了樁位坐標計算問題。樁位放樣偏差小于5 mm，樁基驗收時，3 832根樁中最大的偏差也不超過9 cm，完全滿足樁位偏差不超過1/2樁徑的驗收要求，取得了良好的工程效果。通過上述工程實例，我們可以清楚地看到CAD繪圖軟件與全站儀結合應用后，大大提高了測量工作的效率，減輕了工作量，保證了施工樁位的精度和準確性，減少或者避免一些不必要的錯誤，取得較好的經濟效益。

［1］ 杜清標.AutoLISP在總圖坐標標注中的應用［J］.有色金屬設計，2004，31(3):89-92.

［2］ 蔡鵬飛.淺析AutoCAD和全站儀在工程測量中的應用［J］.山西建筑，2010，36(6):350-351.