Excel在路基斷面測量及土石方計算中的應用

周志華 安鑫鑫

摘要：中交一航局鶴大高速公路ZT08標段場地狹小、林木茂盛、山高溝深穿越大面積原始森林。路基多以挖方和半填半挖為主，地形變化極大，因此對測量土石方工作難度較高。文章通過項目中常用的Excel數據處理軟件的常用功能，針對不同形式的路基、橫斷面及平面測量后既需要數據處理又需要通過AutoCAD繪圖形成平面圖、斷面圖的繁雜工作方式進行改變。

關鍵詞：Excel數據處理；路基土石方斷面計算；土石方計算；Excel散點圖；測量土石方 文獻標識碼：A

中圖分類號：P217 文章編號：1009-2374（2016）17-0054-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.17.025

1 概述

在國內高速公路迅速發展的今天，Office和AutoCAD已經成為工程項目管理必備的常用軟件，而路基土石方計算則在高速公路的施工中是一項主要的工作。眾所周知，路基土石方計算是一項工作量較大并且極其繁瑣的工作，單一地使用Office或AutoCAD軟件雖然比以往采用人工內業計算的方法更為快捷，但依然有很多局限性。那么如何打破這種局限性，接下來本文將會介紹通過Excel散點圖將數據直接轉換為所需的圖形，并形成最終需要的結果。

2 Excel圖形數據處理

隨著測量儀器的精度和效率的日益提高，目前高速公路測量中已經開始普遍應用GPS和全站儀，而在測量儀器中導出的平面測量數據和橫斷面測量數據都是由坐標組成的，顯然單純地采用AutoCAD雖然可以精準制圖，但其速度顯然不能滿足日常大量數據的處理，那么被譽為辦公軟件三大利器之一的Excel便可以解決這個問題。

2.1 Excel散點圖

Excel散點圖是通過橫縱軸數據形成X、Y坐標標記于圖中進行矢量計算，并根據輸入點進行閉合連接形成圖形，Excel散點圖可以形成帶標記的點、折線和平滑曲線，而作為可形成路基斷面或平面測量的圖形則可通過“帶直線和數據標記的散點圖”。

應用方法：

Excel散點圖在文中以Excel 2013為例進行介紹。

工作簿插入菜單→散點圖→更多散點圖→帶直線和數據標記的散點圖，通過上述方法可以插入到工作簿中一個圖標數據，下一步需要設置散點圖，鼠標右鍵單擊散點圖→選擇數據→選擇添加，這樣就會出現系列名稱、X軸系列值、Y軸系列值，根據選項選擇對應的數據范圍。

2.2 Excel圖形數據處理

在路基土石方計算中圖形的數據處理、制表順序和數據排列是重要項目，數據的排列體現測量中的高程和距離，而散點圖則代表測量數據所生成的圖形。根據圖1所示，先要進行系列名稱的輸入，如有可選擇的單元格可直接單擊；如需要自主命名可輸入=“名稱”，之后進行X、Y軸系列值范圍選擇。

例：測量數據為4個點，分別在單元格B2、C2、D2、E2輸入X坐標，在B3、C3、D3、E3輸入Y坐標，之后編輯散點圖數據分別用X、Y軸系列圈選，最后根據數據生成圖形。

3 Excel圖形數據計算

路基土石方工程工作量最大且最復雜的莫過于計算面積，之后通過平均斷面法或者是棱臺體計算方法去求解體積，在《路橋計算手冊中》常用的面積計算方法有積距法、坐標法、幾何圖形法，在對這三種公式的研究中符合Excel散點圖生成圖形的計算方法只有坐標法。

3.1 路基土石方工程量計算方法

全站儀或GPS已經成為常用的測量工具，在每次測量平面或者斷面我們都會得到兩個值X、Y，那么平面測量可以直接得到X和Y坐標，斷面測量時也會得到兩組數據高程和偏距，高程則為X坐標，偏距則為Y坐標，因此坐標法就是已知斷面圖上各轉折點坐標（X，Y）通過每點之間的乘積獲得所測量面積的方法。坐標法計算斷面面積公式為：

坐標法是一種高精度且很適用于計算機計算的一種方法，并且Excel可以直接通過測量坐標來生成斷面圖形。而在計算土石方量時由于兩斷面之間的斷面差很大，所以平均斷面法顯然只是估算值，一般精度較高的計算方法采用棱臺法進行計算。棱臺法計算公式為：

在日常的計算中，如果A1或A2其中任意一項為0時，在Excel的計算結果就會出現#DIV/0！值，因此我們在計算過程中可以通過IF函數進行條件辨別，當A1=0時，選擇原公式A1÷A2，當A2=0時，選擇原公式A2÷A1，當A1=0、A2=0時，結果直接為0。

3.2 Excel橫斷面測量數據處理

鶴大高速公路ZT08標段主線路基長度有9.2km，由于地處山區，路基填、挖及半填半挖斷面形式變化較大，因此采用Excel處理測量斷面數據來解決該項工作復雜耗時的局面，在計算前首先要建立相應的表格，而表格的格式要符合后續計算的要求。

在實際施工中既要計算填方也需要計算挖方，因此在制作表格時要分別制作填方和挖方的坐標計算范圍，在選擇散點圖數據的時候將數據設置成兩組。下面將通過舉例計算來進行說明：

鶴大高速公路K682+929.532～K682+949.532，現場實際測量的斷面如下圖：

根據上圖測量完成的數據，如采用AutoCAD進行計算，繪圖將是非常復雜的過程，采用Excel計算則只需要合理地制作好相應的表格就可以。

通過數據插入的散點圖會自動生成圖形。

3.3 Excel平、縱線路測量數據處理

Excel散點圖不但可以生成直線圖形，也可以通過GPS或全站儀測繪的坐標生成直線緩和曲線，因此可以通過散點圖的圖形組合，在制作表格的過程中進行數據分組，就可以實現數據圖形一次生成。

現場測量完成后導出的數據為TXT文檔格式，分別為點號、X坐標、Y坐標、Z坐標，以往采用AutoCAD通過數據形成圖形是將X坐標、Y坐標復制到Excel中，之后采用&進行連接，最后將全部數據復制到多段線或樣條曲線中形成線形。

應用方法：

制作表格時將直線和曲線進行分列。

圖形插入依然選擇散點圖，在插入完成相應的數據后，選擇圖表中的組合直線部分數據設置成“帶直線標記的散點圖”，曲線部分設置成“平滑曲線散點圖”，測量數據導入后自動成圖。

4 Excel圖形數據處理與AutoCAD圖形數據處理

Excel圖形的數據處理是通過單元格數據形成的一種矢量圖，其優點就是可以直接通過數據形成所需要的圖形，速度快，便于操作，并且可以通過Excel工程類函數直接成表，減少了將數據導入AutoCAD后二次操作的過程。

AutoCAD是具有完善的制圖功能的一款軟件，它可以與Excel進行綜合應用，并且生成的圖形可用于多個未知點的數據測量，而該功能是Excel所不具備的。在生成平面圖的操作上AutoCAD可直接將Excel的數據轉換為圖形，并且可以通過插件自動生成里程等標注。

在日常的施工中，現場收方是不可缺少的工作之一，而往往單一的數據無法形象地體現出現場的一些情況，這種情況下采用Excel散點圖可以極大地提高工作效率。

5 結語

伴隨著國內管理機制的日益提高，項目管理已經開始啟用更多智能化軟件進行辦公，目前Office辦公軟件依然是項目管理中不可替代的，合理地運用軟件的操作不但可以節約時間、成本、人力等資源，同時也可以形成一種新的管理模式。Excel的應用范圍非常廣泛，本文中提出的方法只是Excel在工程應用的其中一種，同時也會有不足之處，其重點就是要善于合理的運用軟件功能，并根據其功能合理地運用到日常的工作中。

（責任編輯：蔣建華）