全站仪在桩基施工中的运用

'AutoCAD、Excel、全站仪在桩基施工测量中的应用摘要：在现今桩基施工中，全站仪以其高精度、高效率的特点，在测量放样及桩位复核中得到广泛的应用，它将传统的二维测量提升到了三维测量的高度。但大量的坐标计算加重了测量人员的工作强度，也影响了全站仪的使用效率。本人根据现场施工测量中的一些经验，利用AutoCAD将桩位图与总平定位图叠加，在电脑上查出每根桩的坐标，再利用EXCEL函数计算桩与控制点之间的参数，大大提高了计算的可靠性和速度，提高了工作效率。关键词：AutoCAD、EXCEL计算、控制点、桩位、距离S、方位角一、前言在当前的桩基施工中，全站仪以其高精度、使用简便的特点在施工测量放样及桩位复核中得到广泛的应用。它的使用还有一个意义，它将测量从传统的二维测量提升到三维测量的高度，使测量效率大为提高。全站仪使用时需计算大量的坐标，坐标的正确和精度直接关系到测量结果的准确度；另外，对于现场计算的坐标，能否迅速的得出结果也会影响全站仪的使用效率，所以准确、快速的坐标计算也是全站仪使用中的关键一环。坐标的计算涉及到大量的数据和公式，计算时极易出错。测量中使用最多、计算最为复杂的是控制点、桩坐标、控制点和桩的距离S和方位角，其他的施工测量都是以此作为参照，经过简单运算即可得结果。现测量员普遍采用可编程计算器帮助计算，使用前需根据不同的计算器特性输入程序，逐个得到坐标或距离S和方位角，还得反复校核。这对于大批量计算来说是一个不小的工程。现在，电脑在施工单位已得到普及，AutoCAD在工程测量中的作用也是逐被人们所关注。另外，在工程量及数测量数据处理过程中，Office中EXCEL经常是测量技术人员利用的工具。本人根据从2002年至2005年的利用电脑处理测量资料的经验结合AutoCAD、EXCEL的强大功能，总结出了用AutoCAD查阅桩基施工中桩位坐标，用EXCEL计算距离S和方位角的可行方法，希望能把测量人员从重复性的劳动中解脱出来。5 二、工作原理1、应用程序的目标上文已讲到桩基施工测量中使用最多、计算最为复杂的是桩位坐标和距离S、方位角。AutoCAD的主要目标就是查阅桩位坐标，EXCEL的主要目标就是计算桩位与控制点之间的参数。2、大地坐标和坐标方位角、象限角、距离S测量工作中常用方位角来表示直线的方向。从直线的起点的标准方向北端起，顺时针方向量至直线的水平夹角，称为该直线的方位角，其取值范围是0～360·。当标准方向为坐标纵轴方向时，对应的方位角就称为坐标方位角。而象限角则是由标准方向的北端或南端沿顺时针或逆时针方向量至直线的锐角。通常，由设计院提供的总平定位图中的坐标为大地坐标。因此，根据任意两个已知点坐标，我们使用计算器计算反三角函数时，可以先得到象限角值，再通过换算得到方位角。而两点间的距离S，我们可以通过距离计算公式得出。3、基本思路本文基本思路是通过AutoCAD查出每根桩的坐标，在EXECEL表格中建立若干个工作表，利用EXECL中的函数计算公式把每根桩的方位角和距离S计算出来。本文以温州香格里拉大酒店桩基施工测量为案例，以此阐述AutoCAD图形叠加、EXECL计算及全站仪放样。三、具体步骤1、利用桩位图和总平定位图的叠加得到桩位坐标首先，在AutoCAD程序中打开总平定位图，用“坐标标注”命令重新标注已知点的坐标值，看与原来标注出来的坐标值是否一致，如果一致，则说明总平图中原来标注的坐标值是正确的，若不一致，则要通过“移动”命令将整个总平图上下，左右移动来达到目的。具体见图（一）所示5 图（一）从图（一）可以看出：大字体显示的X1轴与Y1轴的交点坐标分别为X=3100368.312，Y=505105.532，小字体显示的交点坐标分别为X1=3100304.017，Y1=506386.004，△X=X-X1=64.295m，△Y=Y-Y1=-1280.472m，因要将总平图向上整体移动64.295m，向左移动1280.472m使得后标出注的坐标与原来的一致。如图（二）所示。图（二）利用“插入”命令在总平图中插入桩位定位图。首先，将桩位定位图的轴线方向调整与总平定5 位图一致，再依据轴线的交点将桩位定位图移到总平定位图上。见图（三）图（三）2、查出每根桩的坐标在总平图中利用“坐标标注命令”查出每根桩的坐标（X，Y）。控制点的坐标由规划院提供，或根据规划院提供的控制点坐标计算出我们自己的控制点坐标（也可通过绘图在总平图中绘出该控制点，然后再利用“坐标标注命令”查出该控制点坐标）。在经过叠加的桩位图上，我们可以通过AutoCAD的命令直接查得距离S和方位角。3、利用EXECL计算每根桩到控制点的参数方位角和距离S下面我们以9＃控制点为例通过EXECL计算C70P2、C70P1、C86P2、C86P1、C87P2桩的方位角和到控制点的距离S。ABCDEFGHIJKLM1桩号2控制点号控制点坐标待测点坐标Sθ角度十进制度分秒XYXY3C70P29#469.81882.8465.52379.4455.450-2.4785-142.01217.9921759414C70P19#469.81882.8467.17880.7373.350-2.4783-141.99218.012180205C86P29#469.81882.8461.64584.418.3302.94709168.856168.8616851226C86P19#469.81882.8463.385.7027.1352.72271156156156007C87P29#469.81882.8468.5889.8277.1351.7451899.991799.9929959305 在上面EXECL表格中，G3=SQRT((E3-C3)*(E3-C3)+(F3-D3)*(F3-D3))H3=ATAN2((E3-C3),(F3-D3))I3=DEGREES(H3)J3=IF(I3<0,I3+360,I3)K3=TRUNC(J3)L3=TRUNC((J3-K3)*60)M3=TRUNC(((J3-K3)*60-L3)*60,1)四、全站仪的使用我们以9＃号点为例说明用全站仪放出C70P2桩的位置。假如X1与Y1交点为另一个已知点，通过EXECL计算，我们得出9＃控制点与这个交点的连线的方位角为167 22’37”。将全站仪架于9＃控制点，调出读数167 22’37”后按“锁定”键，对准X1与Y1交点后按“确认”键，将仪器旋转到217 59’41”后锁定，当棱镜在这个方向上移动到5.45m时即为我们要放的桩位。为了防止X1与Y1交点被破坏时找不到已知方向，此时，我们可以将仪器对准远处的固定目标（如塔尖，避雷针等），记下此时的仪器读数，当X1与Y1交点被破坏时，我们可以以塔尖或避雷针作为已知方向。五、总结本文的工作原理基于计算机常规软件AutoCAD、EXCEL的应用，提高工程测量内业计算的速度与准确度，充分发挥了现有办公设备的功能，极大地提高了工作效率。5'