浅谈AutoCAD 配合全站仪在静压管桩施工中的运用

陆松岩

0 引言

在工程地基处理方法中，采用打工程桩来提高地基承载力的方法很常见，传统的桩位放线大多使用经纬仪和钢尺，使用经纬仪和钢尺的方式在放线过程中有以下几个方面的缺点:

1)需要大量的人力相互配合，测量过程工作量大，计算繁琐。

2)钢尺、经纬仪因空气温度、湿度等存在误差，所以造成精度不高。

3)静压桩机在移动过程中经常会把周边的点位破坏掉，二次放线困难。随着全站仪的普及使用，静压管桩的施工精度大为提高，但在使用全站仪给静压管桩放线过程中，最麻烦也是最关键的工作就是桩位坐标的计算与复核。

下面以一个家居装饰广场静压管桩定位放线为例，浅谈全站仪与CAD制图相结合方法的应用。

该家居装饰广场位于江苏省南通市，占地总面积为98 500 m2，地上由8幢建筑单体组成，采用先张法预应力混凝土管桩基础，管桩型号为PC-500(100)AB-C70-15，桩长为15 m，共3 832根桩。施工队进场施工时，该区域内的拆迁工程还未结束，场地高低不平，河塘众多，鉴于以上诸多客观因素，用传统方法进行定位放线，存在着视线不通、量距困难、地形复杂等难题。因此，根据八个单体的设计特点、工期要求和施工现场实际情况，以建立直角坐标系为基准，分单体施工，采用CAD电子图作业配合全站仪定位，正确、快速地测放出各单体的桩位坐标。

1 CAD电子图作业

CAD电子图作业的第一步工作是建立桩位坐标系。这一步，必须借助设计院提供建筑总平面图，在总平面图上，我们能很清楚地看清各个单体建筑之间的位置关系。但设计院提供的建筑总平面图采用的是城市坐标系，东西向横坐标轴为Y，南北向纵坐标轴为X，与我们习惯上的数学坐标系及AutoCAD坐标相反，这个坐标系用来给建筑放线定位没有任何问题，但用来给密集桩位定位就很不方便，一方面，城市坐标的数值很大，标注在每个桩位上会产生数值的重叠，另一方面，为了适应城市坐标的标注方式，还得把CAD图中获得的坐标值进行X，Y方向的转换。因此，对于区域内的桩位坐标，我们应设定自己的建筑坐标网。为了确保所建立的坐标系内坐标不出现负数，一般把总平面图中西南角最外侧的建筑物一个点的坐标设为(0，0)点，把该地块地址界线东西方向定为X轴，南北方向定为Y轴。

坐标网建立后，第二步工作就是把每个单体的桩位图绘制到总平面中。这一步会遇到两种情况:一种是单体的基本轴线与坐标网相平行，这时直接把桩位图绘制到总平图中相应的位置。另一种是单体轴线与坐标网呈一定夹角，这种情况首先要计算一下建筑物的外侧轴线与X轴的夹角，这个夹角在CAD图中可通过添加辅助线方法测量出来。在测出夹角以后，把整个桩位图旋转这个角度后绘制到总平图中。

通过上面两步工作，每个单体的桩位图已全部绘制在一张CAD图中了，第三步工作是获取每个桩位坐标，由于AutoCAD系统本身并不提供坐标的标注功能，只有查询功能，因此要实现直接标注图形中任何一点的坐标就必须借助于AutoCAD提供的AutoLISP程序，通过AutoCAD命令和AutoLISP程序相结合，可以实现批量标注。

编写的AutoLISP脚本如下:

(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″″黑体″hzt 1″″″″″″)

(initget 1″A B″)

(setq gclx(getkword″ 绝对坐标(A)/相对于某点的坐标(B) ＜A ＞:″))

(setq pt0(list 0 0))

(cond

((=gclx″A″)

(progn(setq xpt0 0)

(setq ypt0 0)

)

)

((=gclx″B″)

(progn(setq pt0(getpoint″ 点取基准坐标点位置:″))

(setq xpt0(getreal″ 该基准点 X=:″))

(setq ypt0(getreal″ 该基准点 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″ 文字位于标注点的方位: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″ 点取标注点位置:″))

(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程序编辑完成后，以xy.Isp为文件名保存到AutoCAD的安装文件夹中。通过“工具”菜单内“AutoLISP”中的“加载应用程序”进行加载。在命令行输入:zwzb，即可连续标注若干点坐标。

2 全站仪定位

在取得每个桩位坐标数据后，接下来就利用全站仪的存储记忆功能把桩位数据输入到全站仪中。在架设全站仪器前，准备好大量的木桩(或筷子)作为标记物，根据图上编号对木桩进行编号，完成后，在施工现场找到图纸上标明的实际地物点，一个作为站点，一个作为后视点，在站点上安放全站仪，调平仪器，调出相应的放样程序，输入站点点号，再输入后视点点号，将全站仪目镜对准那个后视点，点选“ok”，再调用“放样”程序，然后依次调用各点号，按步骤分别定出各个点位，拿相应点的木桩进行标记。这样通过用全站仪放线的方式，我们精确而快速地把每个桩位进行了快速定位。在静压管桩开始施工后，遇到被桩机破坏掉的点位，只要找到桩位编号，就能迅速的调取坐标值，重新进行定位放样。笔者就是采用上述方法，高效、快速地解决了桩位坐标计算问题。桩位放样偏差小于5 mm，桩基验收时，3 832根桩中最大的偏差也不超过9 cm，完全满足桩位偏差不超过1/2桩径的验收要求，取得了良好的工程效果。通过上述工程实例，我们可以清楚地看到CAD绘图软件与全站仪结合应用后，大大提高了测量工作的效率，减轻了工作量，保证了施工桩位的精度和准确性，减少或者避免一些不必要的错误，取得较好的经济效益。

［1］ 杜清标.AutoLISP在总图坐标标注中的应用［J］.有色金属设计，2004，31(3):89-92.

［2］ 蔡鹏飞.浅析AutoCAD和全站仪在工程测量中的应用［J］.山西建筑，2010，36(6):350-351.