CAD與EXCEL的深層開發在高樁碼頭沉樁中的應用

李輝，杜建鋼

（1.中交一航局第一工程有限公司，天津 300456；2.中交第一航務工程局有限公司，天津 300461）

0 引言

在高樁碼頭工程中，由于樁多且布置復雜，很容易發生碰樁現象。因此《高樁碼頭設計與施工規范》[1]和《港口工程樁基規范》[2]等明確規定：在樁基工程施工前，應結合沉樁允許偏差和樁體安全距離，校核各樁是否相碰。常用的碰樁驗算方法是用公式法計算兩樁間正位時的最小凈距，但是公式法計算工程量大，樁位位置及碰樁情形也不直觀[3]。

近年來，EXCEL和AUTOCAD軟件常被用于碰樁驗算中。EXCEL強大的數據處理功能和AUTOCAD三維圖形技術，可以較簡單、直觀地觀察基樁的相互位置關系，快速而精確地測量基樁之間的距離，從而檢驗碰樁問題[4]。

本設計利用在沉樁施工中的實踐經驗，結合VB、VBA程序語言把沉樁施工技術與工程中常用的EXCEL、AUTOCAD軟件聯系在一起，形成EXCEL與AUTOCAD為一體的功能強大的全自動沉樁技術軟件。

1 設計思路

1）目前碰樁驗算普遍采用EXCEL及繪制立體圖的方法。本設計通過ActiveX把AUTOCAD與EXCEL連接起來，利用本軟件，將計算出來的樁位坐標直接輸入EXCEL可以得出CAD立體碰樁圖，免去了在CAD中的繪制，且由于軟件的全自動全智能性，減少了碰樁驗算工作中的人為錯誤。如果發現碰樁，則可以通過直接修改樁位的坡比、方位角來調整樁位設計，方便快捷。

2）在工程實際中，當兩樁間距小于沉樁施工中的精度值時，也把它看成碰樁。軟件設計中按照實際需求，設置了智能的碰樁自動查詢功能，只要輸入要求的樁凈距，然后按一下樁位查詢按鍵就可以查詢樁與樁之間在任意高度位置是否小于此距離，知道所有設計樁位之間的碰樁情況。

2 軟件編程

2.1 編程思路

軟件編程思路如圖1所示。

圖1 編程思路

2.2 軟件的編程

軟件中應用了VB界面、EXCEL界面和CAD界面，這就無形中增加了軟件之間的連接和VB代碼命令與EXCEL-VBA代碼命令之間轉換的工作。由于EXCELVBA和CAD-VBA分別是VB語言在各軟件中開發的程序體系，跟VB直接編程的命令代碼和思路有一定的差異，這也是本軟件需要突破的難點所在。

2.2.1 VB軟件中連接EXCEL

Private Sub Command1_Click（）′打開EXCEL過程

If Dir（"D： empexcel.bz"）=""Then ′判斷 EXCEL是否打開

Setxl App=Create Object（"Excel.Application"）

xlApp.Visible=True

Set xl Book=xl App.Workbooks.Open（"D： empb.xls"）

Set xlsheet=xl Book.Worksheets（1）′打開 EXCEL 工作表

xlsheet.Activate′激活工作表

2.2.2 EXCEL-VBA中連接CAD

Public Sub circle to CAD（）′打開CAD過程

On Error Resume Next

Set CAD=Get Object（，"Auto CAD.Application"）

If Err Then

Err.Clear

Set CAD=Create Object（"Auto CAD.Application"）′若Auto Cad未啟動，則運行它

If Err Then

Dimmsg As String

msg=Err.Description+"！ 檢查CAD安裝是否正確"

Msg Boxmsg

Exit Sub

End If

End If

3 軟件介紹

打樁一鍵通軟件采用VB界面，輸入數據源后自動成圖，計算碰樁和樁間距。本軟件基于OFFCE軟件和AUTOCAD的二次開發，由于不同版本涉及的編程代碼有所不同，本軟件只適用于OFFCE2003和AUTOCAD2004中。

3.1 輸入數據源

“打樁一鍵通”界面見圖2。點擊“導入數據”輸入數據源，數據源見表1。

圖2 “打樁一鍵通”界面

表1 數據源

3.2 繪制CAD圖

點擊軟件上的畫樁位圖或者畫碰樁圖按鍵后，電腦自動繪制樁位圖或碰樁圖（見圖3）。

圖3 整體碰樁圖

3.3 計算樁距

輸入已知數據（樁A編號、樁B編號、查詢高度），點擊查詢（如圖2界面），界面上可顯示查詢的兩樁間距。

3.4 碰樁查詢

輸入碰樁間距、碰樁間隔，點擊碰樁查詢按鍵（如圖2界面）進行查詢。

其中碰樁間距指工程中允許的樁與樁之間最小理論距離；碰樁間隔指相鄰兩次VB碰樁計算的高差（建議值0.1）。

如某工程碰樁驗算中，設置碰樁間距為0.5m，碰樁間隔為0.1m，結果顯示J1與XK3-2在4.6m處碰樁，G6與PT2-17在-41.1m處碰樁。

4 工程應用

本軟件通過曹妃甸油碼頭工程、曹妃甸礦石碼頭工程、冀東南堡油田等工程進行了驗證和使用，利用該軟件所得樁位圖均與CAD人工繪圖所得一致，沉樁正位率高。目前利用該軟件進行碰樁驗算已沉鋼管樁1 500多根。

在樁位設計復核過程中，利用打樁一鍵通軟件把原始樁位數據通過畫樁位圖功能轉換成樁位圖，用打樁船模型確定沉樁施工的可行性，并排列出沉樁順序。根據畫碰樁圖和碰樁計算等功能查找出碰樁情況，并將問題迅速反饋給設計進行修改完善，節省了大量的施工與設計間的溝通時間。

在樁基的施工過程中，偶爾有樁位異常現象，利用該軟件幾秒鐘就可以計算出后續沉樁受影響情況和補樁的可行性，這樣就提高了與設計溝通解決問題的效率。通過此軟件可以快速得出所需要的信息，保證了沉樁的順利進行。

5 結語

本軟件以Visual Basic語言為依托，以EXCEL、CAD軟件為載體，以碰樁技術為理論依據，實現畫樁位圖、碰樁圖的自動化，并且可以根據碰樁條件自動檢查碰樁情況。該軟件通過工程實踐的檢驗，計算結果精確，使用簡便快捷，可方便用于高樁碼頭樁基施工中。

[1] JTS167-1—2010，高樁碼頭設計與施工規范[S].

[2] JTJ254—98，港口工程樁基規范[S].

[3] 陳枕南.考慮沉樁允許偏差影響時碰樁驗算的方法[J].水運工程，2001（1）：54-56.

[4] 彭文志.巧用CAD建模解決碼頭碰樁問題[J].科技信息，2010（29）：733-734.