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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(guān)鍵詞：Excel數(shù)據(jù)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(nèi)高速公路迅速發(fā)展的今天，Office和AutoCAD已經(jīng)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(nèi)業(yè)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(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)換為所需的圖形，并形成最終需要的結(jié)果。

2 Excel圖形數(shù)據(jù)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(jīng)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(shù)據(jù)和橫斷面測量數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)形成X、Y坐標標記于圖中進行矢量計算，并根據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)，下一步需要設置散點圖，鼠標右鍵單擊散點圖→選擇數(shù)據(jù)→選擇添加，這樣就會出現(xiàn)系列名稱、X軸系列值、Y軸系列值，根據(jù)選項選擇對應的數(shù)據(jù)范圍。

2.2 Excel圖形數(shù)據(jù)處理

在路基土石方計算中圖形的數(shù)據(jù)處理、制表順序和數(shù)據(jù)排列是重要項目，數(shù)據(jù)的排列體現(xiàn)測量中的高程和距離，而散點圖則代表測量數(shù)據(jù)所生成的圖形。根據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)分別用X、Y軸系列圈選，最后根據(jù)數(shù)據(jù)生成圖形。

3 Excel圖形數(shù)據(jù)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(jīng)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(shù)據(jù)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(zhuǎn)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(jié)果就會出現(xiàn)#DIV/0！值，因此我們在計算過程中可以通過IF函數(shù)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(jié)果直接為0。

3.2 Excel橫斷面測量數(shù)據(jù)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(qū)，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(shù)據(jù)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(xù)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(shù)據(jù)的時候?qū)?shù)據(jù)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(xiàn)場實際測量的斷面如下圖：

根據(jù)上圖測量完成的數(shù)據(jù)，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(shù)據(jù)插入的散點圖會自動生成圖形。

3.3 Excel平、縱線路測量數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)分組，就可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)圖形一次生成。

現(xiàn)場測量完成后導出的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)后，選擇圖表中的組合直線部分數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)導入后自動成圖。

4 Excel圖形數(shù)據(jù)處理與AutoCAD圖形數(shù)據(jù)處理

Excel圖形的數(shù)據(jù)處理是通過單元格數(shù)據(jù)形成的一種矢量圖，其優(yōu)點就是可以直接通過數(shù)據(jù)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(shù)直接成表，減少了將數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)轉(zhuǎn)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(xiàn)場收方是不可缺少的工作之一，而往往單一的數(shù)據(jù)無法形象地體現(xiàn)出現(xiàn)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(jié)語

伴隨著國內(nèi)管理機制的日益提高，項目管理已經(jīng)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(jié)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(jù)其功能合理地運用到日常的工作中。

（責任編輯：蔣建華）