基于C#的勘察技術標文字編寫軟件設計應用

何江洋

（華東建筑集團股份有限公司地下空間與工程設計研究院上海申元巖土工程有限公司 上海市 200011）

1 引言

1.1 勘察技術標文字編寫存在的現狀問題分析

勘察標書的撰寫是勘察工作的重要組成部分，現階段勘察標書文字的撰寫主要在Office Word上完成，由于工程師在撰寫標書仍采用人工在電腦上逐字輸入，進行各項計算分析和表格數據填寫，勘察工程師每次需花費大量時間撰寫技術標文字，影響工作效率。同時，由于勘察技術標文字內容繁雜，當勘察標書的方案在審核修改、設計方案變更時，需重新計算標書中的細節（如土層詳細描述、擬建物的樁基承載力要求、天然地基承載力、樁基承載力、基坑承壓水突涌可能性分析等），消耗大量時間。由于數據復雜，仍會有出錯的幾率，影響報價的準確性。目前，一般的勘察公司每年各類勘察投標約達200～500份，每份標書都需工程師人工在Word中撰寫，存在較多的重復性工作內容。隨著業務規模的逐年擴大，如何提高勘察工程師技術標撰寫效率也是亟需解決的問題。

鑒于以上巖土工程勘察技術標文字撰寫中存在的現狀問題，本文旨在研發出一套基于C#編程語言的勘察技術標智能編寫軟件，通過VSTO插件工具和獨立軟件操作界面相結合的人性化設計，大幅減少低效重復勞動，提高勘察工作的效率和效益。

1.2 研究目標與內容

C#編程語言可以調用Excel、Word、PPT、數據庫等眾多軟件，實現辦公自動化。本次研究旨在利用C#編程語言，研發具有Word VSTO插件和用戶操作界面的勘察技術標文字智能編寫軟件，將行業規范和豐富的工程經驗寫入勘察技術標文字智能編寫軟件的內置代碼中，用戶輸入基本信息后，軟件可整合原始信息完成分析計算和判斷，在Word中自動生成全套的目錄、小節標題、表格和文字等技術標內容，大幅提高工程師勘察技術標文字編寫的效率。

1.3 創新點

（1）自動匹配生成勘察規范、技術標準文字；

（2）自動匹配生成勘察方案編制原則及方案文字說明；

（3）自動匹配生成勘察報告書擬定的章節內容和提交的主要圖件文字說明；

（4）自動生成場區土層分析與評價文字說明；

（5）自動完成潛水與承壓水分析模塊的計算與分析文字；

（6）自動完成基礎方案預分析與計算文字說明；

（7）自動完成樁基礎計算分析；

（8）自動完成基坑圍護及施工方案分析。

2 勘察技術標文字編寫軟件的運行流程與數據源

2.1 人性化功能設計

考慮到工程師在寫作技術標書時的日常工作習慣，勘察技術標文字編寫包括Word VSTO插件（圖1）、軟件主窗體（如圖3～4）兩個主要組成部分，在進行標書寫作時可隨時點擊Word工具欄上新增的VSTO插件工具進行使用。勘察技術標文字編寫軟件流程如圖2所示，下文將對軟件運行流程進行介紹。

圖1：勘察技術標文字編寫軟件的Word VSTO插件工具

圖2：程序設計流程圖

圖3：勘察技術標文字編寫軟件—樁基分析模塊界面

2.2 工程基本信息的輸入

2.2.1 輸入工程基本信息

工程基本信息主要包括：項目名稱、項目位置、場地所處沉積環境、建筑物等級、擬建場區等級、勘察項目等級、是否有基坑、基坑安全級別、基坑環境保護級別、場地現狀、是否有明浜暗浜、場地周邊是否鄰近歷史保護建筑、場地是否位于地鐵保護范圍內、場地周邊是否鄰近道路等信息。

軟件將根據以上基本信息，自動判斷和更新技術標文字中的內容，如：

（1）如有基坑，則根據基坑的深度和安全等級，推薦不同的基坑圍護方式，在“現場勘察手段及原位測試方法”分析時，根據是否有基坑、基坑等級，判斷是否要添加十字板試驗、注水試驗等原位測試試驗，在“力學性試驗項目”分析時，判斷是否需要補充回彈試驗、三軸試驗、無側限抗壓試驗、靜止側壓力系數K0試驗等。

（2）根據是否在地鐵安全保護范圍內，判斷是否要添加與地鐵保護相關的文字描述，以及在樁型推薦時，軟件將優先推薦灌注樁，選擇第⑨層作為高層建筑的樁基持力層。

2.2.2 輸入基本擬建物信息

基本擬建物信息主要字段包含：擬建物序號、建筑物名稱、建筑面積、結構類型、地上層數、地下層數、高度、柱間距、基礎形式、基礎埋深、單柱荷重、預估基底荷載等信息，軟件將自動遍歷每個擬建物的以上字段信息，存入擬建物Dictionary字典類中，供軟件在后續的樁基計算、承壓水計算、基坑圍護、基坑影響范圍的土體分析中調用擬建物信息使用。

2.2.3 輸入場地土層信息

軟件獲取主要的土層信息，主要字段包含：土層序號、土層層號、土層名稱、顏色、濕度、狀態、密度、壓縮性、土性描述。軟件將自動遍歷每層土的以上信息，存入土層Dictionary字典類中。供后續場地土層分析、樁基計算、承壓水計算、基坑圍護、基坑影響范圍等一系列分析調用。

3 勘察技術標文字編寫軟件的應用與實現方法

在獲得基本信息后，軟件將結合獲取的工程信息、擬建物信息和場地土層信息，完成計算分析和判斷，自動生成技術標各部分章節的主體內容。下面將結合技術標的主要組成部分，對軟件的應用與實現方式進行逐一論述。

3.1 寫入工程概況

根據輸入的工程基本信息，軟件自動補充工程名稱、招標單位、工程地址、建設規模、擬建物性質、勘察等級，生成“擬建物信息表”。

3.2 寫入勘察方案編制的依據及原則

軟件根據工程類型，顯示對應的“執行的主要規范、規程、規定和標準”，例如有基坑或高層建筑，則補充相應的規范、標準。

根據工程特點，生成對應的勘察方案編制原則。如有基坑，補充根據上海地區已有的樁基和基坑圍護方面設計、施工的經驗與手段，對擬建工程可能采用的基礎方案進行技術經濟比選，為基礎方案的選型提出建議。

3.3 寫入場地工程地質條件

在“場地自然條件”中，軟件寫入場地位置、地貌類型、場地現狀及周邊環境描述文字，并自動插入指定路徑的圖片，自動添加圖片標題序號和文字。

軟件寫入擬建場地所在地區的“氣象條件分析”、“水文條件分析”描述文字。

在“擬建場區區域地質條件”中，軟件遍歷各土層的層號、土層名稱、層底埋深、一般厚度等信息，并自動列表顯示，生成“場地地層情況表”。

軟件自動寫入擬建場區的地基土特征，調用土層Dictionary字典類，獲取主要的土層信息，遍歷每層土的層序、層名、顏色、濕度、狀態、密度、壓縮性等信息。

在“區水文地質條件”中，寫入場地潛水分析內容。遍歷擬建物和土層，如有基坑，分析判斷場地的承壓含水層是否對各深度的基坑有突涌影響，并根據是否突涌，為設計和施工提出相應的建議，并自動寫入“承壓水突涌可能性計算判別表”。

在“地震效應”分析中，寫入場地類型、抗震地段、設計地震分組等文字敘述。并遍歷土層Dictionary字典類，判斷場地20m深度范圍內是否有粉性土土層存在，如有則寫入需液化判別的文字分析。

在“不良地質條件與特殊性土主要表現”分析中，除了針對常見的厚填土、軟土地基、地面沉降、淺層沼氣進行分析外，根據用戶在工程信息中選擇和輸入的實際場地特點，判斷是否需要補充流砂、地下管線和障礙物等文字分析內容。

3.4 寫入天然地基方案的分析

軟件調用土層Dictionary字典類，獲取主要的土層信息，判斷適合作為天然地基的土層，如②1層、②3-1層等，根據擬建物的荷載和建筑尺寸，判斷其是否適用天然地基，并根據規范計算天然地基承載力設計值，寫入文字分析。

3.5 寫入樁基選型與承載力計算與分析

在傳統的人工撰寫勘察技術標文字時，需要針對每個擬建物的荷載和基礎埋深、基坑深度，分析擬建物可能采用的基礎方案，如：滿堂樁或承臺樁方案。之后需要結合場地土層，為各擬建物選擇合適的樁基持力層，并進行持力層比選，選擇合適的樁型和尺寸。需要人工針對每個采用樁基的擬建物進行計算，填寫“樁基適配情況一覽表”、“單樁承載力估算表”、“勘探孔孔深一覽表”等表格，過程比較繁瑣。

在“擬建物單樁承載力要求”中，勘察技術標文字編寫軟件通過遍歷擬建物Dictionary字典類、土層Dictionary字典類中的擬建物和土層信息，自動完成各擬建物的滿堂樁或承臺樁方案的單樁承載力計算。

在“單樁承載力計算”中，軟件根據擬建物的荷載和層數、基礎埋深等信息，推薦合適的樁基持力層、樁型、樁徑、樁端入土深度范圍，自動計算和填寫“樁基適配情況一覽表”。并將相同工況的擬建物進行分組與合并，計算其單樁承載力的標準值與設計值，自動計算和填寫“單樁承載力估算表”。

在“樁端壓縮層厚度與勘探孔孔深計算”中，軟件判斷各擬建物樁端可能的最大入土深度，計算壓縮層厚度、壓縮層深度，從而獲得一般性勘探孔的孔深和控制性的孔深，自動計算和填寫“勘探孔孔深一覽表”。

在“樁基沉降量分析”中，軟件結合實際土層，寫入可能導致實際最終沉降量與理論估算值差異原因的文字分析。

在“差異沉降控制預分析”中，軟件寫入擬建建筑與地下室（地下車庫）的差異沉降問題的分析，提出減小差異沉降的建議。

在“沉樁可能性分析”中，軟件針對本工程可能涉及的樁基持力層，分析預制樁所穿越土層的難度與可行性。

在“樁基施工對周邊環境影響”分析中，軟件根據本工程所選用的預制樁或灌注樁的樁型，針對不同樁型分析其對環境的影響。

3.6 寫入基坑開挖過程中的承壓水穩定性驗算與分析

承壓水對基坑的影響主要為表現為在基坑開挖過程中是否會產生承壓水突涌問題。如果擬建物含有基坑，并且場地下方有（微）承壓含水層，則需要進行承壓水突涌安全性驗算。

軟件在獲得擬建物和土層的字典類后，即可根據土層序號和土層名稱判斷（微）承壓含水層，判斷該工程的不同基坑深度類型，判斷基坑底部所在土層名稱，獲得承壓含水層頂板埋深。遍歷基坑底至（微）承壓含水層層頂之間的土層，計算土的自重Pcz，按長期觀測最不利水位3.0m計算承壓水壓力Pwy，計算抗突涌安全系數，判斷基坑是否有（微）承壓水突涌的可能性，自動生成“承壓水突涌可能性計算判別表”，生成配套分析文字。

圖4：勘察技術標文字編寫軟件—基坑承壓水突涌可能性分析模塊

3.7 寫入基坑圍護與開挖涉及土層影響分析

軟件在獲得擬建物和土層的字典類后，根據基坑開挖深度判斷其基坑安全等級，并針對性的給出基坑圍護結構方案，如一般深度的基坑可推薦SMW工法、鉆孔灌注樁墻等基坑圍護方案，對于超深及臨近地鐵的基坑，則推薦地下連續墻圍護方案。分析比選各種圍護方案的優劣，自動生成“基坑圍護結構方案比較表”。

軟件在獲得擬建物和土層的字典類后，判斷該工程的不同基坑深度類型，判斷基坑開挖深度范圍內的土層、基坑底部的土層，分析不同性質的土層對基坑開挖過程中的不利影響及對圍護結構的影響。并自動生成“地基土對基坑開挖、圍護結構影響分析一覽表”。

如果基坑周圍臨近明浜、軌道交通、已有建筑物，寫入減小基坑施工圍護結構變形引起的對周邊環境影響的文字分析，提示基坑開挖、施工過程中的降水措施會產生土體位移和周邊一定范圍內的地面沉降，嚴重時會造成周邊建筑墻護岸邊坡開裂、道路踏陷、管線位移下沉等問題。

3.8 寫入勘察方案編制原則及方案說明

針對不同的工程內容與基坑開挖深度、周邊環境，布置相應的勘探孔，如有一、二級基坑，則在基坑角點處分別布置現場注水試驗孔、十字板剪切試驗孔。如在前面的分析中得知基坑承壓水有突涌風險，則布置承壓水觀測孔。如果基坑臨近明浜，則布置明浜斷面測量。

3.8.1 分析主要勘探孔深度

在前文“進行樁基選型與承載力計算”中，軟件將自動完成主要勘探孔深度的計算與推薦，將自動生成“勘探孔孔深一覽表”。

3.8.2 分析現場勘察手段及原位測試方法

（1）取土。軟件調用土層Dictionary字典類，獲取主要的土層信息，遍歷每層土的層序、土名、層底埋深，計算土層厚度，計算取土樣間距與標貫個數，自動生成“各土層取土及標貫間距一覽表”。

（2）標貫試驗。軟件自動判斷0～20.0m范圍內是否存在粉性土層，如果有，需按規范要求，需進行標貫試驗判別液化，并在標書中填寫相關內容。

如果本工程基坑為一、二級基坑，技術標書中補充：在2.5倍基坑開挖深度范圍內布置原位十字板剪切試驗（軟粘土）、現場降水頭注水試驗、扁鏟側脹試驗測試方法的論述內容。

如果軟件分析有承壓水突涌的風險，則在技術標文字中補充有關“承壓水觀測”的內容。

3.8.3 寫入物理性試驗項目

如果本工程基坑為一、二級基坑，技術標書中補充在2.5倍基坑開挖影響深度范圍內的土樣進行水平向和垂直向的滲透試驗，為基坑降排水設計提供各土層的Kh、Kv值。

3.8.4 寫入力學性試驗項目

直剪固快、固結試驗：在所有土層中進行，軟件自動識別土層序號范圍。軟件根據各層土的埋深、擬建物的荷載，分析計算各層土固結試驗的壓力值，使所施加的最后一級壓力大于自重壓力加附加壓力。

回彈試驗：軟件自動識別基坑底板土層，做室內回彈模量試驗，提供土層回彈模量。

三軸、無側限試驗：軟件自動識別基坑深度和粘性土土層，對基坑開挖影響深度范圍內的粘性土樣進行試驗。

靜止側壓力系數試驗：對2.5倍基坑開挖深度范圍內的土樣進行K0試驗。

3.9 寫入勘察報告書擬定的章節內容和提交的主要圖件

在該章節中，除了常規的技術標書成果內容外，軟件主要識別工程是否含有樁基和基坑，判斷是否補充相應的文字敘述。如有樁基，補充相關成果的說明，如：樁型及持力層選擇、單樁豎向承載力估算、樁基沉降量估算、成樁可能性分析等。

如果軟件識別到本工程有一、二級基坑，在“提交的成果圖件”中補充十字板試驗成果圖表、注水試驗成果圖表、扁鏟試驗成果圖表等成果名稱。

3.9.1 寫入施工技術保證措施

在施工技術保證措施中，除了共性內容，軟件將根據本工程是否有基坑，判斷和補充十字板剪切試驗、注水試驗、扁鏟側脹試驗等測試手段的技術保證措施。

3.9.2 寫入機具設備配置

在機具設備配置中，除了共性內容，軟件將根據本工程是否有基坑，決定是否補充十字板剪切儀、扁鏟側脹儀等儀器型號，及三軸剪切儀、滲透儀、側壓力系數K0儀等儀器設備的信息。

4 結束語

綜上所述，本文介紹了一種基于C#編程語言的勘察技術標文字編寫軟件，實現勘察技術標文字的自動化編寫，借助C#可視化的輸入和輸出界面，將行業規范和豐富的工程經驗寫入勘察技術標文字編寫軟件的內置代碼中，用戶輸入基本的工程信息和場地土層信息后，軟件可自動化完成樁基選型、樁基承載力、樁基沉降、承壓水穩定性驗算等計算，并自動更新和書寫相關技術標文字內容，實現勘察技術標的自動化智能編寫，大幅減少低效重復勞動，提高勘察投標工作的效率和效益。