Подсчет глубин скважин при помощи базового функционала программного комплекса AutoCAD Civil 3D и MS Office
Написать эту статью меня побудило желание поделиться полученным опытом, услышать от читателей альтернативные пути решения описанной проблемы или способы упрощения некоторых этапов. Публикация рассчитана на специалистов, часто сталкивающихся с подобными проблемами, а также на специалистов, начинающих осваивать Civil 3D, так как в статье довольно подробно описаны базовые методы работы в этой программе. В 2011 году описанные далее действия выполнялись в AutoCAD Civil 3D 2012 и MSOffice 2003, данная статья написана на примере AutoCAD Civil 3D 2013 и MS Office 2010.
Перед нашей компанией стояла задача разработать скальную выемку в горном выступе для прохождения трассы автомобильной дороги на одном из самых масштабных олимпийских объектов — «Совмещенная (автомобильная и железная) дорога Адлер — горноклиматический курорт АльпикаСервис». Откос выемки имел максимальную общую высоту 50 м со сложным профилем, состоящим из четырех откосных частей по 12 м высотой с заложением 5:1 и четырех полок безопасности (берм) шириной 3 м (рис. 1). Вследствие того, что строительная площадка находится на территории национального парка «Сочинский» и недалеко от нее расположена ЛЭП 10 кВ, проведение буровзрывных работ в этой зоне не представлялось возможным. Было принято решение для разработки этого скального массива использовать гидромолоты на базе экскаваторов.
В начале работ было выявлено несоответствие проектной геологии. Установлено, что горный массив состоит из скальных грунтов 89й группы, которые не поддаются разработке гидромолотом без предварительного рыхления. Для уменьшения прочности грунта на отрабатываемом горизонте и возможности применения гидромолотов предусматривалось устройство скважин диаметром 150 мм, глубиной 3 м с сеткой бурения 2Ѕ2 м. Применение других невзрывных методов (расширяющиеся вещества и др.) экономически более затратно и требует гораздо больше времени, что в условиях строительства олимпийского объекта было недопустимо.
Рис. 1. Проектное полотно выемки. План и профиль
Изза загруженности института, запроектировавшего этот участок, подсчет суммарной длины (глубины) скважин был поручен непосредственным исполнителям, то есть нашей компании. В связи с тем, что работы по устройству скважин и разработке выемки шли полным ходом, была поставлена задача: быстро подсчитать общую длину скважин для включения работ по бурению в сметную документацию, как это всегда бывает на стройке, а тем более на олимпийской.
Смысл решения заключается в подсчете суммы разниц отметок верха и низа скважин, как если бы они бурились от поверхности рельефа до проектной отметки выемки. Идею этого способа я почерпнул из статьи Дмитрия Тищенко1, в которой описана технология подсчета длин свай при помощи функционала AutoCAD с применением динамических блоков. На мой взгляд, с помощью AutoCAD Civil 3D такой подсчет реализовать проще, поскольку в его функционале предусмотрены встроенные «динамические блоки» (в данном случае — точки COGO) и инструменты, посредством которых ими легко управлять и систематизировать их.
Далее в статье приводится описание методики подсчета длин свай при помощи AutoCAD Civil 3D.
Создание двух групп точек — «верх» и «низ»
Заранее создадим две группы точек с именами «верх» и «низ», у которых на вкладке Включить нужно указать, по каким признакам точки будут попадать в каждую из групп. Указываем, что точки будут включатся в группы при совпадении соответствующих исходных описаний «верх» и «низ» (рис. 2).
Рис. 2. Задание признака группировки точек
Разметка проектного контура сеткой бурения с расстановкой точек
.Для начала необходимо определить контур, в котором будет производиться бурение, — в данном случае это будет граница проектной поверхности полотна выемки. Для удобства контур можно скопировать в новый чертеж. Внутри контура нужно расставить скважины по строительной сетке или произвольно — в данном случае с шагом 2Ѕ2 м (рис. 3). Получить контур с намеченными скважинами можно при помощи команды Массив (_Array), и с ее помощью расставить точки AutoCAD в необходимом порядке. Вышедшие за пределы контура точки удалить командой _Maptrim и вернуть в исходный чертеж.
Рис. 3. Контур, размеченный точками
Преобразование точек AutoCAD в точки COGO
При преобразовании точек AutoCAD в точки COGO очень важно задать требуемые настройки по умолчанию инструмента создания точек (рис. 4).
Необходимо установить: запрос отметок — «Автоматически»; запрос имен точек — «Автоматически»; запрос описаний — «Автоматически»; описание по умолчанию — «Низ»; в шаблоне имени точек необходимо указать желаемое имя с показаниями значений счетчика и какимлибо последующим индексом. В моем случае это индекс «низ». Индекс присваивается потому, что имена точек в одном чертеже могут не совпадать.
Рис. 4. Настройка мастера создания точек
Рис. 5. Выбор инструмента преобразования точек
Преобразуем точки внутри контура в точки COGO при помощи инструмента создания точек из точек AutoCAD (рис. 5). При этом изза того, что в запросах отметки, имени и описания мы проставили значение «Автоматически», не поступило соответствующих запросов. В результате мы получили контур, заполненный точками COGO, которые указывают местоположение скважин в контуре. Хочется отметить, что полученные точки COGO автоматически попали в группу «низ» по признаку совпадения исходных описаний «низ», которые были заданы по умолчанию. Следующей задачей является перенос полученных точек в их проектное координатное положение, который выполняется перемещением с известной базовой точкой (рис. 6).
Рис. 6. Совмещенные контуры
Экспорт точек во внешний текстовый файл
Следующий этап — это создание точек «низа» и «верха» скважин, которые соответствуют проектным отметкам полотна выемки и отметкам «черного» рельефа. На мой взгляд, это самый интересный этап, который к тому же оказался самым сложным. При помощи команды Экспорт точек экспортируем данные точек во внешний файл (рис. 7). Наиболее подходящим форматом экспортируемого файла является CSV, так как этот формат можно сразу открывать в MS Excel.
Рис. 7. Экспорт точек в CSV-файл
Рис. 8. Настройка формата экспорта данных
Предварительно необходимо настроить формат экспорта точек (рис. 8). В качестве разделителя нужно указать любой знак, кроме точки и пробела, поскольку пробел уже используется в имени точки, а точка является десятичным разделителем в AutoCAD.
Перенос данных в MS Excel
Теперь при помощи MS Excel необходимо выполнить в этом файле замену индекса имени «низ» и описания на индекс «верх». Замена выполняется в один клик при помощи команды Заменить всё. Теперь мы имеем точки группы «верх» с координатами, в точности соответствующими «низу» (рис. 9). Осталось только сохранить эти данные в отдельный файл, например, с именем Импорт группы «верх».
Рис. 9. Результат замены индексов
Импорт точек из полученного текстового файла в Civil 3D
При помощи команды Импорт точек из файла импортируем в чертеж данные точек из только что полученного файла Импорт группы «верх» (рис. 10).
Рис. 10. Импорт точек группы «верх»
Благодаря тому что при создании группы точек «верх» было указано включение точек в группу при совпадении исходных описаний, импортированные точки автоматически попали в группу «верх», так как им было присвоено описание «верх».
Назначение соответствующим группам точек отметок полотна выемки («низ») и отметок «черного» рельефа («верх»)
Выполняется это очень просто при помощи команды Поднять на поверхность (рис. 11) контекстной вкладки, появляющейся после выделения точек. Остается только указать, отметки какой поверхности будут назначены выбранным точкам.
Рис. 11. Присвоение точкам отметок поверхностей
Также очень важно при запросе команды Поднять на поверхность о том, каким точкам нужно присвоить отметки поверхности, указать точки из группы (рис. 12) и выбрать необходимую группу, либо указать Выбранные элементы (рис. 13).
Рис. 12. Указание принципа выбора точек
Рис. 13. Точки с соответствующими отметками поверхностей
Выделить нужную группу точек можно, просто указав команду Выбрать из выпадающего меню, появляющегося при клике ПКМ на имени группы точек в окне навигатора.
Экспорт точек во внешние CSVфайлы
После того как точкам соответствующих групп были назначены отметки низа скважин (отметки полотна выемки) и отметки верха скважин (отметки изначального рельефа), мы получили все данные для подсчета общей длины или длины каждой скважины отдельно. Длиной/глубиной скважины в данном случае является разница значений отметок низа и верха скважин. Для того чтобы вычислить эти значения, необходимо экспортировать координаты пространственного положения точек в MS Excel.
Для удобства последующей работы точки из разных групп лучше экспортировать в разные CSVфайлы (рис. 14). Затем желательно создать копии полученных файлов (но необязательно), к этому моменту мы вернемся в следующей статье.
Рис. 14. Сводный CSV с данными из ранее полученных файлов
Редактирование полученных данных в MS Excel
Открыв один из файлов, копируем в него содержимое второго файла. В результате точки с соответствующими именами находятся в одной строке (рис. 15), что облегчает последующий подсчет и не требует дополнительной сортировки.
Рис. 15. Инструмент MS Excel, выполняющий разделение данных по столбцам
Теперь необходимо разделить данные по столбцам, которые на данный момент представляют собой текст. Но поскольку MS Excel не может разделять данные из двух столбцов одновременно, это необходимо сделать поочередно командой Текст по столбцам из вкладки ленты Данные.
Повторяем эту процедуру дважды для каждого из столбцов со следующими настройками окна мастера текстов (рис. 16): формат данных — с разделителями; символ разделителя — запятая; формат данных столбца — общий.
Рис. 16. Настройка мастера текстов
Теперь все данные по каждой точке находятся в своей ячейке. Для наглядности добавлены границы ячеек и заголовки столбцов (рис. 17).
Но начать считать разницу отметок на этом этапе нельзя, поскольку в данных, экспортированных из AutoCAD, применяется символ десятичного разделителя «.» (точка), а MS Excel понимает десятичный разделитель «,» (запятая). Поэтому необходимо с помощью команды Найти и заменить заменить «.» на «,» (рис. 18).
Рис. 17. Результат разделения данных по столбцам
Рис. 18. Замена десятичного разделителя
Рис. 19. Конечный результат расчета
Теперь нужно задать формулу, рассчитывающую разницу (рис. 19) между отметками верха и низа скважин, затем распространить ее на все имеющиеся пары точек и в конце при помощи «автосуммы» получить конечный результат.
В результате проделанных действий будет получена сумма разниц отметок, которая соответствует общей длине скважин. На этом можно было бы и закончить, так как полученных данных достаточно для составления сметы, но нам этого показалось мало. В следующей статье будет описано решение обратной задачи — построение стволов скважин в пространстве в автоматическом режиме из имеющегося набора данных.
Заключение
Благодаря применению базового функционала AutoCAD Civil 3D и MS Office без создания специальных динамических блоков и приемов программирования была выполнена задача по подсчету длин 864 скважин за четыре с небольшим часа, причем этот период включал время на поиск алгоритма действий и отработку нескольких тупиковых вариантов. На выполнение описанного в данной статье алгоритма ушло не более получаса.
