Excel與AutoCAD在工程計(jì)量中的應(yīng)用

黃大圣

（湖南德江監(jiān)理有限公司 常德 415000）

1 前言

工程項(xiàng)目投資的控制與管理貫串于工程項(xiàng)目建設(shè)的各個(gè)階段，從建設(shè)項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)開始到工程竣工結(jié)算，各階段投資控制均需進(jìn)行工程量的計(jì)算。尤其是施工階段，從計(jì)量申報(bào)到批準(zhǔn)支付耗時(shí)最多的是工程量計(jì)算，故傳統(tǒng)工程量計(jì)算方法有待改進(jìn)。

隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用的普及，各類工程計(jì)量的專業(yè)軟件被應(yīng)用于部分工程量的計(jì)算，大大提高了計(jì)量工作的效率，但大部分計(jì)量專業(yè)軟件僅適用于規(guī)則形體，對于不規(guī)形體，如水利工程中的異形流道、扭曲擋土墻等復(fù)雜形體不適用。這里以施工階段工程量的計(jì)算與審核為例，介紹Excel與AutoCAD在工程計(jì)量中的應(yīng)用。

2 傳統(tǒng)工程量計(jì)算的方法與特點(diǎn)

傳統(tǒng)手工工程量計(jì)算方法是將數(shù)據(jù)與運(yùn)算符直接連接，使用的計(jì)算工具以計(jì)算器為主。使用這種方法數(shù)據(jù)代表的含意不明顯，工程量審核人員要搞清計(jì)算式中數(shù)據(jù)與圖中尺寸的對應(yīng)關(guān)系，必須完全領(lǐng)會工程量計(jì)算式編寫人員的意圖，對于復(fù)雜結(jié)構(gòu)體的計(jì)量審核，審核所花時(shí)間比重新計(jì)算更多。

3 Excel與AutoCAD計(jì)算工程量的方法與特點(diǎn)

采用Excel與AutoCAD計(jì)算工程量有三種方法，即單獨(dú)使用Excel與AutoCAD計(jì)算法和Excel與AutoCAD聯(lián)合計(jì)算法?，F(xiàn)舉例說明如下。

3.1 Excel計(jì)算工程量

3.1.1 簡單結(jié)構(gòu)工程量的計(jì)算

如門窗工程量的計(jì)算，按表1的格式在Excel工作表中制表并輸入門窗的尺寸，在G3單元格內(nèi)輸入計(jì)算公式便得該欄的計(jì)算結(jié)果。用句柄填充單元復(fù)制G3列，計(jì)算其余門窗面積。

由表1可見，表內(nèi)每一橫欄代表同一規(guī)格的門窗，橫行為乘運(yùn)算，縱行為求和運(yùn)算，對不同規(guī)格，同一單價(jià)的各工程量進(jìn)行累加，表中各數(shù)據(jù)與圖紙中尺寸的對應(yīng)關(guān)系明確，整個(gè)計(jì)算過程無需使用計(jì)算器，修正數(shù)據(jù)時(shí)計(jì)算結(jié)果便會自動(dòng)修正。

表1 門窗工程量計(jì)算表

3.1.2 復(fù)雜結(jié)構(gòu)工程量的計(jì)算

若復(fù)雜結(jié)構(gòu)由簡單結(jié)構(gòu)組成，可將復(fù)雜結(jié)構(gòu)分解為簡單結(jié)構(gòu)，如T型梁和矩型箱涵體積的計(jì)算，可采用表2的格式。

在結(jié)構(gòu)分解時(shí)應(yīng)注意，遇實(shí)體時(shí)各組合結(jié)構(gòu)相加，遇空洞、孔時(shí)應(yīng)在件數(shù)前取負(fù)號，這樣可使公式編寫簡單，表2中公式橫行為乘運(yùn)算，縱行為加運(yùn)算。盡管幾何體復(fù)雜，但只要按圖編寫名稱及部位，各尺寸與圖紙便對應(yīng)關(guān)系明確，在表格設(shè)計(jì)時(shí)力求計(jì)算公式編寫一致。

表2 簡單結(jié)構(gòu)組合而成的復(fù)雜結(jié)構(gòu)的計(jì)算

對于復(fù)雜的漸變結(jié)構(gòu)，同樣可以采用Excel計(jì)算，如水電站出水流道，其頂面和邊墩均按曲線變化，只要曲線可表示為沿軸線變化的函數(shù)（常見的頂面為圓弧、兩邊墩為橢圓弧）每一過水?dāng)嗝婢鶠橥惖膸缀螆D形（本例為矩形）。為了使流道扣空計(jì)算準(zhǔn)確，對此類流道扣空可采用表3的計(jì)算方法。

表3假設(shè)x為沿流道長度方向，y為流道寬度方向，因邊墩對稱，故總寬度為2f(x)，z為流道高度方向，且高度和寬度均可用X的函數(shù)表示，在此△X可根據(jù)計(jì)算精度要求取的較小。

表3 符合曲線方程的漸變流道體積計(jì)算

3.1.3 鋼筋工程量的計(jì)算

用Excel計(jì)算鋼筋工程量采用表4格式非常方便。為了避免每種規(guī)格的鋼筋輸入單位長度的重量，此處直接用直徑和鋼材比重計(jì)算重量。

此外Excel應(yīng)用于線性結(jié)構(gòu)的工程量統(tǒng)計(jì)計(jì)算尤為方便，如固結(jié)灌漿、帷幕灌漿、水泥土攪拌樁、高壓噴射水泥攪拌樁、振沖樁等，對于此類工程量的計(jì)算，只需將現(xiàn)場簽認(rèn)的班報(bào)表的數(shù)據(jù)逐根輸入后用累加法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

3.2 AutoCAD 計(jì)算工程量

3.2.1 AutoCAD 計(jì)算圖形面積

AutoCAD封閉圖形可以查詢面積，立體圖形可以查詢體積，現(xiàn)代設(shè)計(jì)均采用AutoCAD制圖，故用AutoCAD進(jìn)行工程量計(jì)算更簡單更直觀。圖1是某廠房上部框架柱的工程量計(jì)算，從圖1可以看出，若采用傳統(tǒng)方法，組成工程量的幾何圖形有矩形、梯形、三角形，且矩形的斷面大小各不一樣，故傳統(tǒng)方法計(jì)算式較長，數(shù)據(jù)與圖形的對應(yīng)關(guān)系很不直觀，如采用AutoCAD計(jì)算，只需用AutoCAD畫出圖形（或直接用設(shè)計(jì)圖的電子版），然后用“BO”命令創(chuàng)建多段線或面域，用“LIST”命令選擇該圖形（也可從菜單進(jìn)入或點(diǎn)擊相應(yīng)工具按鈕完成上述操作），便可顯示圖1的面積，該面積乘以厚度便得到了該圖紙的體積。

表4 鋼筋工程量的計(jì)算

AutoCAD面積計(jì)算法已廣泛用于土方的斷面計(jì)算，替代了傳統(tǒng)的手工坐標(biāo)格累加法，全站儀、GPS與成圖軟件的有機(jī)結(jié)合，提高了測量精度，大大減少了土方工程量的計(jì)算工作。

為了讓不會使用AutoCAD的審核人員審核紙質(zhì)文檔中的工程量，圖中尺寸的標(biāo)注必須齊全。

3.2.2 AutoCAD 計(jì)算圖形體積

水利工程異形斷面應(yīng)用很廣，如各類水工建筑物的進(jìn)出水口、建筑物與設(shè)備（水泵、水輪機(jī)）相連的過渡段均采用漸變結(jié)構(gòu)。對于復(fù)雜形體的體積計(jì)算，傳統(tǒng)方法為平均斷面法，因手工計(jì)算量大，計(jì)算人員取用的斷面少，如扭曲八字的計(jì)算，手工計(jì)算時(shí)大部分僅取首末2個(gè)斷面，有時(shí)這種計(jì)算帶來的誤差很大。

對于簡單的幾何體如長方體、圓柱體、球體、圓環(huán)體、棱錐體、楔體，AutoCAD可以直接創(chuàng)建三維圖形，且這些幾何體均可以采用計(jì)算器手工精確計(jì)算。

AutoCAD創(chuàng)建立體，除簡單圖形可直接創(chuàng)建外，對其他較為復(fù)雜的實(shí)體，主要通過拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃掠、放樣等方法創(chuàng)建不同的單一實(shí)體，然后通過實(shí)體編緝（交、并、差等）得到各種不同的復(fù)雜實(shí)體，其中放樣創(chuàng)建實(shí)體適合水利工程大多數(shù)異形斷面（創(chuàng)建實(shí)體的具體方法請參見AutoCAD制圖的相關(guān)書籍）。

實(shí)體創(chuàng)建后，用MASSPROP[查詢工具欄的“面域/質(zhì)量特性（M）”]命令可查詢實(shí)體體積。

在電子文檔中直接計(jì)算實(shí)體工程量比較直觀，但將創(chuàng)建的立體打印成紙質(zhì)文檔時(shí)，不很直觀，且對不會使用AutoCAD的計(jì)量人員無法審核。故對一些可采用平面圖形計(jì)算的工程量盡量采用平面圖形計(jì)算。

3.3 AutoCAD與Excel聯(lián)合使用計(jì)算工程量

從上面的實(shí)例得知，AutoCAD、Excel都可用于工程量計(jì)算，但AutoCAD斷面法用于單一幾何形體的面積計(jì)算最為直觀，且能與竣工圖保持一致，利用數(shù)字化竣工圖作計(jì)量圖形，可減少計(jì)量計(jì)算式的編寫或在Excel中再次輸入計(jì)量數(shù)據(jù)。

因AutoCAD計(jì)算立體圖形打印的紙質(zhì)文檔不直觀，除復(fù)雜的異形斷面外，在大多數(shù)情況下用AutoCAD計(jì)算單一幾何體的平面面積，對于體積、質(zhì)量的計(jì)算和工程量的分類累加求和采用Excel表格計(jì)算更為方便。

表5是筆者在工程監(jiān)理過程中使用并通過多次修改后得到的通用計(jì)量表格，現(xiàn)對表5的使用方法介紹如下。

表5 ××年××期工程中間（分類分項(xiàng)工程）計(jì)量表（承包[ ] 期中（類項(xiàng)）計(jì) 號）

圖1 廠房框架

本表即可作為期中支付的中間計(jì)量表，也可作為合同完工結(jié)算計(jì)量表，因中間計(jì)量時(shí)各實(shí)體的計(jì)量線不是以結(jié)構(gòu)輪廓線來計(jì)算，而是以本期進(jìn)度線為計(jì)量分界線，故在某些情況下不能采用各期中間計(jì)量的累加作為分項(xiàng)工程的完工結(jié)算量，該工程量應(yīng)在該分項(xiàng)工程完成且對應(yīng)的單元工程全部驗(yàn)收合格，以測量的建基面、設(shè)計(jì)圖、合同和計(jì)價(jià)規(guī)范為依據(jù)計(jì)算所得的工程量?！端姽こ淌┕ず贤驼袠?biāo)文件示范文本》（GF—2000—0208）33.3條約定“監(jiān)理人有權(quán)通過對以往歷次已簽證的月進(jìn)度付款證書的匯總和復(fù)核中發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)、漏或重復(fù)進(jìn)行修正或更改；承包人亦有權(quán)提出此類修正或更改”由此可見中間計(jì)量支付屬臨時(shí)支付。故按進(jìn)度線分割后計(jì)算工程量的中間計(jì)量不作為完工結(jié)算資料歸檔。而在某一分部（分類）分項(xiàng)工程完成后，如及時(shí)的對該分項(xiàng)工程進(jìn)行計(jì)量，可提高計(jì)量效率，減少計(jì)量分歧，對工期長的跨年度工程尤為重要，根據(jù)這一原則，該計(jì)量表以2類名稱和2類文號加以區(qū)分，第一類為“××年××期工程中間計(jì)量表”，其編號為“（承包[] 期中計(jì) 號）”；第二類為“分類分項(xiàng)工程計(jì)量表”，其編號為“（承包[] 類項(xiàng)計(jì) 號）”。只有分部（分類）分項(xiàng)工程計(jì)量文件才能作為組成完工結(jié)算的計(jì)量文件。

表5中A列為“項(xiàng)目編碼”，當(dāng)屬招標(biāo)工程量清單內(nèi)項(xiàng)目時(shí)，按招標(biāo)文件工程量清單編碼，對于招標(biāo)清單外項(xiàng)目，根據(jù)增加項(xiàng)目主要特征按工程量清單計(jì)價(jià)規(guī)范（水利工程按GB 50501—2007，建筑、裝飾裝修、安裝、市政、園林綠化工程按GB 50500—2008）結(jié)合合同增加項(xiàng)目編碼。

圖2 箱函橫斷面

表5中B列為“項(xiàng)目名稱”，指與項(xiàng)目編碼對應(yīng)的名稱，有時(shí)同一編碼對應(yīng)的項(xiàng)目名稱包括若干部位或分解為不同的幾何體進(jìn)行計(jì)算，分解出的這些項(xiàng)目稱為子項(xiàng)目，在項(xiàng)目名稱編寫時(shí)應(yīng)引入這些部位或幾何體的特征名。在工程量計(jì)算時(shí)，對于由多個(gè)子項(xiàng)目組成的分項(xiàng)工程，需對工程量列所含子項(xiàng)求和。

表5中C列為“設(shè)計(jì)/計(jì)量圖號”，該欄斜線上注明計(jì)量實(shí)體的設(shè)計(jì)圖號，斜線下為用于計(jì)算工程量的圖號，如受紙張大小和列寬限制，該欄可只注計(jì)量圖號，而將設(shè)計(jì)圖號注寫在計(jì)量圖中（該格式為推薦注寫格式）。

表5中D列“樁號/高程”是廣義的樁號或高程，如計(jì)算大壩（堤防）壩（堤）身工程量時(shí)為樁號，計(jì)算閘墩、柱等水平投影面體積時(shí)輸入高程，計(jì)算梁的體積時(shí)為軸線，為了讓該欄的數(shù)據(jù)參與運(yùn)算，輸入的數(shù)據(jù)要求為數(shù)值型，如樁號1+500在單元格中輸入1500。

表5根據(jù)現(xiàn)行項(xiàng)目計(jì)量的實(shí)際操作程序除設(shè)置了監(jiān)理審核欄外，還為業(yè)主設(shè)置了工程量簽認(rèn)欄，監(jiān)理審核人和業(yè)主審核人能對每一分項(xiàng)工程（包括列入該表計(jì)算的子項(xiàng)目）的工程量進(jìn)行審核修改，且這些修改只能填寫在自己的欄內(nèi)。

表5中E列“斷面積”的法線方向與樁號/高程的遞增方向一致，該斷面可能是縱斷面，也可能是橫斷面、水平面及其他能簡化計(jì)算的斷面，該列數(shù)值來源于AutoCAD計(jì)算結(jié)果，在操作時(shí)將AutoCAD中查詢的結(jié)果復(fù)制粘貼在該單元格內(nèi)。對于有厚度（長度）以體積或質(zhì)量表示的工程量由Excel連乘得到，申報(bào)單位計(jì)算結(jié)果放入K列，監(jiān)理單位、業(yè)主單位審核量分別放入L、M列對應(yīng)單元格內(nèi)。對于由AutoCAD直接計(jì)算實(shí)體體積（或質(zhì)量）的實(shí)體，其計(jì)算結(jié)果直接放入相關(guān)單位的工程量對應(yīng)列。

表5中F列“距離/長度/高度”與D列對應(yīng)，也是廣義的，有時(shí)可能是厚度、寬度。一般情況下可通過D列計(jì)算，但當(dāng)D列為軸線號或其他情況時(shí)，應(yīng)根據(jù)圖紙直接輸入。

表5中G列對于梁板柱等均一斷面時(shí)可以不設(shè)置該列，對于漸變或與基礎(chǔ)面有關(guān)的實(shí)體需設(shè)置該列。

表5中H列為備用列，可以引入系數(shù)及其他數(shù)據(jù)，對于不需要該列的可以刪除。

表5中N、O列是質(zhì)量控制的一項(xiàng)措施，中間計(jì)量時(shí)只有驗(yàn)收合格的單元（檢驗(yàn)批）工程才能計(jì)量支付，對于分項(xiàng)工程只有當(dāng)該分項(xiàng)工程所包含的單元（水利工程質(zhì)量評定項(xiàng)目劃分中無分項(xiàng)工程）或分項(xiàng)（按其他行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)評的項(xiàng)目）工程驗(yàn)收合格時(shí)才能計(jì)量。

因表5尺寸特征中各列的名稱為廣義名稱，在使用該表時(shí)應(yīng)根據(jù)計(jì)算實(shí)體的幾何特征，調(diào)整名稱或表格結(jié)構(gòu)，如上述鋼筋計(jì)量表其結(jié)構(gòu)完全不同，使計(jì)量文件更直觀。

4 結(jié)語

Excel和AutoCAD是工程技術(shù)人員必會的計(jì)算機(jī)應(yīng)用模塊，現(xiàn)代工程施工圖紙幾乎全部使用AutoCAD制圖，這已為采用Excel和AutoCAD計(jì)量省出了大量制圖的基礎(chǔ)工作，Excel和AutoCAD計(jì)量圖表反應(yīng)的是數(shù)據(jù)特征，審核極為直觀，采用AutoCAD圖形和電子表格自動(dòng)計(jì)算，其計(jì)算精度高、計(jì)算結(jié)果唯一，計(jì)量分歧易得到解決，采用計(jì)量圖作工程竣工圖，可保證計(jì)量文件與工程實(shí)體的一致性。筆者根據(jù)這些年來的使用經(jīng)驗(yàn)推薦出了表5的計(jì)量通用格式。