一、任务介绍

1.1基本情况

某填石防波堤施工过程中遭遇风暴潮，导致防波堤上部被风浪卷走，损失较大，需要实地测量损失方量，向业主索赔。防波堤顶标高4m，顶面宽度约20m，两边边坡为1：1.5，损失长度约600m。

风暴潮袭击前照片

风暴潮袭击后的照片

我们要计算的土方量部分如下图阴影区域：

土方损失部分示意图

1.2计算要求

应监理要求，计算要采用断面法，20m一个断面，每个断面要有损失面积计算，并配有损失横断面图。如果人工计算和用cad画图，工作量将非常大。根据要求，采用南方cass和civil3d都将能很好的很方便的完成计算，不过个人认为civil3d计算的思路更清晰一点，这次选用civil3d的原因更重要的是cass收费的，civil 3d~~也是收（p）费（j）的。

二、计算的基本方法

2.1Civil 3d计算土方的原理

C3D 利用现场测量的坐标和高程数据自动建立数字地形模型，在软件中被称为“曲面”，曲面是一块土地的三维几何表示，曲面可以有三角形或者栅格组成。在土方计算中，土方量就是曲面和曲面的叠加，计算出每一个高程点的高程之差，利用精确的几何计算模型计算出来。

曲面有三角网曲面和栅格曲面（如下图），三角网曲面应用较多。

三角网曲面计算土方时，通过从顶面和底面合并三角网创建组合曲面，根据组合曲面确定的棱柱来计算体积，如下图所示：

2.2计算的流程

其中建立设计曲面可以采用放坡工具或者道路设计（C3D最主要的功能就是道路设计）的方法来完成。

2.3准备工作

样板

C3D最强大的地方在于它有丰富的标签功能，并且具有非常强大的标签自定义功能，但是强大也造成了复杂，所以出现了很多符合一定要求的模板文件，里面集成了满足个性化需求的各种定制标签和图形、表格样式。

安装完C3D后建议安装一下中国本地化包，里面有符合中国习惯的模板，如何模板都不适合你，可以自定义（太复杂了，计算个土方没必要，自定义是设计院的事）。

中国本地化包安装后样板文件的保存目录如下：

C:Users工程部AppDataLocalAutodeskC3D 2015chsTemplate

中国本地化包安装完成后，样板文件就多了几个，如上图箭头所示有。

图纸空间

C3D能够利用模板文件里面的布局（图纸空间）设置自动生成图纸，到时候直接打印就行了，但是，这些样板文件里面并没有带好的图框，真是美中不足，我们要画横断面图，不带图框比较难看。所以弄个收藏的图框放到样板的布局里吧，反正和CAD的操作是一样的，不难。

找到上图地址里面这个_AutoCAD Civil 3D 2015 China Standard Style.dwt文件，双击打开它，新建一个布局。

在布局里面放一个自己的图框，我在这里简单的画一个，这个和CAD的操作完全一样，相信大家都会。

选中布局中的视口，右键，选特性，找到视口特性里面，将标准比例和注释比例设置为出图比例，视口类型选为横断面，如图所示：

确定出图比例的时候，可以简单的计算一下，比如本案例中，一个断面的宽度大约是32m，每20m一个断面，600m长就有30个断面，项目部只有A4打印机，可以一张A4纸打印两行两列四个断面，那么断面图的比例大约是320000/（297/2-60）≈360（其中297是A4纸的宽度，297/2是因为一张打印两列，减60是因为纸张有大约60空白），那么这个视口的比例就近似取为1：350。

视口的比例很重要，这个和CAD是一样的，他决定了模型空间的打印到图纸空间的比例的正确性。这里面有个疑问，模型空间导入数据后，都是以m为一个单位，而布局空间1mm=1个单位，那么按照这个计算比例应该不对，但是C3D也知道，所以这么计算还是对的，哈哈。

对布局进行页面设置如下图：

三、计算过程

3.1导入数据

外业采集数据导出为dat或者txt格式的文件都行，这一点比cass要人性一点。如下图的格式就行，当然还有其他格式也可以。

新建一个点编组。

新建点编组

导入点。右键点，“创建”，点创建工具条的最右边的 “＋”，选择对应的数据格式，添加至刚创建的点编组。

导入点（选ENZ逗号分隔）

画出轴线和必要的辅助线

这个创建路线和建立设计曲面的时候能用到。如下图，中间一根线为轴线，两侧的为顶标高的宽度线。

3.2建立实测曲面

在曲面上右击，“创建曲面”：

为创建的曲面添加数据，在定义里面右击“点编组”，用添加点编组的方法添加数据

添加完成后，修改曲面样式为自己觉得好看的，这不是必须的，如下图所示：

3.3设计曲面的建立

这里采用设计一条道路，在道路里面添加道路曲面的方法来建立。

3.3.1创建路线

点击“路线”，“从对象创建路线”，然后选择已准备好的轴线。

弹出的对话框里修改一下起始桩号，其他的可以保持默认，如何是真正的设计道路，这里就要好好的选择一番了，这里不用。创建路线后，路线变红，然后出现一些路线的标签如下图所示。

3.3.2创建曲线纵断面

点“纵断面”，“创建曲面纵断面”。

弹出的对话框中，添加要采样的曲面。这里只有一个损失后的曲面。

添加完后点“在纵断面图中绘制”。弹出的对话框如下图，保持默认。

点“创建纵断面图”，点选纵断面图位置，纵断面图就创建好了，如下图：

3.3.3创建设计纵断面

点“纵断面”，“创建纵断面工具”。

弹出的对话框保持默认。如下图：

点“确定”后弹出对话框，选择“绘制切线”，因为我们的防波堤是纯平坡。

从纵断面图中绘制一条标高为4.0m的直线，因为防波堤顶标高是4m。

3.4创建装配

装配就是横断面的组成，这一点比cass好理解，功能强大，但是太复杂了，我都不想用这个软件了。

点“装配”，选择“创建装配”，弹出的对话框保持默认。

用工具空间的“连接宽度和坡度”、“指向高程的连接”创建装配。

创建装配这一块十份的复杂，光工具空间的已有的部件就有很多，用的地方也不一样，毕竟设计道路的时候，横断面本身就多变。装配的每个部件（包括其他的构件如标签）都可以单独命名和分组命名，自定义空间十分的大。这里就不说了。

创建好的装配如下图所示，中间的是轴线，轴线左边平坡是11.15m，右边是9.09m，两边是1：1.5的坡（指向标高，这里设定标高为0）。

3.5创建道路

点“道路”，弹出右边的对话框，装配选择刚创建的，其他的保持默认，因为其他的都只有一个，都自动选择好了。

点击“确定”后弹出的对话框如下图，不需要修改，再点“确定”道路就创建好了。

在图纸上点选创建好的道路，右键。选择“道路特性”，如下图：

弹出的对话框，在曲面选项卡下，先点下图左边箭头所指的按钮，创建曲面，在点右边的箭头所指的加号，添加“top”连接，因为样板文件里，装配的每个部件都叫top，意思就是创建一个用装配延路线扫略的曲面。

道路曲面添加完成后如下图所示;

3.6创建采样

点击“采样线”，图中点选创建的路线。

弹出的创建工具条选择“按桩号范围”

弹出的对话框，勾选要采样的曲面，这里只需勾选道路曲面和损失曲面,如下图。

点“确定”后弹出的对话框如下图，这里设置采样线的左右宽度和桩号范围，如下图设置。

采样线创建完成后如下图：

3.7计算材质

这一步是最重要的土方量计算，不过也最简单。点菜单栏里面的“分析”，然后点“计算材质”。

弹出对话框，把“自然地面”设置为道路曲面，把“设计地面”设置为损失曲面，这样设置是为了用挖方表示损失量。再点“确定”就计算完了，没什么显示。

3.8创建横断面

点“横断面图”，选择“创建多个视图”。

接下弹出的对话框要好好的设置一番了。首先“常规”里面，把横断面图样式设置一下，选为“标准”吧，其他的也行。然后点“标准”右面的方块，进行断面图设置。

弹出的对话框里，按照实际要求设置一下，主要是为了断面图好看，这里主要设置一下“水平轴”、 “竖直轴”的主记和次记间隔。

横断面图定位就要用到之前创建的图纸空间了。点击下图红色箭头所示按钮，选择图纸空间所在的样板，然后再弹出的对话框如下右图，选择创建的图纸空间。

编组打印样式选择全部打印，点击下图箭头所示按钮。弹出的对话框进行图纸，弹出的对话框可以进行图纸布列设置，如行间距和列间距。

在横断面显示选项里面勾选要显示的曲面内容，这里路线不需要显示，把它勾掉（如下右图），选择要显示的内容的标签，这里我都选“水渠横断面”，因为要自定义太复杂了，样板里面带的还行。

横断面图表格的设置，每个横断面图下面可以添加一个表格，如下图，点“添加”，就会添加每个横断面的体积表，体积表的样式可以设置一下。

最后点击“创建横断面图”，在图纸上点选创建位置就可以创建所有的横断面图了，如下图所示：

每个横断面图配的体积表如下图所示：

3.9输出

输出横断面图

点击一个横断面图，就会弹出下图菜单，然后点“创建横断面图纸”。

弹出的对话框保持默认，点创建图纸。

创建好的图纸如下图所示：

3.10输出表格

点“分析”选项卡下面的“总体积表”，如下图：

弹出对话框，保持默认，直接点“确定”，如下图：

点选体积表生成的位置，然后生成体积表，如下图：