施工测量基本工作

施工测量的基本工作

第一节施工测量概述

各种工程在施工阶段所进行的测量工作称为施工测量。包括：施工前施工控制网的建立;施工期间将图纸上所有设计的建（构）筑物的平面位置和高程测设到相应的地面上；工程竣工后测绘各建（构)筑物的实际位置和高程；以及在施工和管理期间对建（构)筑物进行变形和沉降观测等。

一、施工测量的特点

施工测量与地形测量相反,它是将图纸上的建筑物、构筑物按其设计位置和高程,测设到地面上,作为施工的依据。因此，测量员应熟悉图纸，对放样数据要反复校核,对所用的仪器、工具应进行检验校正,放样之后,还要对建筑物自身尺寸进行检查，以确保建（构)筑物关系位置正确。

施工测量与施工进度及工程质量关系密切，因此，测量员应了解施工方案，掌握施工进度，使测量工作能满足施工进展要求。

由于机械化施工和施工现场建筑材料的堆放，人来车往，土方填挖量大以及交叉作业等原因，使得地面变化和震动大,各种测量标志易遭破坏,因此,必须将测量标志埋设牢固，妥善保护,经常检查，及时恢复。

施工现场工种繁多，干扰较大,测设方法和计算方法应力求简捷，以保证各项工作衔接。同时要注意仪器安全和人身安全。

二、施工测量的原则

施工测量与地形测量一样，也必须遵循“从整体到局部,先控制后细部”的原则。因此，在施工之前,应在施工场地上，建立统一的施工平面控制网和高程控制网,作为施工放样各种建筑物和构筑物位置的依据。这一原则能使分布较广的建筑物、构筑物保持同等精度进行测设，以保证各建筑物、构筑物之间的关系位置正确。有关施工控制测量的内容将在后面章节中作详细介绍。施工测量的另一原则也是“步步有校核”,以防止差、错、漏的发生。

三、施工测量的精度

为了保证建筑物、构筑物放样的正确性和准确性,施工测量必须达到一定的精度要求。

施工控制网的精度，由建筑物、构筑物的定位精度和控制网的范围大小等决定。当点位精度标较高和施工场地较大时,施工控制网应具有较高的精度。具体要求可参照不同工程的有关规范。

总之，测量应根据具体的测设对象，制定切实可行且必须满足工程要求的精度标准，保证工程的施工质量。如果制定的标准偏低,将影响施工质量，这是不

容许的；如果太高，则会造成不必要的人力、物力浪费。概括起来讲，对于精度问题,因具体工程而异，既要满足工程标,又要经济合理。

第二节测设的基本工作

测设就是根据已有的控制点或地物点，按工程设计要求，将建(构）筑物的特征点在实地上标定出来,因此,首先要确定特征点与控制点或原有建筑物之间的角度、距离和高程关系,这些关系称为测设数据,然后利用测量仪器,根据测量数据将特征点测设于地面。测设的基本工作包括水平距离、水平角和高程的测设。

一、水平距离的测设

水平距离的测设是根据给定的起点和方向，按设计要求的长度,标定出线段的终点位置。

（一)钢尺测设

1、一般方法

测设给定的水平距离，当精度要求不高时,可用钢尺从已知起点开始，根据所给定的水平距离,沿已知方向定出水平距离的另一端点，为了校核，将钢尺移动10~20ｃm，同法再测设一点 ,若两次点位之差在限差之内，则取两次端点平均位置作为最后的位置，如图9-1所示。

2、精确方法

精确地测设水平距离，必须考虑尺长改正、温度改正和倾斜改正。根据给定的水平距离计算出在地面上应测量的距离D′

（9-1）

然后根据计算结果,进行测设。举例如下：

已知待测设的水平距离 =26.０0０m,在测设前进行概量定出端点，并测量两点之间的高差＝0.800ｍ,设所使用的钢尺尺长方程式＝30+０.0０5＋

0.000012×30(－20℃)m,测设时的湿度=25℃,求的长度。

按第四章中的方法求出三项改正数。

（1）尺长改正

(2)湿度改正

=0.０000１2×（25-２0）×26.０00=0.０0１6m

（3)倾斜改正

最后结果

=２６－(0.0043+0.０016－0.0123)=26.0０64m

故测设时应在已知方向上量出2６.００6４m定出端点，要求测设两次求其平均位置并进行校核。

(二)光电测距仪测设

由于光电测距仪的普及,目前水平距离测设,尤其是长距离的测设多采用光电测距仪。

１、趋近法

如图9-2所示，安置光电测距仪于点,用视距法测设已知水平距离Ｄ,定一点。用光电测距仪测出的水平距离,算出与之差值：

＝ -

当为正时，说明小于 ,再用钢尺从点沿方向,向前量得点。若为负，测沿方向量。

将反光镜移到点，再测实长，如果与之差在限差之内，则为最后的测设结果;如果与之差超过限差,则按上述方法再次测设，直到小于规定限差时为止，从而是定出点。

2、跟踪法

当距离较长时，宜用自动跟踪的光电测距仪进行测设,如图9-２所示,安置仪器于点测出气象参数:湿度和气压，输入到仪中，观测时将由仪器自动改正。

将反光镜安置于点附近,开动光电测距仪自动跟踪开关,进行跟踪测量，并根据所显示的斜距移动反光镜,当斜距稍大于已知距离时,停止跟踪，测出竖直角,计算斜距 ,再按自动跟踪键,并在直线上移动反光镜，这时测距仪上会不断显示距离变化的数字，直至显示Ｄ′长度时,反光镜停止移动,再测竖直角 , 与，便将镜站中心投到地面上点处,得到水平距离另一端点。

二、水平角的测设

水平角测设是根据一个已知方向及所给定的角值在地面上标定出该角的另一个方向。

(一）一般方法

如图9-3所示，为已知方向,欲在点测设角，定出该角的另一边 ,可按下列步骤进行操作。

(1）安置经纬仪于点，盘左瞄准点，同时配水平度盘读数为：。

(2)顺时针旋转照准部,使水平度盘增加时，在视线方向定出一点。

(3）纵转望远镜成盘右,瞄准点,读取水平度盘读数。

（4)顺时针旋转照准部，使水平度盘读数增加时,在视线方向定出一点。若和重合，则所测设之角已为。若和不重合，取和的中点C,得到方向,则就是所测设的角。因为点是和的中点,故此方法亦称盘左、盘右取中方法。

(二）精确方法

当水平角测设精度要求较高时，可采用垂线支距法进行改正。如图９－4所示，在点安置经纬仪，先用盘左盘右取中方法测设角，在地面上定出点,再用测回法多个测回测出得。设和的长度,计算垂线支距。

（9-2）

式中

过点作的垂线，从点沿垂线方向外侧（＜0＝或向外侧（＞０）量支距定出点,则就是所测设的角。为了检核,再用测回法测出，其值与角之差应小于限差。

【例】已知地面上、两点，要测设直角。

作法:在点安置经纬仪,利用盘左盘右取中方法测设直角，得中点C，量得＝５０m,用测回法测了三个测回,测得=89°59′３０″

＝89°５9′３０″－9０°０0′00″＝30″

过点作的垂线向外侧量（＜０＝=０.00７定得点,则即为直角。

三、高程测设

高程测设是根据邻近水准同程,在现场标定出某设计高程的位置。

如图9-５所示,设某建筑物室内地坪（±0)的设计高程为 =3１．495ｍ,附近一水准点的高程为 =３１.３45m，现要将室内地坪的设计高程测设在木桩上,其测设步骤如下：

(1）安置水准仪于水准点和木桩之间,读取水准点上水准尺读数 =１.０50m。

（2)计算水准仪的视线高程及木桩点水准尺上的应读读数 :

＝ + =31．３45＋1.05０=32．３９５m

＝－ =32．3９5-31.49５＝0.９０0m

(3）将水准点靠在木桩的一侧上下移动，当水准仪水平视线读数恰好为＝0.90０m时，在木桩侧面沿水准尺底边画一横线，此线就是室内地坪设计高程(31.４9５m)的位置。

当需要向低处或高处传递高程时,由于水准尺长度有限,可借助钢尺进行高程的上、下传递。现以从高处向低处传递高程为例说明操作步骤。

如图9-6所示，已知高处水准点的高程，需求低处水准点的高程。施测时，用检定过的钢尺,挂一个与要求拉力相等的重锤，悬挂在支架上,零点一端向下，分别在高处和低处设站，读取图中所示水准尺读数、和、,由此，可求得低处点高程:

（9－3)

从低处向高处传递高程方法与此类似。在图9-６中，若已知点高程 ,求

点高程，

则

（9-4）

为了检核,应改变钢尺位置再观测一次，两次高程之差应满足限差要求。

第三节坡度线测设

在道路和管道工程中，经常会遇到坡度线的测设工作。测设给定坡度线是根据现场附近水准点的高程、设计坡度和坡度端点的设计高程等，用高程测设方法将坡度线上各点的设计高程在地面上标定出来。测设的方法通常采用水平视线法和倾斜视线法。

一、水平视线法

如图９－7所示，、为设计坡度线的两端点，点的设计高程 =32．０00m, 、两点的距离为７5m。附近有一水准点 ,其高程＝3２．123ｍ。欲从到测设坡度的坡度线，其测设步骤如下：

(1)沿方向,根据施工需要，按一定的间距在地面上标定出中间点1、2、3的位置。图中、、均为２0m, 为１5m。

（2)按下式计算各桩点的设计高程

（9-5）

则第1点的设计高程

＝＋=32.000+（-1%×20)＝31.80０m

第2点的设计高程

＝ + ＝31.80０+（－1%×２0)=3１.60０ｍ

第3点的设计高程

＝ + ＝31.600+(-１%×２0)=3１.4００m

B点的设计高程

＝ + =３1.４00+(-1%×１5)=３1．2５0ｍ

检核: = + =32．０００+(－1％×75)=3１.２50m

（3)如图9-7所示，安置水准仪于水准点R附近，读取后视数ａ=１.３12m,则水准仪的视线高程为

= ＝３2.123+1．312=33.４35m

（4）按测设高程的方法,算出各桩点水准尺的应读数：

=３3.435－32.０00=１.43５m

=３3.435-3１.８00=1．６35m

=３３．435－31.60０＝1.８35m

=33.43５-31.400=2.035m

=3３.４35-31.2５0=２．185m

(５)根据各点的应有读数指挥打桩,当水平视线在各桩顶水准尺读数都等于各自的应有读数时,则桩顶连线为设计坡度线。若木桩无法往下打时,可将水准尺靠在木桩的侧，上下移动，当水准尺的读数恰好为应有读数时,在木桩侧面沿水准尺底画一横线,此线即在坡度线上，图9-7中的3点。若桩顶高度不够,可立尺于桩顶，读取桩顶实读数,则

=填挖尺数 (９－6）

当填挖尺数为“+”时，表示向下挖深，填挖尺数为“－”时表示向上填高。图9-7中的１点, 与之差即为桩顶填土高度。

二、倾斜视线法

倾斜视线法是根据视线与设计坡度线平行时,其两线之间的铅垂距离处处相等的原则，以确定设计坡度上各点高程位置。这种方法适用于坡度较大，且地面自然坡度与设计坡度较一致的地段。其测设步骤如下:

（1)按高程测设方法将坡度线的端点的设计高程标定在地面的木桩上。其A 点的高程可在设计图上查到, 点的高程按下式计算

式中——设计坡度。

(2）图９－８所示，将经纬仪安置于点,并量取仪器高 ,瞄准点的水准尺，使该数为仪器高，此时仪器的倾斜视线平行于设计坡度线。

(3）沿方向,根据施工需要,按一定的间距在地面上标定中间点1、2、3的位置。

（4)在各中间点上立水准尺，并由观测者指挥打桩，当桩顶读数均为时，各桩顶的连线即为设计坡度线。

当坡度不大时，倾斜视线法可用水准仪进行。安置水准仪于点，并使水准仪的一个脚螺旋在方向线上,另两个脚螺旋垂直于方向,量取仪器。瞒准点水准尺,旋转方向的脚螺旋和微倾螺旋,使点水准尺上的读数为仪器高 ,此时视线与设计坡度线平行。然后指挥打桩,当各桩顶的读数均为时,则各桩顶的连线就是设计坡度线。

第四节点的平面位置测设

测设点的平面位置的基本方法有直角坐标法、极坐标法、角度交会法和距离交会法等。可根据施工控制网的布设形式、控制点的分布、地形情况、放样精度要求以及施工现场条件等,选用适当的测设方法。

一、直角坐标法

当建筑物附近已有互相垂直的主轴线或方格网时,可采用直角坐标原理确定一点的平面位置,这种方法称为直角坐标法。

如图9-9所示，设I、II、ＩII、IV为建筑场地的建筑方格网点，、、、为需测设的某厂房的四个角点，根据设计图上各点坐标,可求出建筑物的长度、宽度及测设数据。现以点为例，说明测设方法和步骤。

（1）根据点和点的坐标算出测设数据。

=5２0.00-500.００=２0.00（m)

=630.00-600.０0=３0.00(m）

（２)安置经纬仪于I点，对中、整平后,瞄准IＶ点,沿视线方向测设距离△ｙ=3０．00m，定出m点。

（3)安置经纬仪于m点,对中、整平后，瞄准IV点,逆时针方向测设9０。角,沿视线方向测设距离△x=2０．0０m，即得点在地面上的位置。同法可测设出、、各点的位置。

（４)根据设计图纸的数据，检查建筑物自身的尺寸和角度。

此法计算简单,测设方便,是常用方法之一。

二、极坐标法

极坐标法是根据一个角度和一段距离测设点的平面位置。如图9－１0所示,设、为地面上已有控制点，已知坐标分别为、和、,欲测设点,其设计坐标为、。测设前，先按下列坐标反算公式求出测设数据水平角角和水平距离。

式中αＡB——边的坐标方位角；

αＡP——边的坐标方位角。

测设时,在 A点安置经纬仪,对中、整平后，瞄准点，顺时针方向测设角，得方向线，再沿该方向测设长度,即得点的平面位置。

【例】如图9－10所示。已知

＝100.０0m，＝100.00ｍ, ＝８0.00m，＝1５０.0０m， =40.00ｍ, =１２０.00m。求测设数据和。

解：

三、角度交会法

角度交会法是在两个或多个控制点上安置经纬仪，通过测设两个或多个已知角度交会出待定点的平面位置。这种方法又称为方向交会法。在待定点离控制点较远或量距较困难的地区,常用此法。

如图9-1１( )所示，、、为控制点, 为待测设点，其坐标均为已知。欲将点测设于地面,首先计算测设数据、、 ,然后将经纬仪分别安置于、、点上，测设角度、、 ,定出三个方向,其交点位置就是点。由于测设有误差，往往三个方向不交于一点，而形成一个误差三角形,如图９-11（）所示。如果此三角形最长边不超过允许范围,则取三角形的重心作为点的最终位置。

四、距离交会法

距离交会法是根据测设的两段距离交会出点的平面位置。这种方法在场地平坦,量距方便,且控制点离测设点不超过一尺段长时,使用较多。

如图9-1２所示, 、为已知平面控制点, 为待测设点,其坐标均为已知。首先计算出测设距离和。测设时，用两把钢尺分别从、控制点量取、。其交点即为点的平面位置。