水準測量（建筑工程測量）

第一節(jié)水準測量原理

水準儀的作用:提供一條水平視線。

原理：利用水平視線，借助水準尺直接測量各點間高差，然后根據(jù)已知高程推算待求高程。

一、水準測量原理水準測量高差=后視讀數(shù)-前視讀數(shù)ABABABhHHbah+=-=高差必須帶“+、

-”號；《建筑工程測量》

（1）高差法如果水準測量是由A到B進行的，如圖中的箭頭所示，則A點尺上的讀數(shù)稱為后視讀數(shù)，記為a；B點為待定高程點，B點尺上的讀數(shù)稱為前視讀數(shù)，記為b；二、計算未知點高程《建筑工程測量》兩點間的高差等于后視讀數(shù)減去前視讀數(shù)，即hAB＝a－b。若a大于b，則高差為正，B點高于A點；反之高差為負，則B點低于A點。因為水準儀提供的水平視線可認為與大地水準面平行，由圖可知：HB＝HA＋hAB=HA＋（a－b）----高差法《建筑工程測量學》《建筑工程測量學》（2）視線高法如圖所示，B點高程也可以通過儀器視線高程Hi，求得。視線高：Hi＝HA＋a待定點高程：HB＝Hi－b由上式通過視線高推算待定點高程的方法稱為視線高法?！督ㄖこ虦y量學》注：高差法和視線高法的測量原理是相同的，區(qū)別在于計算高程時上次序的不同。在安置一次儀器需求出幾個點的高程時，視線高法比高差法方便，因而視線高法在建筑施工中被廣泛采用?！督ㄖこ虦y量學》例1：圖中已知A點高程HA=452.623m，后視讀數(shù)a=1.571m，前視讀數(shù)b=0.685m，求B點高程。解：B點對于A點高差：hAB=1.571－0.685=0.886mB點高程為：HB＝452.623＋0.886＝453.509m《建筑工程測量學》解：B點對于A點高差：

hAB＝a－b＝1.217－2.426＝－1.209mB點高程為：

HB=HA＋hAB＝0＋（－1.209）＝－1.209m例2：圖2.2中，已知A點樁頂標高為±0.00，后視A點讀數(shù)a＝1.217m，前視B點讀數(shù)b＝2.426m，求B點標高。

《建筑工程測量學》例3：圖2.3中已知A點高程HA=117.689m，要測出相鄰1、2、3點的高程。先測得A點后視讀數(shù)a=1.563m，接著在各待定點上立尺，分別測得讀數(shù)b1=0.953m，b2=1.152，b3=1.328m。《建筑工程測量學》解：先計算出視線高程Hi=HA+a=117.689＋1.563＝119.252m各待定點高程分別為：H1＝Hi－b1＝119.252－0.953＝118.299mH2＝Hi－b2＝119.252－1.152＝118.100mH3＝Hi－b3＝119.252－1.328＝117.924m《建筑工程測量學》二、連續(xù)水準測量的原理《建筑工程測量學》第二節(jié)水準儀和水準測量工具水準儀是進行水準測量的主要儀器，它可以提供水準測量所必需的水平視線。系列標準分為DS05、DS1、DS3、DS10四個等級。從水準儀獲得水平視線的方式來看，又可分為微傾式水準儀和自動安平水準儀。

水準測量《建筑工程測量》《建筑工程測量》DS3微傾式水準儀自動安平水準儀《建筑工程測量學》DS3意義D:大地測量S:水準儀3:每公里往、返測得高差中數(shù)的中誤差值3mm《建筑工程測量學》

DS3微傾式水準儀

通過調(diào)整水準儀的微傾螺旋使望遠鏡和管水準器作俯仰微量的傾斜，從而使管水準器氣泡居中來獲得水平視線。由三個主要部分組成：望遠鏡——提供水平視線，并可讀出水準尺上的讀數(shù)。水準器——用于指示儀器或視線是否處于水平位置?；糜谥闷絻x器、支撐儀器并使儀器上部在水平方向轉(zhuǎn)動。

一、水準儀的構(gòu)造《建筑工程測量》《建筑工程測量學》（1）望遠鏡《建筑工程測量》上絲下絲豎絲橫絲望遠鏡的十字絲（2）水準器《建筑工程測量》1）圓水準器①功能：用于儀器的粗略整平；②水準器的零點:圓形分劃圈的中心③分劃值：

8’/2mm——10’/2mm

2）水準管

①作用；精確整平

②水準管零點:2ｍｍ分劃線的對稱中心

③分劃值：20”/2mm《建筑工程測量》《建筑工程測量》（3）基座

軸座、腳螺旋、底板、三角壓板?！督ㄖこ虦y量》《建筑工程測量》二、水準尺和尺墊《建筑工程測量》雙面水準尺：用于:三四等水準測量；紅黑面0-4687；0-4787；作用為檢查讀數(shù)是否正確；塔尺:2m、5ｍ；尺墊：作用：用以保持尺底高度不變?！督ㄖこ虦y量》（1）安置儀器（2）粗略整平：腳螺旋方向與左手大拇指方向相同（3）瞄準水準尺：①對光；②照準；③調(diào)焦；④視差第三節(jié)水準儀的使用《建筑工程測量》（4）精確精平：使符合水準氣泡吻合（5）讀數(shù)：①讀數(shù)由小數(shù)向大數(shù)讀；②四位數(shù)齊全；③讀后檢查氣泡?！督ㄖこ虦y量》

操作程序與方法

安置—粗平—瞄準—精平—讀數(shù)安置時考慮前、后視等距；粗平時掌握“左手大拇指法”；瞄準時包括消除視差；在精平狀態(tài)下(符合氣泡符合時)讀數(shù)；讀數(shù)估讀至毫米。

《建筑工程測量》符合氣泡符合，水準管軸與視線水平。水準儀讀數(shù)：讀取中絲在水準尺上的讀數(shù)。應(yīng)讀至毫米，其中，米、分米、厘米是準確讀數(shù)，毫米是估讀數(shù)。《建筑工程測量》水準儀讀數(shù)實例6.2521.477

bc視差：當眼睛在目鏡上下微動時，若發(fā)現(xiàn)十字絲的橫絲在水準尺上的位置隨之變動，這種現(xiàn)象稱為視差。《建筑工程測量》視差產(chǎn)生的原因：水準尺成像的平面和十字絲平面不重合。視差消除的方法：重新仔細地進行物鏡調(diào)焦，直到眼睛上下移動時讀數(shù)不變?yōu)橹?。目鏡調(diào)焦，使十字絲最清晰；物鏡調(diào)焦，使目標像最清晰，且無視差。

一、水準點分為永久點和臨時點

（1）永久性水準點永久性水準點一般用混凝土制成，頂面嵌入不銹鋼或不易銹蝕材料制成的半球狀標志，標志的頂點代表水準點的點位。頂點高程，即為水準點高程。第四節(jié)水準測量的施測方法《建筑工程測量》（2）臨時性水準點普通水準測量也可埋設(shè)臨時性水準點。臨時水準點可利用地面突出的堅硬穩(wěn)固的巖石用紅漆標記；也可用木樁打入地下，樁頂釘一半球形鐵釘?！督ㄖこ虦y量》水準測量所經(jīng)過的路線，稱為水準路線。為了避免觀測、記錄和計算中發(fā)生認為粗差，并保證測量成果能達到一定的精度要求，必須按某種形式布設(shè)水準路線。選擇水準路線時，應(yīng)考慮已知水準點、待定點的分布和實際地形情況，既要能包含所有待定點，又要能進行成果檢核。二、水準路線形式《建筑工程測量》《建筑工程測量》圖形：水準路線布設(shè)形式支水準路線BM

1

2

1BM

2

3

4閉合水準路線附合水準路線BM1BM2

1

2

3

1

2

3

(1)閉合水準路線

從已知水準點A出發(fā)，沿高程待定點1，2，…等進行水準測量，最后再回到原已知水準點A，這種形式的路線，稱為閉合水準路線。閉合水準路線高差代數(shù)和的理論值應(yīng)等于零?！督ㄖこ虦y量》

1BM.A

2

3

4

（2）附合合水準路線

從已知水準點A出發(fā)，沿高程待定點1，2，…等進行水準測量，最后附和到另一已知水準點B，這種形式的路線，稱為附合水準路線。附合水準路線高差代數(shù)和的理論值等于起點A至終點B的已知高差：《建筑工程測量》BMABMB

1

2

3(3)支水準路線

從已知水準點A出發(fā)，沿高程待定點1，2，…等進行水準測量，既不閉合，也不附合到已知水準點的路線，稱為支水準路線。

支水準路線缺乏檢核條件。一般要求進行往返觀測，或者限制路線長度或點數(shù)。往返觀測時，往測高差與返測高差之和的理論值等于零。BM.A

1

2《建筑工程測量》《建筑工程測量》三、測站檢核線路水準測量中，若任一測站上的后視讀數(shù)或者前視讀數(shù)不正確，或者觀測質(zhì)量太差，都將影響高程的正確性和精度。因此，在精度要求較高的水準測量中，應(yīng)在每一測站上進行測站檢核，一旦發(fā)現(xiàn)錯誤或不滿足精度要求，必須及時重測。測站檢核主要采用變動儀器高度法和雙面尺法。《建筑工程測量》（1）兩次儀器高法改變水準儀的儀器高，兩次測得高差之差小于6mm為合格，并取其平均值。(改變儀器高度應(yīng)在10cm以上)計算的檢核：

《建筑工程測量學》（2）雙面尺法利用雙面尺由黑面和紅面讀出高差，扣除常數(shù)，兩次測得高差之差小于5mm為合格，并取其平均值。《建筑工程測量學》《建筑工程測量學》雙面水準尺兩根尺的黑面底部均為零；而紅面底部，一根尺為4.687m，另一根為4.787m。雙面尺黑紅面尺底讀數(shù)圖《建筑工程測量學》《建筑工程測量學》四、普通水準測量外業(yè)實施測站：安置一次儀器為一個測站轉(zhuǎn)點：增設(shè)的起傳遞高程作用的臨時立尺點。測段：從一個水準點到另一個待定的水準點為一個測段。《建筑工程測量學》《建筑工程測量學》測站測點水準尺讀數(shù)高差（m）高程（m）備注后視（a）前視（b）＋－

計算檢核

BMATP12.036

1.1180.918ⅡTP1TP20.869

1.1870.318ⅢTP2TP31.495

1.0780.417ⅣTP3B1.256

1.8310.575∑5.656－5.214＋0.442∑5.214∑1.335－0.893＋0.442∑－0.893+0.44227.79627.354

28.27227.95428.371Ⅰ27.796－27.354記錄計算表水準測量內(nèi)業(yè)計算的目的，是根據(jù)水準路線上已知水準點高程和各段觀測高差，求出待定水準點高程。在計算時，要首先檢查外業(yè)觀測手簿，計算各段路線兩點間高差。經(jīng)檢核無誤后，檢核整條水準路線的觀測誤差是否達到精度要求，若沒有達到要求，要進行重測；若達到要求，可把觀測誤差按一定原則調(diào)整后，再求取待定水準點的高程。

《建筑工程測量學》第五節(jié)水準測量的內(nèi)業(yè)計算建筑工程中對水準測量的精度要求，一般規(guī)定為：《建筑工程測量學》式中fh容為高差閉合差的容許值；

L為水準路線長度，以km為單位；

n為水準路線測站數(shù)。當?shù)匦纹鸱^大，每1km水準路線超過15個測站時按山地計算容許閉合差?！督ㄖこ虦y量學》

1A

2

3HA=37.141hA1=-1.999mh12=-1.424mh3A=1.825mh23=1.825mSA1=1.10KMS12=0.75KMS23=1.20KMS3A=0.95KM將下圖所測的數(shù)據(jù)整理到表中《建筑工程測量學》表

閉合水準路線成果計算點號L(km)h(m)V(m)h+V(m)H(m)A

--------

--------37.141123A----

輔助計算1.100.751.200.95-1.999-1.424+1.825+1.638成果計算具體內(nèi)容包括一下幾個方面：計算高差閉合差；當高差閉合差滿足限差要求時，調(diào)整閉合差；求改正后高差；計算待定點高程。

《建筑工程測量學》一、計算高差閉合差

一條水準路線的實際觀測高差與已知理論高差的差值稱為高差閉合差，用fh

表示,即:《建筑工程測量學》

故對于閉合水準路線，有：對于附合水準路線，有：對于支水準路線，有：閉合差的大小反映了測量成果的精度。在各種不同性質(zhì)的水準測量中，都規(guī)定了高程閉合差的限值即容許高程閉合差，用fh表示。一般水準測量的容許高程閉合差為：《建筑工程測量學》《建筑工程測量學》表

閉合水準路線成果計算點號L(km)h(m)V(m)h+V(m)H(m)A----

----

--------37.1411.10-1.99910.75-1.42421.20+1.82530.95+1.638A4.00.04----

輔助計算閉合差分配的目的，是將各段觀測高差加上一個改正數(shù)，使得改正后高差總和與理論值相等。將閉合差反號后，按與距離（或測站數(shù)）成比例分配原則，計算各段高差的改正數(shù)，然后進行相應(yīng)的改正。各段改正數(shù)vi算式為:

或《建筑工程測量學》二、分配高差閉合差《建筑工程測量學》表

閉合水準路線成果計算點號L(km)h(m)V(m)h+V(m)H(m)A----

----

----

----

37.1411.10-1.99910.75-1.42421.20+1.82530.95+1.638A4.00.040----

輔助計算-0.011-0.008-0.012-0.009-0.040