土木工程測量第十章-施工測量的基本方法

10施工測量的基本方法10.1

概述施工測量的任務(wù)是將圖紙上設(shè)計(jì)的建筑物、構(gòu)筑物和線路等的平面位置x、y及高程H按設(shè)計(jì)要求以一定的精度在實(shí)地標(biāo)定出來,這項(xiàng)工作稱為放樣，亦稱測設(shè)。為了減少誤差積累,保證放樣精度,施工測量必須遵循“由整體到局部,先控制后細(xì)部”的原則,即先在施工現(xiàn)場建立統(tǒng)一的施工控制網(wǎng),然后以此為基礎(chǔ)放樣建筑物的細(xì)部位置。10.1.1施工測量的目的和內(nèi)容按照設(shè)計(jì)和施工的要求將設(shè)計(jì)的建筑物、構(gòu)筑物的平面位置在地面上標(biāo)定出來，作為施工的依據(jù)，并在施工過程中進(jìn)行一系列的測量工作，以銜接和指導(dǎo)各工序之間的施工。施工測量的主要內(nèi)容有：①建立施工控制網(wǎng)②建筑物、構(gòu)筑物的詳細(xì)放樣。③檢查、驗(yàn)收。④變形觀測。10.1.2

施工測量的特點(diǎn)施工測量與一般測圖工作相比具有如下特點(diǎn)：①目的不同——將圖上設(shè)計(jì)的建筑物放樣到實(shí)地。②精度要求不同——高層＞低層，鋼結(jié)構(gòu)＞鋼混結(jié)構(gòu)，

裝配式＞非裝配式，細(xì)部放樣＞整體放樣。③施工測量工序與工程施工的工序密切相關(guān)。④受施工干擾——測量標(biāo)志易破壞。10.1.3

施工測量的精度取決于工程的性質(zhì)、規(guī)模、材料、施工方法等因素。由工程設(shè)計(jì)人員提出的建筑限差或按工程施工規(guī)范來確定。建筑限差一般是指工程竣工后的最低精度要求——容許誤差。設(shè)建筑限差為Δ，工程竣工后的中誤差M應(yīng)為Δ的一半，即

M＝Δ/2工程竣工后的中誤差M由測量中誤差和施工中誤差m施組成，而測量中誤差又由控制測量中誤差m控和細(xì)部放樣中誤差m放兩部分組成，則

M2=m控2+m放2+m施2不同工程控制點(diǎn)等級不同，放樣點(diǎn)離控制點(diǎn)的距離不同，施工方法及要求不同，以上各項(xiàng)之間沒有固定的比例關(guān)系。通常

M控<m放<m施

10.2

放樣的基本工作10.2.1

放樣已知水平距離⑴用鋼尺放樣已知水平距離①一般方法用鋼尺直接丈量，為檢核應(yīng)往返丈量，取平均。②精確方法當(dāng)放樣精度要求較高時(shí)，先按一般方法放樣；再對所放樣距離進(jìn)行精密改正，即進(jìn)行三項(xiàng)改正，三項(xiàng)改正數(shù)的符號與量距時(shí)相反。三項(xiàng)改正D設(shè)＝D–ΔDL-ΔDt-

ΔDh【例10-1】設(shè)欲放樣AB的水平距離D=29.910m，使用的鋼尺名義長度為30m，實(shí)際長度為29.995m。鋼尺檢定時(shí)的溫度為20℃，鋼尺膨脹系數(shù)為0.0000125，兩點(diǎn)的高差h=0.385m,實(shí)測時(shí)溫度為28.5℃。求放樣時(shí)在地面上應(yīng)量出的長度為多少？解尺長改正

溫度改正傾斜改正放樣長度⑵用全站儀放樣已知水平距離如圖，全站儀安置于A點(diǎn)，反光鏡沿已知方向AB移動，使儀器顯示的距離等于待測設(shè)距離D，定出B′點(diǎn)，再精確算出平距，并改正之。10.2.2

放樣已知水平角根據(jù)一已知方向，將設(shè)計(jì)角度另一方向測設(shè)到地面上。儀器——經(jīng)緯儀，全站儀。（1）

正倒鏡分中法（一般方法）（2）多測回修正法（精確方法）10.2.3

放樣已知高程根據(jù)已知水準(zhǔn)點(diǎn)，在地面上標(biāo)定出某設(shè)計(jì)高程的工作，稱為高程放樣。如圖,在某設(shè)計(jì)圖紙上已確定建筑物的室內(nèi)地坪高程為21.500m，附近有一水準(zhǔn)點(diǎn)HA,其高程為HA=20.950m?，F(xiàn)在要把該建筑物的室內(nèi)地坪高程放樣到木樁B上,作為施工時(shí)控制高程的依據(jù)。其方法如下：其方法如下：①安置水準(zhǔn)儀A、B之間，在A點(diǎn)豎立水準(zhǔn)尺，測得后視讀數(shù)

a=1.675m。②在B點(diǎn)處設(shè)置木樁，在B點(diǎn)地面上豎立水準(zhǔn)尺，測得前視讀數(shù)

b=1.332m。③視線高放樣點(diǎn)的高程位置與水準(zhǔn)尺0.207m處對齊，在木樁上畫一道紅線，此線位置就是室內(nèi)地坪的位置。

在深基坑內(nèi)或在較高的樓層面上放樣高程，可在坑底或樓層面上先設(shè)置臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)，然后將地面高程點(diǎn)傳遞到臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)上，再放樣所需高程。如圖，欲根據(jù)地面水準(zhǔn)點(diǎn)A放樣坑內(nèi)水準(zhǔn)點(diǎn)B的高程,可在坑邊架設(shè)吊桿,桿頂?shù)跻桓泓c(diǎn)向下的鋼尺,尺的下端掛上重錘,在地面和坑內(nèi)各安置一臺水準(zhǔn)儀。則B點(diǎn)的標(biāo)高為式中a1、b2和a2、b1為水準(zhǔn)尺上及鋼尺上的讀數(shù)。改變鋼尺懸掛位置，再次觀測，以便檢核。10.3

平面點(diǎn)位放樣點(diǎn)的平面位置放樣常用方法有直角坐標(biāo)法、極坐標(biāo)法、角度交會法、距離交會法和全站儀坐標(biāo)法。10.3.1

直角坐標(biāo)法當(dāng)在施工現(xiàn)場有互相垂直的主軸線時(shí)，可以用直角坐標(biāo)法放樣點(diǎn)的平面位置。如圖1、2、3點(diǎn)為兩條垂直的已建道路

中線上的三個(gè)點(diǎn)，待建矩形建筑物的軸

線AB、AD分別與兩道路中線2-1、2-3平行。

建筑物及其與道路中線的尺寸如圖所示（單位為m)?？捎弥苯亲鴺?biāo)法放樣A、B、C、D

四點(diǎn)。直角坐標(biāo)法只量距和直角，數(shù)據(jù)直觀，計(jì)算簡單，工作方便，應(yīng)用較廣泛。10.3.2

極坐標(biāo)法根據(jù)水平角和水平距離來放樣點(diǎn)的平面位置。當(dāng)已知點(diǎn)與放樣點(diǎn)之間的距離較近，且便于量距時(shí)，常用極坐標(biāo)法放樣點(diǎn)的平面位置。如圖，已知平面控制點(diǎn)A、B,A點(diǎn)坐標(biāo)為:xA=1000.00，yA=2000.00,坐標(biāo)方位角αAB=

305°48′32″

，P為放樣點(diǎn),其設(shè)計(jì)坐標(biāo)為用極坐標(biāo)法放樣，首先計(jì)算放樣數(shù)據(jù)DAP

和β。根據(jù)公式計(jì)算得到放樣時(shí)，把經(jīng)緯儀安置在A點(diǎn)，瞄準(zhǔn)

B點(diǎn)。水平度盤讀數(shù)置為0°00′00″,按順時(shí)針方向放樣β

(94°43′10″)即得到AP

方向,沿此方向放樣水平距離DAP(44.258m）得到P

點(diǎn)的平面位置。

10.3.3角度交會法當(dāng)放樣地區(qū)受地形限制或量距困難時(shí)，常采用角度交會法。如圖10-8所示，根據(jù)控制點(diǎn)A、B、C

和放樣點(diǎn)P的坐標(biāo)計(jì)算β1、β2、β3、β4角值。放樣時(shí)，將經(jīng)經(jīng)緯儀安置在控制點(diǎn)A上,后視點(diǎn)B,根據(jù)已知水平角β1,盤左盤右取平均值放樣出AP

方向線;在AP方向線上的P

點(diǎn)附近打兩個(gè)小木樁,樁頂釘小釘,如圖1、2兩點(diǎn)。同法,分別在B、C

兩點(diǎn)安置經(jīng)緯儀,放樣出3、4和5、6四個(gè)點(diǎn)，分別表示BP和CP的方向線。由于放樣誤差，將各方向的小釘用細(xì)線拉緊，在地面上拉出三條線，得示誤三角形三個(gè)交點(diǎn)由此就構(gòu)成了誤差三角形。當(dāng)這誤差三角形的邊長不超過4cm時(shí),可取誤差三角形的重心作為所求P點(diǎn)的位置。若誤差三角形的邊長超限則應(yīng)重新放樣。10.3.4

距離交會法當(dāng)建筑場地平坦，量距方便，且控制點(diǎn)離放樣點(diǎn)不超過一整尺段長度時(shí)，可用距離交會法。根據(jù)P點(diǎn)的設(shè)計(jì)坐標(biāo)和控制點(diǎn)

A、B、C的坐標(biāo)，計(jì)算放樣數(shù)據(jù)D1、D2、D3。放樣時(shí)，用鋼尺分別以控制點(diǎn)A

和B為圓心,以D1和D2為半徑，在地面上畫弧，交出P

點(diǎn)。檢核：用鋼尺分別以控制點(diǎn)B和A為圓心,以D2和D3為半徑，在地面上畫弧，交出P

點(diǎn)。取示誤三角形中點(diǎn)為P的位置。距離交會法的優(yōu)點(diǎn)是不需要儀器，但精度較低，在施工中放樣細(xì)部時(shí)常用此法。10.3.5

全站儀坐標(biāo)放樣法本質(zhì)是極坐標(biāo)法，適合于各類地形，且精度高，操作簡便，在生產(chǎn)中已被廣泛采用。放樣前，將全站儀置于放樣模式，向全站儀輸入測站點(diǎn)坐標(biāo)和后視點(diǎn)坐標(biāo)（或方位角），再輸入放樣點(diǎn)坐標(biāo)。準(zhǔn)備工作完成之后，用望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)棱鏡，按坐標(biāo)放樣功能鍵，則可立即顯示當(dāng)前棱鏡位置與放樣點(diǎn)位置的坐標(biāo)差。根據(jù)坐標(biāo)差值，移動棱鏡位置，直至坐標(biāo)差值為零，這時(shí)棱鏡所對應(yīng)的位置就是放樣點(diǎn)位置，在地面作出標(biāo)志。極坐標(biāo)法放樣是將起始方向置為零方向，全站儀坐標(biāo)放樣法是將起始方向的方位角作為全站儀的初值。如在圖10-7中，起始方向應(yīng)置為αAB

=

305°48′32″

。10.4

測量坐標(biāo)系與施工坐標(biāo)系的換算平面點(diǎn)位放樣時(shí)，放樣點(diǎn)與控制點(diǎn)的坐標(biāo)應(yīng)在同一坐標(biāo)系。在施工測量中，為了施工放樣方便常要建立施工坐標(biāo)系。施工坐標(biāo)系亦稱建筑坐標(biāo)系，其坐標(biāo)軸與建筑物主軸線一致或平行，便于進(jìn)行施工測量的放樣。如橋梁（或隧道）施工測量中，通常施工坐標(biāo)系是取橋（或隧道）中心軸線方向?yàn)榭v軸，過橋（或隧道）軸線中點(diǎn)且與軸線垂直方向?yàn)闄M軸。施工坐標(biāo)系與測量坐標(biāo)系往往不一致，常要將控制點(diǎn)及放樣點(diǎn)的測量坐標(biāo)（高斯平面直角坐標(biāo)）換算到施工坐標(biāo)系中，或?qū)⑹┕ぷ鴺?biāo)換算到測量坐標(biāo)系中。

如圖，α為施工坐標(biāo)系的縱軸（A軸）在測量坐標(biāo)系中的方位角。設(shè)P點(diǎn)的施工坐標(biāo)為（Ap

，Bp），換算為測量坐標(biāo)：

xp=xQ+Apcosα-Bpsinαyp

=yQ+Apsinα+Bpcosα

反之，已