建筑施工测量土木工程测量教学

1、土木工程测量 第10章 建筑施工测量10.1建筑施工测量概述建筑场地的施工平面控制测量建筑平面位置的测设厂房构件的安装测量10.310.210.410.5建筑场地的高层控制与高程传递10.6高层建筑物轴线的竖向投测10.7高耸建（构）筑物的施工测量10.8大型复杂建筑物的定位测量 建筑施工测量的任务是将图纸上建筑物的平面位置和高程位置以一定的精度标定在实地上，并进行一系列测量，以衔接和指导各工序的施工。10.1 建筑施工测量 概 述 建筑施工测量是建筑施工中的一项基础工作。从施工现场场地总平面布置（如道路、水电线路、材料堆场及场地平整等），到施工过程中建筑物与构筑物的定位、室内外管线工程、基础

2、工程、结构安装、建筑物装修，以及竣工总平面图的编制与测绘等都包含大量的测量工作。目前，随着建筑工程中新结构、新工艺和新技术的应用，施工测量的任务越来越艰巨，因此应根据建筑规模、建筑物的性质与使用要求，施工方法与现场环境条件等，以工程测量规范（GB 500262007）为依据，确定施工测量的精度和方法。10.1 建筑施工测量 概 述 施工测量的注意事项如下： （1） 为了满足工程质量和工程进度的要求，应确保施工测量本身的正确性与即时性。 （2） 必须遵循测量工作的基本原则，即布局上从整体到局部，精度上由高级到低级，程序上先控制后碎部等。 （3） 应熟悉图纸，了解定位依据与定位条件，掌握建筑物各部

3、位的尺寸关系与高程数据，核算图纸上的有关数据，遇到问题时应分析研究并提请设计部门解释或修改并洽商。10.1 建筑施工测量 概 述 （4） 现场应加强实测校核，定位以后须经有关验线部门检验合格才能施工。 （5） 测量仪器及工具应按规定定期进行检验与校正，注意仪器的使用安全。 （6） 由于现场较乱，因此所定各种标志要选在能长久保存又便于使用的位置，应采取一定的保护措施，并随时向有关施工人员交底，以免误用桩点而造成工程损失。10.1 建筑施工测量 概 述 在施工现场应先建立统一的高等级精度的平面控制网，以此为基础进行建筑物的定位，这样既能确保定位测量的精度，又能避免因建筑物众多而引起测量定位工作的紊

4、乱。 施工控制网局限于一定的施工现场及其附近，点的密度大，精度要求高，使用频繁，易受施工干扰。 施工控制网的布设应根据建筑总平面图、施工地区的地形条件及已有测量控制点等情况而定。对于地形起伏较大的山岭地区，可采用三角测量的方法建网；对于地势平坦但通视较困难的地区，可采用导线网；对于建筑物多为矩形且布置比较规则而密集的建筑场地，可采用规则的矩形格网，即建筑方格网；对于范围较小的建筑场地，可采用建筑基线。10.2 建筑场地的施工平面控制测量 建筑方格网10.2.1建筑方格网的布置1. 在一个建筑群内，若其主要建筑物的轴线组成互相垂直的系统，且各建筑物轴线、道路、管线等互相平行或垂直，则这个建筑场地

5、的测量平面控制网可布置为与建筑物主要轴线平行的矩形格网形式，即建筑方格网。建筑方格网两组互相垂直的轴线系统组成了建筑坐标系统，这样可用直角坐标法测设各建筑物和构筑物的轴线点。当建筑场地的面积较大时，建筑方格网常分级布置加密；当建筑场地的面积不大时，应尽量一次布置成全面方格网。10.2 建筑场地的施工平面控制测量 建筑方格网的精度要求视建筑场地的大小、建筑物的性质和地形情况而定，通常可分为一级、二级、三级，其测角允许中误差分别为5、10、20，边长允许相对中误差分别为1/40 000、1/20 000和1/10 000。10.2 建筑场地的施工平面控制测量 方格网点的位置是根据设计总平面图拟定的

6、。布置时，方格网的边应尽可能地靠近所要定位的建筑物，尤其是靠近定位精度要求较高的建筑物，或靠近设计的人行道或绿化带，并平行于主要建筑物的轴线，还要注意各交角均为90；方格网的边长应根据建筑物的位置来决定，宜为100300 m，同时最好是50 m的整倍数；方格网的边应保证通视良好，便于测角与量距，点位要便于保存。图10-1 建筑方格网示意图10.2 建筑场地的施工平面控制测量建筑方格网主轴线点的测设2. 建筑方格网的主轴线点应位于建筑场地中心附近，同时还要控制边缘地带。图10-2所示为方格网主轴线点在测量坐标系统中的位置。在原勘测设计阶段的测量坐标系中，主轴线点的坐标值一般由设计单位给出，也可在

7、总平面图中用图解法求得某一主轴线点的坐标值后，按主轴线的方位角与长度推算出其他主轴线点的坐标值。根据得到的主轴线点的设计坐标值与附近已有控制点的坐标值，用极坐标法可在实地逐一将主轴线点的数据测设出来。10.2 建筑场地的施工平面控制测量 以测设G3点为例，先计算用极坐标法测设的有关数据S角和距离SG3；然后实测，在S点安置经纬仪，后视R点，精密测设出S角及距离SG3，即在实地上得到G3点。为了检查该点的正确性并提高测设精度，可利用另外的测量控制点用同样的方法计算并测设G3点，取两次点位的平均值作为G3点。同法，可测设出另外两个主轴线点G1和G6。此时，G1、G3和G6理论上应在同一条直线上，但

8、各测设点若在G1、G和G6的位置上，则实际上不为直线，如图10-3所示。图10-3 主轴线点的调整10.2 建筑场地的施工平面控制测量 例如，在图10-2中，G1、G3、G6为建筑方格网上同一条主轴线上的三个点，其坐标值由总平面设计图给定。R、S、T、U为已知控制点，其坐标值均已知，试测设G1、G3和G6点。图10-2 方格网主轴线点在测量坐标系统中的位置10.2 建筑场地的施工平面控制测量10.2 建筑场地的施工平面控制测量 建筑方格网的主轴线的构成形式有直角形、丁字形、十字形、田字形和米字形等。对测设出来的主轴线点的位置应进行检测和调整，以达到方格网的设计图形要求。如图10-2中的E3点是

9、经调整后满足E3G3G1G6的点位。10.2 建筑场地的施工平面控制测量建筑网格网点的测设3. 以测设好的主轴线点为基础进行扩展可得到各方格网点，如图10-2所示。具体做法为：在主轴线点G1、G6上安置经纬仪测设直角，配合量距得到E1、H1和E6、H6各点，检查E1E6和H1H6是否等于G1G6，E1E6是否通过E3点，E1、E6、H1和H6是否为直角，若这些检查项目均符合规范精度要求，则在实地得到了矩形E1H1H6E6。以该矩形为基础，在矩形边上按设计的方格网边长测设各内分点，用两台经纬仪分别放在纵横边所定出的内分点上，交会出各方格网点，最后检查方格网各边长及交角的精度是否符合规范要求。 在

10、建筑方格网点上应埋设永久性的混凝土桩或其他类型的标志。10.2 建筑场地的施工平面控制测量 在较小范围的建筑场地上，可采用建筑基线作为平面控制。建筑基线的选定应靠近建筑物，并与建筑物的主轴线平行，其布置形式如图10-4（a）所示。为了检查建筑基线的正确性，其基线点数不得少于三个。现场设置基线点有以下两种方法： 建筑基线10.2.210.2 建筑场地的施工平面控制测量根据基线点的设计测量坐标与附近已知控制点的坐标确定基线点1. 如图10-4（b）所示，M、N为两个测量控制点，待测设的A、O、B三点为设计基线点，根据坐标计算A与DMA、O与DMO、B与DNB，就可分别测设出A、O、B点。为了检核测

11、设的基线点，应实地丈量AO和BO的距离，并与设计距离进行比较，相对误差不应超过1/10 000，实测的AOB的值与其理论值（由A、O、B三点坐标值计算得到）之差不得超过20。10.2 建筑场地的施工平面控制测量根据建筑红线确定基线点2. （1） 建筑红线及建筑红线点。由城市规划行政主管部门批准并实地测定的建设用地边界线称为建筑红线。建筑物不得压红线、超红线，沿红线兴建的建筑物放线后应经主管部门和甲方验线，合格后方可破土动工。 建筑红线点是建筑物施工中建筑物定位的依据，因此施工队伍进入施工现场时就应对红线点进行检测；施工过程中应注意保护好桩位。10.2 建筑场地的施工平面控制测量由于红线点的连线

12、组成多边形闭合图形，检测时，通过联测（将红线点与城市测量控制点组成附合或闭合导线）可以测定红线点的坐标值，将其与设计坐标值进行比较，其差值不得超过规定值。当无法联测时，可先实测红线图形的夹角和边长，再与红线点设计坐标值反算出来的夹角和边长进行比较，以确保红线图形正确无误。10.2 建筑场地的施工平面控制测量 （2） 基线点的确定。如图10-4（c）所示，M、N、P、Q为建筑红线点，如果建筑基线与红线平行，且N=90，则利用平行线的间隔a、b在现场用经纬仪和钢尺测出平行线，即可得到建筑基线AOB。如果建筑基线与红线不平行，则须按前述极坐标法测设基线点。图10-4 建筑基线及其测设10.2 建筑场

13、地的施工平面控制测量 进行建筑场地的平面控制测量时所布置的点位都必须进行严格的现场检查。方法是：先用其设计坐标反算出相邻点间的距离和方位角，求出各边间的夹角；然后将这些数据与现场实测的对应距离和夹角进行对比，衡量其精度是否符合规范要求。如果控制网是多边形还应检查图形的几何关系。10.2 建筑场地的施工平面控制测量 测量坐标系与建筑坐标系的转换10.2.3 大型的建筑工程和市政工程大多是在已有的地形图上进行规划和布设的，地形图采用的是国家（或地方）测量坐标系。建筑场地上主要建筑物主轴线的设计多数情况是根据建筑红线、规划道路中线、已有建筑物、地形、朝向、风向等多种因素确定的。为使设计与施工方便，常

14、采用与建筑主轴线平行或垂直的建筑坐标系，其也称为施工坐标系。根据总平面设计图可知，建筑坐标与测量坐标不一致，它们之间存在坐标轴的平移与旋转关系。10.2 建筑场地的施工平面控制测量 XOY为测量坐标系，AOB为建筑坐标系，XO和YO为建筑坐标系原点O在测量坐标系的坐标，为旋转角。测量坐标系与建筑坐标系的关系10.2 建筑场地的施工平面控制测量 将点P的建筑坐标（AP，BP）换算为测量坐标（XP，YP）的计算公式为 （10-2） 同理，将P点的测量坐标换算为建筑坐标的计算公式为 （10-3）10.2 建筑场地的施工平面控制测量 建筑物的定位，首先要把建筑物的主要轴线和高程测设到实地上，然后再测设

15、细部。按照建筑设计总平面图等给出的定位依据（测量控制点点位及其有关数据）找出定位条件（拟建建筑物相对于控制点的关系）和建筑物本身主要轴线的几何尺寸等，经过认真核算，当确认建筑物的定位条件是唯一确定建筑物位置的几何条件时，即可拟定测设方案，并绘制一张注明有关数据的测设草图。10.3 建筑物平面位置的测设 测设前的准备工作10.3.1 对大型建筑物或设备基础复杂的厂房，一般采用矩形控制网作为控制，此控制网称为建筑物矩形网。建筑物矩形网应靠近建筑物布置，并在基坑开挖范围以外，由平行于建筑物外轮廓轴线的四条轴线组成。 测设建筑物矩形网10.3.210.3 建筑物平面位置的测设 测设建筑物矩形网时，若其

16、定位依据是建筑红线或城市测量控制点，则可采用极坐标法测设矩形网点的点位；若其定位依据是建筑方格网，则可采用直角坐标法测设矩形网点的点位。如图10-6所示，A、B、C、D为建筑物外轮廓四条轴线的交点，其在建筑方格网中的建筑坐标值与图形尺寸均为已知值；H、I、J、K为相应的建筑物矩形网的四个角点，其建筑坐标值由设计确定，这四个角点可利用建筑方格网点E2、F2、F3和E3以直角坐标法测设，在检查并确定边长、内角、对角线等符合精度条件后，即可得到建筑物矩形网HIJK。10.3 建筑物平面位置的测设图10-6 建筑物矩形网10.3 建筑物平面位置的测设 建筑物平面位置测设的内容10.3.3建筑物主轴线的

17、测设1. 把设计图上建筑物的主轴线标定在实地上的工作称为建筑物主轴线的测设，也称为建筑物的定位。其主要内容有：根据定位依据和定位条件测设建筑物的主轴线点；钉建筑物轴线控制桩（点）或龙门板；由轴线控制桩（点）或龙门板标出开挖基槽的边界。10.3 建筑物平面位置的测设 根据工程测量规范（GB 500262007）的规定，基础各轴线定位验线时的允许偏差应满足表10-1的要求。10.3 建筑物平面位置的测设建筑物主轴线测设的定位依据如下： （1） 依据在建筑区内已设立好的控制网（如建筑方格网、建筑基线、建筑物矩形网等）测设建筑物主轴线。 （2） 依据建筑红线测设建筑物主轴线。一般采用极坐标法定位。 （

18、3） 根据已有建筑物或道路中心线测设建筑物主轴线。应以规整的永久性建筑物、规划或已建的道路主干线的中心线为准。10.3 建筑物平面位置的测设 PMNQ为已有建筑物，ABCD为拟建建筑物，设计确定BC与MN平行且两线之间的距离为d；AB与QN平行且两线之间的距离为q，ABCD的图形尺寸为已知。根据已有建筑物测设建筑物的主轴线10.3 建筑物平面位置的测设 由于本例已有建筑物的墙角不能安置经纬仪，因此应设法找出一条MN的平行线，方法是：用小线分别贴住PM边和QN边所在的外墙皮，并沿PM和QN方向分别延长至M、N，使MM=NN=l（l值越小越好，只要M点与N点能互相通视，且在该两点能安置经纬仪就可以

19、，一般l为2 m左右），此时MNMN。延长MN至K，然后以MK为基线，用直角坐标法在实地测设出拟建建筑物的主轴线交点A、B、C、D，经检查合格后即可使用。10.3 建筑物平面位置的测设根据道路中心线测设建筑物的主轴线10.3 建筑物平面位置的测设轴线控制桩和龙门板的设置2. 建筑物主轴线的交点在基坑开挖时将被挖掉。因此，要把轴线桩引测到安全地点保存，一般做法是设置轴线控制桩或龙门板。 如图10-9（a）所示，一般在建筑物的主轴线测设完后将轴线延长，并做出标志，这些标志就是轴线控制桩，它们用于基槽开挖后恢复建筑物的主轴线及角桩。轴线控制桩一般设置在轴线方向上距建筑物2.5 m以外，具体应根据放坡

20、后的挖槽宽度来定，轴线控制桩距槽边不宜过近或过远；木桩应打入地下4080 cm，桩顶应露出地面5 cm左右。如果附近有已建的固定建筑物，那么也可将轴线投测在该建筑物的墙上或基础上，并做好标志。10.3 建筑物平面位置的测设 龙门板如图10-9（b）和图10-9（c）所示，板顶面正好与建筑物的一层室内地坪高程（0.000）相同，将测设好的轴线延长投测到龙门板的板顶，以小钉标志，这样，龙门板可同时用于0.000以下施工中的轴线和高程的控制，但由于龙门板费木料而且易被碰动，目前使用渐少。现在常以钢套管代替木桩（龙门桩），使用能上下调节高程的工具式龙门板，它可以重复使用。10.3 建筑物平面位置的测设

21、图10-9 轴线控制桩和龙门板10.3 建筑物平面位置的测设基础工程施工测量3. 基础工程施工测量主要是控制基坑（槽）宽度、坑（槽）底和垫层的高程、基础的位置及高程等。在钉好轴线控制桩后，按基础平面图上的基槽宽度自轴线向两旁量出槽宽，用小线在地面标出，沿小线撒好刨槽的白灰线，即可按线开挖。10.3 建筑物平面位置的测设 当基坑（槽）挖至一定深度后，在坑壁钉一些横向小木桩，使木桩距槽底设计高程为一个常数（如50 cm），这些小木桩称为水平桩；沿水平桩在坑（槽）壁四周弹墨线，可用于基坑（槽）内的高程控制。 挖至坑底设计高程，待基础垫层做好后，应利用轴线控制桩或龙门板上标示轴线的小钉恢复轴线方向，并

22、将基础的轴线和边线投测到垫层上，并弹出墨线作为基础施工的依据。10.3 建筑物平面位置的测设 柱子的安装测量10.4.1牛腿或柱顶高程的检查及柱底垫层厚度的确定1. 为了保证柱子在安装后牛腿或柱顶面的高程符合设计要求，应在吊装前先测出基础面的实际高程，再量出柱底至牛腿面的实际长度，则基础面的实际高程加上柱底至牛腿面的长度应等于牛腿面的设计高程。若两者不相等，则可求出其差值以决定垫层的厚度。如图10-10（a）所示，某牛腿顶面的设计高程为8.050 m，实测出基础面的高程为-0.850 m，量出牛腿顶面到桩底的实际长度为8.86 m，则垫层厚度为8.050-（-0.850+8.86）=0.04

23、m。10.4 厂房构件的安装测量保证柱子高程达到设计高程的方法2. 如图10-10（b）所示，为了吊装时便于控制高程，可先在基础杯口内壁测设出0.000高程线，在杯口四周弹出该高程的水平线，该水平线称为杯口内高程线。图10-10 柱子安装的高程控制10.4 厂房构件的安装测量 由设计标高可知，牛腿顶面至0.000的距离为8.050 m，即从牛腿顶面向下量 8.050 m，在此位置的柱身四周弹出垂直于柱轴线的水平线AB，此即柱身上的0.000线；AB距柱底的长度应为8.86-8.0500.81 m，如图10-10（a）所示。10.4 厂房构件的安装测量 在杯口底面浇筑4 cm厚的豆石混凝土垫层，

24、使其距杯口内高程线（0.000线）正好是081 m。这样，在吊装时即可使柱子上的0.000线与杯口内的0.000线重合。 牛腿顶面高程在进行柱子竖直校正后还要检查，方法是先用钢尺沿两根柱身将高程传递到牛腿顶面，以此作为后视进行水准测量。10.4 厂房构件的安装测量保证柱子位置准确和铅直的方法3. （1） 保证柱子位置准确的方法。如图所示，柱子安装前要在柱子的三面上弹出柱轴线，并根据厂房轴线在基础杯口上也弹出相对应的柱轴线。吊装时，使柱轴线与基础上的相应轴线对齐即可。保证柱子位置准确和铅直的方法10.4 厂房构件的安装测量 （2） 保证柱子铅直的方法。先用垂球将柱子大致安装竖直，柱子下部用木楔暂

25、时固定。用两台经纬仪在柱子相互垂直的两个面上观测，先照准柱子底部的轴线，然后用望远镜仰视柱子上部的轴线，看其是否在同一铅垂线上，若有偏斜则应进行校正。10.4 厂房构件的安装测量 对于成排的柱子，可把经纬仪安置在轴线的一侧，一次校正多根柱子。遇到变截面的柱子时，由于柱轴线的下部和上部不在同一条铅垂线上，则必须将经纬仪逐一安置在各自的柱轴线上进行校正，否则将引起柱身倾斜或扭转。 经反复观测，当柱子的位置、铅直度、高程都满足要求时，将柱子固定，在柱脚浇筑混凝土加固，待混凝土达到强度后，拆除支撑时再校核一次。10.4 厂房构件的安装测量柱子安装的精度要求4. 柱脚中心线相对柱列轴线的允许偏差为3 m

26、m；牛腿面高程相对设计高程，柱高在5 m以下时的允许误差为5 mm，柱高在5 m以上（含）时的允许误差为8 mm；轴线偏差允许值为柱子高度的1/1 000。10.4 厂房构件的安装测量 吊车梁及吊车轨道的安装测量10.4.2吊车梁的安装测量1. 吊车梁安装时，要求梁面的平面位置在设计的中心线上，高程符合设计要求。吊车梁安装的测量要点如下： （1） 在检查两排柱子牛腿顶面符合设计高程要求后，可在靠牛腿的一面测设出一条水平线，其高程应比吊车轨顶的设计高程高出2030 cm。 （2） 根据柱轴线在牛腿面上弹出吊车梁中心线，如图10-12（a）所示。在梁面上也弹出中心线。安装时，使梁面上和牛腿面上的梁

27、中心线对齐，并根据牛腿面的高程加放垫片，使吊车梁面水平并达到设计高程。10.4 厂房构件的安装测量吊车轨道的安装测量2. 进行吊车轨道安装时，要求轨道平面位置在设计的中心线上，高程符合设计要求。 首先要在吊车梁上找出吊车轨道中心线，若从地面上的轨道中心线向上投测，则因视线被吊车梁所挡而无法进行，因而采用推平行线的方法（借线法）来进行投测。吊车轨道安装测量的方法与步骤如下：10.4 厂房构件的安装测量 （1） 在地面上定出一条与吊车轨道中心线相距为1 m（或其他任意数）并与轨道中心线平行的直线AA，如图10-12（b）所示。在A点安置经纬仪瞄准A点，抬高望远镜向上投点，这时一个人在吊车梁上移动横

28、放的木尺，当望远镜十字线交点对准1 m数值时，尺的零点即为轨道中心点，可在梁面上画线标明；同法定出中心线上的其他各点，这些点的连线即投测在梁面上的轨道中心线。另一条吊车轨道中心线既可采用上述的方法投点，也可根据轨道中心线的间距，从已定好的一条轨道中心线起用悬空量距的方法定出。10.4 厂房构件的安装测量图10-12 吊车梁及吊车轨道的安装测量10.4 厂房构件的安装测量 （2） 在吊车梁上安置经纬仪检查各点是否在同一条直线上，并用钢尺检查轨道中心线的跨距。 （3） 将吊车梁和吊车轨道上的轨道中心线对齐，完成吊车轨道的安装。吊车轨道安装就位后，再一次在轨道顶上立水准尺，利用安置在吊车梁上的水准仪

29、检查轨道顶的高程，其误差应在3 mm以内；利用钢尺检查吊车轨道跨距，其误差应在5 mm以内。10.4 厂房构件的安装测量建筑场地的高程控制1. 建筑场地的高程控制是建（构）筑物及地上、地下管线高程施工的依据，可采用水准测量或电磁波测距仪三角高程测量的方法施测。高程控制的等级要视建筑区的大小，建筑物的性质、功能和高程控制的作用而定，一般情况下采用三、四等与等外水准测量，它们均可作为场地的首级控制。高程控制点的密度应尽可能满足安置一次仪器即能对建（构）筑物的高程进行施测的要求。在大型建筑物的附近或建筑物内部应设立0.000标志作为水准点，并采用附合水准路线进行联测。牢固的平面控制点标石可作为水准点

30、标志使用。10.5 建筑场地的高程控制与高程传递建筑场地的高程传递2. 建筑物高程传递的允许偏差应满足工程测量规范（GB 500262007）的规定，见表10-2。10.5 建筑场地的高程控制与高程传递 （1） 钢尺直接丈量法。沿建筑物的外墙、边柱或电梯间可用钢尺直接丈量，一幢高层建筑物至少要由三个首层高程向上量取，同一层的高程点要用水准仪测量进行校核。 （2） 悬吊钢尺法。如图10-13所示，将检定过的钢尺悬吊在楼梯间或电梯间的某一高度处，使其零点一端向下，挂50 N的重锤，并放入机油桶中，用水准仪将下一层的高程引测到上一层楼板上的A点，则A点的高程为 （10-4） 式中，a、b、a、b分别

31、为水准尺的读数。10.5 建筑场地的高程控制与高程传递图10-13 悬吊钢尺法10.5 建筑场地的高程控制与高程传递 （3） 全站仪测量法。用测角精度为2、测距精度为(3+2D)mm的全站仪进行三维坐标测量，可以确定施工层楼板的高程。 当传递高程点检查无误时，可在墙上或柱上测设出一条高程为该施工层地面+0.500 m的水平线，作为该层地面施工及室内装修的高程依据。10.5 建筑场地的高程控制与高程传递 当高程大于0.000时，需逐层向上投测轴线，以控制建筑物的垂直度。投测时应先校核建筑物的轴线控制桩，再将轴线弹在首层平面上并延长到建筑区以外设点埋桩，作为投测的依据。 高层建筑物竖向投测的精度要

32、求随其结构形式、施工方法和高度的不同而有所差异。对于钢结构、钢筋混凝土结构和砌体结构，其主（或柱）轴线竖向投测的允许偏差应满足工程测量规范（GB 500262007）的规定，见表10-3。10.6 高层建筑物轴线的竖向投测10.6 高层建筑物轴线的竖向投测轴线竖向投测的方法可概括为两种，即外控法和内控法。外控法是指当施工场地比较开阔时，在建筑物外部根据建筑物轴线控制桩用经纬仪向上投测；内控法是指当施工场地比较狭窄或在建筑物密集区时，在建筑物内部首层的主要轴线上或其平行线上选点作为内控点，精确测定内控点的位置，根据垂准线进行轴线投测。10.6 高层建筑物轴线的竖向投测吊垂球投测法1. 吊垂球投测

33、法通常是用编织的线绳或直径为0.50.8 mm的细钢丝悬挂1020 kg的垂球，将首层轴线逐渐向上投测到各施工层上。投测中要防止风吹，每层至少要在不同处投测出两条轴线。10.6 高层建筑物轴线的竖向投测经纬仪投测法2. 在施工场地比较开阔的地方通常采用在轴线延长线的控制桩上直接投测的方法。如图10-14所示，欲将轴线投测至第五层楼板，将经纬仪分别安置在DD轴的控制桩D和D上，分别照准首层的被投测轴线点d、d，用盘左和盘右分别向上投测到施工层的楼板上并取平均位置作为该层的投影点（如d5、d5），其连线即为DD轴在第五层楼板上的投影；同法，可得到AA轴在第五层楼板上的投影a5a5。10.6 高层建

34、筑物轴线的竖向投测图10-14 延长轴线法10.6 高层建筑物轴线的竖向投测 当施工场地比较狭窄，轴线延长困难时，可采用轴线移动法（侧向借线法），如图所示。其做法与本章所述吊车轨道安装测量的借线法相同。轴线移动法10.6 高层建筑物轴线的竖向投测 当场地无法安置经纬仪，或建筑物较高、使用经纬仪直接投测或采用借线法投测仰角大、不方便时，可将经纬仪安置在施工层上用逐渐趋近法投测轴线，如图所示。其做法与第4章中视线遇到障碍物的直线定线方法相同。逐渐趋近法10.6 高层建筑物轴线的竖向投测采用经纬仪投测法的注意事项如下： （1） 应严格校正仪器，使仪器符合轴系的几何条件；严格整平水准管，以保证竖轴处于

35、铅垂方向。投测时应采用盘左、盘右取平均位置的方法，以便消除或减弱视准轴不垂直于横轴及横轴不垂直于竖轴而引起的误差。 （2） 每次投测应以首层为准，测站点到首层轴线投测点的水平距离应不小于投测高度的15倍。 （3） 采用借线法投测时，借线距离应尽可能短一些，以确保施工层上的司尺员定点准确，作业方便。10.6 高层建筑物轴线的竖向投测光学垂准仪法2. （1） 天顶法。天顶法是在经纬仪上加装望远镜弯管目镜，把仪器放在建筑物旁边或首层地板预先设置好的控制桩上进行投测。经纬仪天顶法竖向投测的原理主要是视准轴线和仪器的竖轴在同一铅垂线上，当望远镜指向天顶方向时，在天顶的目标分划板上成像，经棱镜90折射，即

36、可在目镜上进行观测。10.6 高层建筑物轴线的竖向投测 在投测点安置仪器，将望远镜向上指向铅垂方向，慢慢将仪器水平旋转一周，用弯管目镜仔细观察，若视线总是指向一点，则说明视线正好处于铅垂线上。 在施工层的预留孔上固定预先做好的分划板，这时从弯管目镜中观察到的望远镜十字丝交点就是被投测点的位置。一般利用经纬仪在三个水平位置（0、120、240）进行投测，在分划板上投测出一个误差三角形，取其重心作为被投测点的位置。 在同一施工层面上投测多点，以便互相检查，保证投测准确无误。10.6 高层建筑物轴线的竖向投测 （2） 天底法。天底法是采用光学垂准仪或特制的具有空心竖轴、望远镜并且能向下直立、视线可以

37、通过空心竖轴垂直向下照准基准点的经纬仪进行投测。特制的具有空心竖轴的经纬仪10.6 高层建筑物轴线的竖向投测 投测方法是在施工层上安置垂准仪，视线通过各层的预留孔照准首层的轴线或预先已设置好的轴线点（如图10-18中的P点）后，再在安置仪器的施工层上投测出轴线点的位置。图10-18 天底法竖向投测10.6 高层建筑物轴线的竖向投测激光铅直仪法4. 激光铅直仪是一种专用于铅直定位的仪器，被广泛用于高层建筑、烟囱、电视塔的竖向定位测量。图10-19所示为激光铅直仪的剖面图。激光铅直仪主要由氦氖激光器、竖轴、发射望远镜、水准管和基座等组成。竖轴是一个空心筒轴，两端有螺扣，用来连接激光管套筒和发射望远

38、镜。激光器通过两组固定螺丝固定在套轴里，激光管套筒装在竖轴下端，而发射望远镜安置在竖轴的上端，这就组成了向上发射激光束的天顶式激光铅直仪。如果将发射望远镜和激光管套筒反向安装，就组成了向下发射激光束的天底式激光铅直仪。10.6 高层建筑物轴线的竖向投测图10-19 激光铅直仪的剖面图1激光管； 2激光管套筒； 3竖轴； 4水准管； 5发射望远镜； 6物镜； 7衍射板； 8调焦镜； 9目镜； 10基座 仪器上有两个互相垂直的高灵敏度的水准管，可用基座上的螺旋整平。仪器利用其底端所发射的激光进行对中，接通电源后激光器便发射出铅直激光束。在构造上，要求发射望远镜视准轴、仪器竖轴和激光束三轴共线，并且

39、水准管轴垂直于竖轴。10.6 高层建筑物轴线的竖向投测 用激光铅直仪进行竖向投测的基本做法如下： （1） 根据建筑物的平面布置和结构情况选择适当的投测点，其个数不得少于三个，位置应离墙、柱、梁0.61.0 m，并设置固定标志（见图10-20），还要预留20 cm20 cm的通光口以进行激光传递。在埋设好投测点控制桩后，要准确测量出控制桩间的距离和角度，并测量出控制桩与周围轴线关系的数据。图10-20 竖向投测点控制桩的固定标志10.6 高层建筑物轴线的竖向投测（2） 安置仪器于控制桩上，仔细对中、整平后接通电源，激光器即发射出铅直的激光束，然后调到最强的激光输出，以便在目标上得到最亮的光斑。在

40、投测层的预留孔上放置好绘有坐标格网的接收靶，这时激光束在靶上形成的光斑就是所投测的点。实测中经常用三个水平位置（0、120、240）进行投测，若三个投影点不重合，而是形成误差三角形，则取其重心作为待投测的点。10.6 高层建筑物轴线的竖向投测 （3） 在投测层上测量出各投测点间的距离和角度，与底层的控制桩点的数据进行校核，然后在楼面上画出十字标志，作为本层定位的依据。 （4） 投测要以底层为基准，但是当楼层高度太大、激光光斑发散而影响精度时，应采用接力投测的方法。10.6 高层建筑物轴线的竖向投测 高耸建（构）筑物包括电视塔、烟囱、水塔、冷却塔等，它们的特点是基础小、主体高，因此这类建（构）筑

41、物对中心位置和垂直度的控制要求都很严格。高耸建（构）筑物施工控制网的形状应根据其自身的形状和施工方法确定。10.7 高耸建（构）筑物的施工测量图10-21 高等建（构）筑物施工控制网的形状 由于高耸建（构）筑物高度大，因此应综合采用多种投测方法互相验证。对于200 m以上高度的电视塔应设置两台激光铅直仪，仪器的位置必须从塔座上的轴线点直接测定。 当采用滑模施工工艺时，需要严格控制工作平台的中心沿铅垂线提升。首先应将激光铅直仪安置在基础中心上，接收靶设在工作平台上。每次观测时都要检查光斑是否聚集于一点，以确保激光束铅直。然后缓慢移动靶心使其与光斑中心重合后，将接收靶固定。每次提升平台后都要进行铅

42、直定位，根据靶心偏离光斑的距离和方位采取纠偏措施，以便将偏离值控制在允许范围之内。10.7 高耸建（构）筑物的施工测量 圆弧形平面曲线建筑物的定位测量10.8.1 BME为圆弧形建筑物柱子的中心线，给定曲线半径R=18m，弧线BE的弦长为12 m，现拟通过计算弦上每1 m的矢高值确定曲线的实地位置。10.8 大型复杂建筑物的定位测量圆弧形中心线弦上各点的矢高计算弦上各点的矢高值1.由直角三角形BON和CO1分别得到10.8 大型复杂建筑物的定位测量同理可求得测设数据22，33，见表10-4。10.8 大型复杂建筑物的定位测量实地定位2. 根据设计的定位条件，在实地定出弦BE（见图10-22），

43、以此作为X轴，以其垂直平分线为Y轴，在原点N处向右和向左分别量取1、2、3、4、5和-1、-2、-3、-4、-5各点，再在各点处作垂线并分别量对应的矢高，即得1、2、3、4、5和1、2、3、4、5各点，连接各点即得弧形建筑物的圆弧曲线。 上面例子中的半径、曲线和弦长均比较短，当建筑物轴线较长，半径和弦长均比较大或者因地形情况等不便于采用上述方法时，可将仪器安置于弦中点N或者沿X轴任意处，利用极坐标法测设。10.8 大型复杂建筑物的定位测量10.8 大型复杂建筑物的定位测量 图所示的圆弧形建筑物的弦长BE=57.561 m，半径R=58.000 m，将主轴线进行n等分（如八等分）设置桩位，将仪器

44、安置于距N点为k的O处，设k=1.5 m，现要求以X轴方向为后视，计算测设曲线的数据，计算结果见表10-5。圆弧形建筑物的实地定位10.8 大型复杂建筑物的定位测量 （1） 根据半径R和弦长BE计算角和矢高MN。10.8 大型复杂建筑物的定位测量 （2） 以安置仪器处为原点，求出曲线上1、2、3、4和1、2、3、4各点的直角坐标，即 （10-5） 将直角坐标换算成以仪器所在点为原点、以X轴方向为起始边的测设曲线上点位的极坐标，即求得极角和极距D。 （3） 将仪器安置于O处，以X轴方向为后视，后视曲线中点M或后视圆心O再倒镜，依次测设极角，并分别量取极距D，即得曲线上各点的实地位置。10.8 大

45、型复杂建筑物的定位测量 圆弧形平面曲线建筑物的定位测量10.8.2 平面内一个动点到两个定点F1、F2的距离之和等于常数的轨迹所形成的图形称为椭圆。两个定点F1、F2称为椭圆的焦点，两个焦点的距离称为焦距，取F1F2=2c。如图所示，设M(x,y)为椭圆上的任意一个点，a、b分别为长、短半轴，则MF1+MF2=2a，椭圆的标准方程为 （10-6）椭圆元素10.8 大型复杂建筑物的定位测量现场作图法1. 某建筑物首层设有一个椭圆形会议厅，椭圆的长半轴a=18m，短半轴b=12m。椭圆中心O已由整个建筑定位在实地定出。10.8 大型复杂建筑物的定位测量连续运动法定位椭圆 如图所示，由已知点椭圆中心

46、O按定位条件定出长轴A1A2和短轴B1B2，并在实地钉桩。根据a和b计算焦距c，确定焦点F1、F2的位置，则 （10-7） 由式（10-7）求得c=13.416 m，将长度为36 m（F1B2+F2B2=36 m）的细铁丝或无伸缩性的线绳的两端分别固定在F1、F2点上，然后将记号笔套在铁丝上拉紧慢慢移动，并在地面上画线，即得到椭圆曲线。1） 连续运动法定位椭圆10.8 大型复杂建筑物的定位测量 以O为圆心，分别以a和b为半径画同心圆，如图所示。等分同心圆为若干份（如八等分，等分越多，作出的曲线越光滑越精确），从大圆各等分点作X轴的平行线，从小圆各等分点作Y轴的平行线，其对应线的交点即为椭圆上的

47、点。连接各点就得到了椭圆曲线。2）同心圆法定位椭圆同心圆法定位椭圆10.8 大型复杂建筑物的定位测量 某椭圆形建筑物的长半轴为50 m，短半轴为35 m，周围设48根柱子，其定位步骤如下： （1） 根据长轴为100 m，短轴为70 m，先用四心圆法在图纸上作一个1100 1200的椭圆，如图所示。也可以两轴的交点O为坐标原点，求得A1、A2、B1、B2、O1、O2、O3、O4各点的坐标，从而求得以下有关数值：3） 四心圆法定位椭圆四心圆法绘制椭圆10.8 大型复杂建筑物的定位测量 四段圆弧的中心与中心O的距离OO1=OO3=21.905m，OO2=OO4=31.293 m。 长轴方向上圆弧半径

48、R1=O2B2=66.293m。 短轴方向上圆弧半径R2=O1A1=28.095 m。 R1与短轴的夹角1=345931。 R2与长轴的夹角2=550029。10.8 大型复杂建筑物的定位测量 计算整个椭圆曲线的周长。 短轴方向的圆弧长为 m。 长轴方向的圆弧长为 m。 椭圆周长为161.947+107.893=269.840m。 周围48根柱子中的每相邻柱子的间距为269.84048=5.622 m。10.8 大型复杂建筑物的定位测量 （2） 现场测出椭圆的中心和长、短轴的方向，并测设出椭圆上A1、A2、B1、B2各点。 （3） 按照计算所得数据确定四个圆心O1、O2、O3、O4的位置，并埋

49、设桩点。 （4） 连接四个圆心并延长，根据半径R1和R2确定圆弧的交界点P1、P2、P3、P4，如图所示。圆弧形建筑物的实地定位10.8 大型复杂建筑物的定位测量 （5） 分别以O1、O2、O3、O4为圆心，以相应的R1和R2为半径，直接拉线作圆弧，所得的封闭图形就是所求椭圆形建筑物周围柱子的中心线。当弧线半径太长、拉线不方便时，可采用其他方法测设。 （6） 确定柱子的位置和方位。以椭圆形外圈到中心点的最短距离（短轴长度的一半）与长轴交点所作的连线方向为合理方位。10.8 大型复杂建筑物的定位测量 在整个建筑物周围设置48根柱子，若长、短轴方向各设两根，则设立在第一象限内的柱子除椭圆轴向方向的

50、柱子外，还应设立11根，如图所示。椭圆形建筑物的柱子定位10.8 大型复杂建筑物的定位测量 以B2点为圆心、5.622 m为半径画弧，交椭圆于1点，再以柱中心1点为圆心、短半轴长为半径画弧，交长轴于1点，11的连线方向即为柱子1的中心线方向。用同样的方法可定位出其他各点。 （7） 柱子的位置和方位确定后，即可按基础详图放样其细部尺寸。10.8 大型复杂建筑物的定位测量解析直角坐标法2. 当地形起伏不平，或椭圆所占的面积很大，在现场直接作图不方便时，可先采用解析法求得曲线上需测设点的坐标值，再利用直角坐标法或极坐标法求得曲线的实地位置。前面所述的长半轴a=18 m、短半轴b=12m的椭圆形会议厅

51、外墙轴线的测设，若采用解析法，其步骤如下：10.8 大型复杂建筑物的定位测量 根据测设椭圆曲线的要求设计y的间距，设y=0,1,2,18，分别代入式（10-9）得到相应的x值，将计算结果列入表10-6，y轴上取点越多，椭圆曲线越光滑、精确。10.8 大型复杂建筑物的定位测量 （2） 现场测设。 由设计图的定位条件确定椭圆中心的位置和长、短轴的方向，以椭圆中心点为原点，以短轴为X轴、长轴为Y轴。图所示为椭圆的右半部分。由O点分别量取a=18 m，b=12m得A1、A2、B1、B2四点，其中，A1点应在椭圆的左半部分上。椭圆的右半部分10.8 大型复杂建筑物的定位测量 在Y轴上分别向左、向右量取y=1，2，3，18各点，量至18 m时应与原来定的A1、A2点重合；然后通过上述各点作垂线，分别量取对应的x值，即得曲线上各点；将各点连成光滑的曲线，即得椭圆曲线。也可将直角坐标值变换成以X轴为起始边，以原点为极点的极坐标值，即极角和极距，将仪器安置在O点上，逐点测设出椭圆曲线的实地点位。10.8 大型复杂建筑物的定位测量解析中心极坐