工程测量技术与应用

工程测量技术与应用第一页，共六十七页，编辑于2023年，星期六内容第一章概述第二章施工测量的基本工作第三章线路工程测量第四章建筑物变形观测与竣工总平面图编绘第二页，共六十七页，编辑于2023年，星期六第一章概述第三页，共六十七页，编辑于2023年，星期六内容第一节工程测量的任务与作用第二节测量工作的组织原则和程序第四页，共六十七页，编辑于2023年，星期六第一节工程测量的任务与作用

测量学是研究如何量测地球或地球局部区域的形状、大小和地表面各种物体的几何形状及其空间位置；并把量测结果用数据或图形表示出来的科学。根据研究对象和范围的不同，测量学科主要包括以下几个分支：大地测量学是研究地球的形状、大小和地球重力场测定的理论，以及在地球表面广大地区建立国家大地控制网的学科。摄影测量学是研究利用摄影或遥感影像，进行分析处理，以绘制地形图或获得数字化信息的理论和方法的学科。地图制图学是研究地图的制作、工艺和应用的学科。工程测量学是研究各种工程建设在勘测、设计、施工和管理阶段中所进行的一系列测量工作的理论和方法的学科。第五页，共六十七页，编辑于2023年，星期六工程测量学主要任务是：一、测绘大比例尺地形图二、建筑物的施工放样三、建筑物的变形观测第六页，共六十七页，编辑于2023年，星期六第二节测量工作的组织原则和程序测量工作的组织原则:“从整体到局部”、“先控制后碎部”的方法是组织测量工作应遵循的原则，它可以减少误差的累积，保证测图的精度，而且可以分幅测绘，加快测图进度。第七页，共六十七页，编辑于2023年，星期六第二章施工测量的基本工作第八页，共六十七页，编辑于2023年，星期六内容第一节施工测量的基本工作第二节点的平面位置放样第三节已知坡度直线的放样

第九页，共六十七页，编辑于2023年，星期六第一节施工测量的基本工作施工放样是按设计的要求将建（构）筑物各轴线的交点、道路中线、桥墩等点位标定在相应的地面上。这些点位是根据控制点或已有建筑物的特征点与放样点之间的角度、距离和高差等几何关系，应用仪器和工具标定出来的。因此，放样已知水平距离、放样已知水平角、放样已知高程是施工测量的基本工作。第十页，共六十七页，编辑于2023年，星期六一、放样已知水平距离二、放样已知水平角三、放样已知高程第十一页，共六十七页，编辑于2023年，星期六第二节点的平面位置放样点的平面位置放样是根据已布设好的控制点与放样点间的角度（方向）、距离或相应的坐标关系而定出点的位置。放样方法可根据所用的仪器设备、控制点的分布情况，放样场地地形条件及放样点精度要求等从以下几种方法中选择使用。第十二页，共六十七页，编辑于2023年，星期六一、直角坐标法图1直角坐标放样点的平面位置第十三页，共六十七页，编辑于2023年，星期六二、极坐标法图2极坐标法放样点的平面位置第十四页，共六十七页，编辑于2023年，星期六三、角度交会法四、距离交会法五、GPS-RTK坐标放样法第十五页，共六十七页，编辑于2023年，星期六六、全站仪坐标放样法全站仪坐标放样法，就是根据放样点的坐标定出点位的一种方法。仪器安置在测站点上，使仪器置于放样模式，然后输入测站点、后视点和放样点的坐标，一人持反光棱镜立在放样点附近，用望远镜照准棱镜，按坐标放样功能键，全站仪显示出棱镜位置与放样点的坐标差。根据坐标差值，移动棱镜位置，直到坐标差值等于零时，此时，棱镜位置即为放样点的点位。第十六页，共六十七页，编辑于2023年，星期六第三节已知坡度直线的放样已知坡度直线的放样就是在地面上定出的直线，其坡度等于已给定的坡度。它广泛应用于道路工程、排水管道和敷设地下工程等的施工中。第十七页，共六十七页，编辑于2023年，星期六已知A点的高程、坡i和距离D，计算B点的高程：图3已知坡度直线的放样第十八页，共六十七页，编辑于2023年，星期六第三章线路工程测量第十九页，共六十七页，编辑于2023年，星期六内容第一节概述第二节中线测量第三节纵、横断面水准测量第四节管道施工测量第五节道路施工测量第二十页，共六十七页，编辑于2023年，星期六第一节概述“线路”是管道、道路、渠道及输电线路等的总称，在这些线路工程的勘测设计、施工和管理阶段所进行的测量工作，统称为线路工程测量。线路工程测量包括两方面的任务：一是为线路工程设计提供地形图和断面图；二是进行线路工程施工测量。第二十一页，共六十七页，编辑于2023年，星期六线路工程测量具体内容有：（1）中线测量。（2）测量线路的纵横断面图。（3）测绘线路沿线一定宽度的带状地形图，供设计和施工用。（4）施工测量。（5）测绘竣工图，供日后管理和维修用。第二十二页，共六十七页，编辑于2023年，星期六第二节中线测量一、线路主点的测设线路主点：城区或厂区的管道、道路及其他管线经规划设计后，其起点、转折点及终点（统称为线路主点）。二、测量线路的转折角三、设置中桩四、曲线的测设第二十三页，共六十七页，编辑于2023年，星期六第三节纵、横断面水准测量纵断面水准测量又称为路线水准测量，它的任务是测定中线上各里程桩（简称中桩）的地面高程，绘制纵断面图，供线路纵坡设计用。横断面测量是测定各中桩两侧垂直于中线的地面高程，绘制横断面图，供线路断面设计、计算土石方量及施工时边桩放样用。第二十四页，共六十七页，编辑于2023年，星期六一、纵断面水准测量纵断面水准测量通常采用附合水准路线的形式，即从一个水准点开始，测出各整桩和加桩的高程后，附合到另一个水准点。第二十五页，共六十七页，编辑于2023年，星期六二、纵断面图的绘制绘制纵断面图时，以里程为横坐标，高程为纵坐标。为了更明显地表示出沿线路的地面高程变化情况，高程比例尺一般比水平距离比例尺大10～20倍。第二十六页，共六十七页，编辑于2023年，星期六三、横断面水准测量在横断面上应选择地面坡度变化较显著的点作为断面点。图4第二十七页，共六十七页，编辑于2023年，星期六第四节管道施工测量在城市和工业建设中，须要敷设许多地下管道，如给水、排水、煤气、电力等。管道施工测量的主要任务，就是根据工程进度的要求向施工人员随时提供中线方向和标高位置。下面分开槽施工和顶管施工两种情况介绍。第二十八页，共六十七页，编辑于2023年，星期六一、开槽施工测量（一）准备工作熟悉图纸和现场情况、校核管道中线、加密水准点。（二）管道放线测量测设施工控制桩、槽口放线。（三）管道施工过程中的测量工作埋设坡度板和测设中心钉、测设坡度钉第二十九页，共六十七页，编辑于2023年，星期六图5第三十页，共六十七页，编辑于2023年，星期六二、顶管施工测量当地下管道须要穿越铁路、公路、河流或重要建筑物等障碍物时，为了保证正常的交通运输和避免大量的拆迁工作，往往不允许从地面开挖沟槽，此时常采用顶管法施工。第三十一页，共六十七页，编辑于2023年，星期六图6顶管施工测量第三十二页，共六十七页，编辑于2023年，星期六第五节道路施工测量道路施工测量的主要工作有测设施工控制桩、线路坡度放样、路基边桩测设等。第三十三页，共六十七页，编辑于2023年，星期六一、测设施工控制桩由于中线桩在施工中要被挖掉，为了在施工中控制中线位置，就须要在不受施工干扰、便于引用、易于保存桩位的地方，施测施工控制桩。方法有平行线法和延长线法。第三十四页，共六十七页，编辑于2023年，星期六二、线路坡度的放样根据纵断面图上各中线桩点的设计高程，在现场利用水准仪后视附近水准点，用视线高测出各桩顶高程，桩顶高程减去该桩设计高程，就得到该桩的填、挖高度，并用油漆注于桩上。第三十五页，共六十七页，编辑于2023年，星期六三、路基边桩的测设路基的基本形式是路堤（填方路基）和路堑（挖方路基）。路基施工前，应把路基边坡与原地面相交的坡脚点（或坡顶点）定出来以便施工，测设路基边桩的方法有图解法和解析法第三十六页，共六十七页，编辑于2023年，星期六第四章建筑物变形观测与

竣工总平面图编绘第三十七页，共六十七页，编辑于2023年，星期六内容第一节概述第二节建筑物沉降观测第三节建筑物倾斜观测第四节建筑物水平位移和裂缝观测第五节竣工总平面图的编绘第三十八页，共六十七页，编辑于2023年，星期六第一节概述建筑物的变形观测，随着高大建（构）筑物的不断兴建，越来越受到人们的重视各种大型的建（构）筑物，如水坝、高层建筑、大型桥梁、隧道在其施工和运营过程中，都会不同程度出现变形。这些变形总有一个由量变到质变的过程，以致于最终酿成事故。因而及时地对建（构）筑物进行变形观测，掌握变形规律，以便及时分析研究和采取相应措施是非常必要的。同时也为检验设计的合理性，为提高设计质量提供科学的依据。第三十九页，共六十七页，编辑于2023年，星期六一、建筑物产生变形的原因建筑物发生变形的原因主要有两方面：一是自然条件及其变化，即建筑物地基的工程地质，水文地质及土壤的物理性质等；二是与建筑物本身相联系的原因，即建筑物本身的荷重，建筑物的结构，型式及动荷载（如风力、震动等）。此外，由于勘测、设计、施工以及运营管理等方面工作做得不合理还会引起建筑物产生额外的变形。第四十页，共六十七页，编辑于2023年，星期六所谓变形观测：就是用测量仪器或专用仪器测定建（构）筑物及其地基在建（构）筑物荷载和外力作用下随时间变形的工作。“变形”是一个总体的概念，包括地基沉隆回弹，也包括建筑物的裂缝、位移以及扭曲等。第四十一页，共六十七页，编辑于2023年，星期六二、变形观测的精度要求及内容变形观测的精度要求，取决于工程建筑的预计允许变形值的大小和进行观测的目的。若为建（构）筑物的安全监测，其观测中误差一般应小于允许变形值1/10～1/20；若是研究建（构）筑物的变形过程和规律，则精度要求还要高。第四十二页，共六十七页，编辑于2023年，星期六变形测量的等级划分及精度要求第四十三页，共六十七页，编辑于2023年，星期六变形观测的内容:建（构）筑物的沉降观测、倾斜观测、水平位移观测、裂缝观测和挠度观测等。第四十四页，共六十七页，编辑于2023年，星期六第二节建筑物沉降观测建筑物沉降观测也称为垂直位移观测，它是根据水准基点定期测出设置在变形体上的变形点的高程变化值。建筑物的沉降观测宜采用几何水准或液体静力水准测量方法。第四十五页，共六十七页，编辑于2023年，星期六一、水准基点及沉降观测点的布设（一）水准基点的布设和要求水准基点是垂直位移观测的基准，因此，水准基点应设在建筑物变形影响范围之外，距变形观测点20～100m之间，保证稳固不变，并永久保存，不受施工影响的安全地点。第四十六页，共六十七页，编辑于2023年，星期六（二）沉降观测点布设和要求观测点布设在变形体上，并能正确反映其变形有代表性的特征点。点的位置和数量应根据地质情况、支护结构形式、基坑周边环境和建（构）筑物荷载情况而定。高层建筑物应沿其周围每隔10～20m设置一点，房角、纵横墙连接处以及沉降缝的两旁，工业厂房可布置在基础柱子、承重墙及厂房转角处。第四十七页，共六十七页，编辑于2023年，星期六图7沉降观测点形式第四十八页，共六十七页，编辑于2023年，星期六二、沉降观测沉降观测就是根据水准基点定期进行水准测量，测量出建筑物上观测点的高程，从而计算其下沉量。对于高层建筑、深基坑开挖、桥梁和水坝的沉降观测，通常采用精密水准仪，按国家二等水准测量的要求进行施测，将各观测点布设成闭合或附合水准路线联测到水准基点上。第四十九页，共六十七页，编辑于2023年，星期六三、沉降观测的成果整理（一）成果整理观测工作结束后，应及时检查和整理外业观测手薄，确认无误后再进行内业计算。（二）计算沉降法第一次观测后，经过计算，就对各个沉降观测点赋予了一个起始值（相当于一个基准），在以后每次观测结束后，都可以根据基准点高程算出各观测点高程，然后分别计算各观测点相邻两次观测的沉降量（本次观测高程减去上次观测高程）和累积沉降量（本次观测高程减去第一次观测的起始值）并将计算结果中。第五十页，共六十七页，编辑于2023年，星期六沉降量观测记录表第五十一页，共六十七页，编辑于2023年，星期六（三）绘制沉降曲线为了更形象地表示沉降、荷重、时间之间的关系，可绘制荷重、时间、沉降量关系曲线图，如图8所示。时间—沉降量关系曲线是以沉降量为纵轴，时间t为横轴，根据每次观测日期和相应的沉降量按比例画出各点位，然后连接各点，构成s-t曲线图。第五十二页，共六十七页，编辑于2023年，星期六图8沉降曲线第五十三页，共六十七页，编辑于2023年，星期六第三节建筑物倾斜观测建筑物主体倾斜观测，就是测定建筑物顶部相对于底部或各层间的水平位移量，分别计算整体或分层的倾斜度、倾斜方向以及倾斜速率。对具有刚性建筑物的整体倾斜，亦可通过测量顶面或基础的相对沉降间接确定。第五十四页，共六十七页，编辑于2023年，星期六一、倾斜观测方法（一）投点法所谓投点法就是根据经纬仪的视准轴绕横轴旋转的竖直面原理将高层建筑物上的变形点（倾斜点）投影到低点（作为固定点），从而求得偏距，确定其倾斜度。第五十五页，共六十七页，编辑于2023年，星期六图9方体倾斜观测第五十六页，共六十七页，编辑于2023年，星期六（二）倾斜仪观测法常见的倾斜仪有水准管式倾斜仪、气泡式倾斜仪和电子倾斜仪等。倾斜仪一般具有能连续读数、自动记录和数字传输等特点，有较高的观测精度，因而在倾斜观测中得到广泛应用。第五十七页，共六十七页，编辑于2023年，星期六（三）激光铅垂仪法激光铅直仪法是在顶部适当位置安置接收靶，在其垂线下的地面或地板上安置激光铅直仪或激光经纬仪，按一定的周期观测，在接收靶上直接读取或量出顶部的水平位移量和位移方向。第五十八页，共六十七页，编辑于2023年，星期六第四节建筑物水平位移和裂缝观测一、建筑物水平位移观测建筑物水平位移观测就是测量建筑物在水平位置上随时间变化的移动量。为此，必须建立基准点或基准线，通过观测相对于基准点或基准线的位移量就可以确定建筑物水平