测设的基本工作

施工测量的基本工作教学内容一、 施工测量概述1、 施工测量的目的和内容施工测量的目的与一般测图工作相反，它是按照设计和施工要求，将设计图纸上的建筑物和构筑物，按其设计平面位置和高程，在地面水标定出来，作为施工的依据，这项工作称为测设，也称为放样或放线。施工测量除了测设之外，还包含了施工过程中的一系列测量工作，以衔接和指导各工序之间的施工。施工测量的任务，从土建工程开工到竣工，需要进行以下的测量工作（1） 开工前的测量工作1） 建立施工场地的测量控制2） 场地平整测量及土方量计算3） 建（构）筑物的定位放线（2） 施工过程中以及竣工后的测量工作1） 构（配）件安装时的定位测量与标高测量2） 施工质量（如柱、墙垂直度、地坪的平整度等）的检验测量3） 某些重要、大型或复杂建（构）筑物的变形和沉降观测4） 为编制竣工图而进行的竣工测量2、 施工测量的特点施工测量与一般测图工作相比具有以下特点（1） 目的不同。简单地说，测图工作是将地面上的地物、地貌测绘到图纸上，而施工测量是将图纸上设计的建（构）筑物测设到实地。（2） 精度要求不同。施工测量的精度要求取决于工程的性质、规模、材料、施工工艺等因素。一般高层建筑的施工测量精度要求高于低层建筑的施工测量精度，钢结构施工测量精度要求高于钢筋混凝土结构的施工测量精度，装配式建筑的施工测量精度要求高于非装配式建筑的施工测量精度。此外由于建（构）筑物的各部位相对位置关系的精度要求较高，因而工程的细部放样精度要求往往高于整体放样精度。（3） 施工测量与施工工序密切相关。施工测量直接为工程的施工服务，一般每道工序施工前都要进行放样测量，为了不影响施工的正常进行，应按照施工进度要求及时完成相应的测量工作。（4） 受施工干扰。施工现场工种多、交叉作业频繁、运输堆放物料，并有挖填土方作业，地面变动比较大，测量视线易被遮挡。因此，各种测量标志必须埋设稳固，并设置在不易破坏和碰动的位置。此外，还应经常检查，如有损坏，及时恢复。3、 施工测量的原则为了保证施工能满足设计和规范要求，施工测量与一般测图工作一样，也必须遵循“从整体到局部，先控制后细部”，和“上一步工作未做检核，不进行下一步工作”的原则。二、 测设的基本工作同测定一样，测设也有三项基本工作，即测设已知水平距离、测设已知水平角、测设已知高程。（一）水平距离测设在地面上测设已知水平距离是从地面一个已知点开始，沿已知方向，量出给定的实地水平距离，定出这段距离的另一端点。根据测量仪器工具不同，主要有以下两种方法。1、钢尺测设法测设水平距离，应先在现场确定已知方向。对建筑工程来说，若起始点与定向点距离较短，一般可用拉一条细线绳的方法定线;若起始点与定向点距离较远，则需要用经纬仪定线，方法见第四章直线定向中的经纬仪定线。（1） 一般测设方法：当测设的已知水平距离小于1钢尺的长度时，只需将钢尺的零点与已知起始点对齐，沿给定的方向拉紧、拉直和拉平钢尺，定出水平距离的终点即可。为了校核，可将钢尺移动l0cm-20cm，再测设一次。若两次测设之差在限差（1/3000〜1/5000）内，取它们的平均位置作为终点最后位置。当测设的已知水平距离大于1钢尺的长度时，则沿着已知方向依次丈量若干小于整尺长的尺段，各尺段之和等于已知水平距离即可。为了校核和提高精度，每尺段都要测设两次，然后取中定点，方法同上。（2） 精密方法当测设精度要求较高（1/5000〜1/10000以上）时，必须考虑尺长改造、温度改正和倾斜改正，并且要用标准拉力来拉钢尺。如图4.1.1所示，A是起点，D是设计的已知水平距离。钢尺的精密测设一般分两步完成，第一步是按一般方法测设该已知水平距离，在地面上定出临时端点P';第二步是按精密钢尺量距法，精确测量出AP'的水平距离D'（方法见第四章钢尺量距的精密方法），根据D'与已知水平距离D的差值AD=D'-D，沿AP'方向进行改正。若^D为正，说明实际测设水平距离大于设计值，应从P'往回改正AD，反之，若AD为负，则应从Pz往前改正AD，最后得到精确的P点。图4.1.1水平距离测设的精密方法2、全站仪测设法在起始点安置全站仪，进入距离测量模式，输入温度、气压和棱镜常数。照准测设方向，用望远镜视线指挥将棱镜立在测设方向上，按距离测量键，根据测量的水平距离与设计的放样距离只差，指挥棱镜前后移动，当距离差为0时，在该位置打桩定点。（二）水平角测设水平角测设是根据地面上已知点和已知方向，按设计的水平角值，在地面上标定出该角的另一个方向。根据精度要求不同，测设方法有如下两种：（1） 一般测设方法。当测设精度要求不高时，可用盘左盘右取中的方法，得到欲测设的角度。如果从已知方向到测设方向为顺时针，如图4.1.2所示，测设方法如下：安置仪器于A点，先以盘左位置照准B点，使水平度盘读数为零，松开制动螺旋，旋转照准部，使水平度盘读数为B值，在此视线方向上定出C'。再用盘右位置重复上述步骤，测设角B定出C〃点。取C'和C〃的中点为C，^Q/BAC就是要测设的角。-OC*图4.1.2水平角一般测设方法-OC*图4.1.2水平角一般测设方法图4.1.3水平角精密测设方法脱.ttli水nilIFiT如果从已知方向到测设方向为逆时针，照准起始方向时水平度盘读数可调整为B角值，逆时针转动照准部，使水平度盘读数为零，在此方向上以盘左盘右取平均的方法定点。（2）精密测设方法当测设水平角精度要求较高时，可采用垂线改正法。如图4.1.3所示，安置仪器于A点，先用一般方法测设已知角值，在地面上定出一个临时点C。再用测回法观测ZBAC，测回数可视精度要求而定，取各测回角值的平均值。'作为观测结果，设。'与已知角P的差为△。邛'-。，即可根据AC长度Dac和AP，计算其垂直距离d为d=Dac•tanAp^DAC•驱式中△& 单位秒（〃）p 1弓瓜度代表的秒值，p=206265”/孤度。过C做AC的垂线，若△&为正，说明测设角值比设计角值大，应沿垂线往内改正距离d；反之，若△&为负，说明测设角值比设计角值小，应沿垂线往外改正距离d。改正后得到C1点，/BAq即为精确测设的p角。（三）高程测设高程测设是根据施工现场已有的水准点，将某设计高程测设到施工场地上。一般用水准仪进行测设。1、地面上点的高程测设如图4.1.4所示，某点B附近有一水准点A的高程为HA，，现要将B点的设计高程H测设在一个木桩上，为此，在A、B两点间安置水准仪，先在A点立尺，读得后视读数为a，则B点的前视读数b应为b=HA+a-H设在B点处打入一根长木桩，使水准尺沿木横侧面上下移动，当尺上读数为b时，沿尺底在木桩侧面划一道横线，该线便是在B点测设的高程H位置。2、高程传递建筑施工中的开挖基槽或修建较高建筑，需要向低处或高处传递高程，此时水准尺长度有限，可用悬挂钢尺代替水准尺。如图4.1.5所示，欲根据地面水准点A，在坑内测设点B，使其高程为H。为此，在坑边架设一吊杆，杆顶吊一根零点向下的钢尺，尺的下端挂一重量相当于钢尺检定时拉力的重物，在地面上和坑内各安置一台水准仪，分别在尺上和钢尺上读得a、b、c，则B点水准尺读数d应为：d=HA+a-(b-C)-H设图4.1.5高程传递三、坡度线测设在平整场地、修筑道路和铺设管道等工程中，往往需要按一定的坡度施工，这时需要在现场测设坡度线，作为施工的依据。根据坡度大小和场地条件不同，坡度测设方法有水平视线法和倾斜视线法。1、水平视线法如图4.1.6所示，A、B为设计坡度线的两个端点，A点的设计高程％，设计坡度为i，则B点的设计高程为 AHb=厄+i.Dab图4.1.6水平视线法测设坡度坡度测设步骤：先根据附近水准点，将A、B两点的设计高程测设于地面上，并打入木桩。沿AB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、4的位置，测定每相邻两桩间的距离分别为d1、d2、d3、d4、d5。根据坡度定义和水准测量高差法，推算每一个桩点的设计高程H。安置水准仪，读取已知高程点A上的水准尺后视读数a,则视线高程H视：H视=Hja按测设高程的方法，利用水准测量仪高法，算出每一个桩点水准尺的应读数b应：b=H-H指挥打桩人员，仔细打桩，使水准仪的水平视线在各桩顶水准尺读数刚好等于各桩点的应读数"，则桩顶连线即为设计坡度线。2、倾斜视线法 "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理，以确定设计坡度上的各点高程位置。此法适用于坡度较大，且地面自然坡度与设计坡度较一致的场合。如图4.1.7所示，A，B为设计坡度的两个端点，已知A点高程HA设A计的坡度i，则B点的设计高程可用下式计算：H=H+i・D式中，坡度上升时i为正，反之为负A： AB图4.1.7倾斜视线法测设坡度测设步骤如下：先根据附近水准点，将设计坡度线两端A，B的设计高程H,H。测设于地面上，并打入木桩： AB将水准仪安置于A点，并量取仪高i，安置时使一个脚螺旋在AB方向上。另两个脚螺旋的连线大致垂直于AB方向线：瞄准B点上的水准尺，旋转AB方向上的脚螺旋或微倾螺旋，使视线在B点标尺上的读数等于仪器高i此时水准仪的倾斜视线与设计坡度线平行。在A，之间按一定距离打桩，当各桩点P，P，P上的水准尺读数都为仪器高i时，各桩顶连线就是所需测设的设计破度。2 3由于水准仪望远镜纵向移有限，若坡度较大，超出水准仪脚螺旋的调节范围时，可使用经纬仪测设。四、测设平面点位的基本方法点的平面位置测没方法直角坐标法、极坐标法、角度交会法和距离交会法等。测设时，可根据控制点的分布情况、地形条件、精度要求等合理选用：1、直角坐标法当施工场地布设有相互垂直的矩形方格网或主轴线，以及量距比较方便时可采用此法。测设时，先根据图纸上的坐标数据和几何关系计算测设数据，然后利用仪器工具实地测设点位。图4.1.8直角坐标法测设平面点位

现以图4.1.8所示为例说明具体方法。图中OA,OB为相互垂直的主轴线，它们的方向与建筑物相应两轴线平行。下面根据设计图上给定的1,2,3,4点的位置关系及l、3两点的坐标，用直角坐标法测设1，2,3,4各点的位置。（1） 计算测设数据图中，建筑物的轴线与坐标轴平行，根据l、3两点的坐标可以算得建筑物的长度为y-y=80.000m、，宽度为乂尸3=35.000m、过4,3分别作OA的垂线得a、"由图可得OA=40000m、，加=120.000m,ab=80.000m（2） 实地测设点位1） 安置经纬仪于O点，照准A方向，按距离测设方法由O点沿视线方向测设OA距离40m,定出a点，继续向前测设80m，定出b点。2） 安置经纬仪于a点，瞄准A点，水平度盘置零，盘左盘右取中法逆时针方向测设自角90°。从a点起沿视线方向测设距离25m,定出4点。再向前测设35m,即可定出1点的平面位置。3） 安置经纬仪于b点，照准A方向，方法同2）定出3和2两点的平面位置。4） 最后检查l—2和3—4之间的距离是否等于设计长度80m,Z1和/2是否等于90°，较差在规定的范围内，测设合格。2、极坐标法极坐标法是根据一个水平角和一段水平距离测设点的平面位置的方法。具备电子全站仪时，利用该方法测设点位具有很大的优越性。如采用经纬仪、钢尺测设，一般要求测设距离应较短，且便于量距、现以图4.1.9为例说明极坐标法测没点位的基本原理户（户（图4.1.9极坐标法测设平面点位图4.1.9中，A,B为已知控制点.P点为待测设点，其设计坐标为x,y。测设前，先根据已知点的坐标和待设点的坐标反算水平距离d和方位角。』然后再根据方位角求出水平角6和距离d,B和d就是极坐标法测设平面点位的测设数据。具计算公式为：以=arctan以=arctany—yxB-xA以=arctan—p ap 尤一y尤尤广七）2+（匕—七）2瞄准B点，采用盘左盘右分中法逆p=a—以abab实地测设时，可将经纬仪安置在A点时针方向测设B角，并在此方向上量取dAB长度，标定P点的位置，为确保精度，应该用其他点进行校核。若采用电子全站仪测设.不受地形条件的限制，测没距离可较长：尤其是电子全站仪既能测角又能测距，且内部固化有计算程序，可直接进行坐标放样，所以，应用极坐标法能极大地发挥全站仪的功能。3、角度交会法角度交会法适用于待测设点位离控制点较远或不便于量距的情况下。它是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。如图4.1.10所示，A，B，C,为坐标已知的平面控制点，P为待测设点，其设计坐标为P（%，％），现根据A，B，C三点测设P点。测设时，应先根据坐标反算公式分别计算七气，以所侦cp,%然后汁算测设数据叩1，^2然后实地测设点位。方法是在A，B两个控制点上安置经纬仪，分别测设出相应的a、B角，当测设精度要求较低时，可用标杆作为照准目标，通过两