建筑場地施工測量設(shè)計與實施

1、建筑場地施工測量方案設(shè)計與實施摘 要在工作的兩年生活中，主要根據(jù)南川安置房工程，成教中心文化傳媒工程、及重慶市渝北區(qū)兩路公租房工程的施工測量過程中對測量知識的論述和總結(jié)，本文主要通過前期的土石方平場工程到后期的竣工驗收工程一個綜合測量工程的論述。本文的目的就是使讀者能夠了解工程施工測量的當今的發(fā)展趨勢，重點講述的是施工測量的內(nèi)容與方法、平整場地的方法與步驟，通過具體實踐進行野外數(shù)據(jù)采集，分別采用了全站儀、經(jīng)緯儀和水準儀進行場地整平，并且介紹了場地整平的幾種基本方法。通過具體實例的研究，使我們了解到南方cass7.1場地整平方面快捷的應(yīng)用。在沒有全站儀的情況下，通過經(jīng)緯儀、水準儀采集到的數(shù)據(jù)，使

2、用Excel表格編寫一個小程序?qū)ζ鋽?shù)據(jù)進行處理計算，再將其放樣到實地，也是比較方便的。關(guān)鍵詞：施工測量；場地整平；南方cass7.1；方格網(wǎng)法；等高線法；斷面法 目 錄摘要I第1章 緒論11.1 施工測量概述11.2 施工測量的特點11.3 施工測量的原則21.4 施工測量前的準備工作21.5 施工測量工作過程2第2章 施工測量的內(nèi)容與方法42.1 平面控制網(wǎng)的測設(shè)42.1.1 施工坐標系與測圖坐標系的轉(zhuǎn)換42.1.2 建筑方格網(wǎng)52.1.3 建筑基線72.2 高程控制網(wǎng)的測設(shè)82.3施工放樣的基本方法82.3.1 定位元素的測設(shè)82.3.2 平面點位的測設(shè)方法122.3.3 測設(shè)已知坡度線1

3、42.4 本章小結(jié)15第3章 平整場地的方法與步驟163.1 方格網(wǎng)法163.1.1 平整為水平場地163.1.2 將場地平整成傾斜平面193.2 等高線法203.3 斷面法213.4 面積測定223.4.1 幾何圖形法233.4.2 坐標計算法233.4.3 透明方格法233.4.4 透明平行線法243.4.5 電子求積儀法243.5 本章小結(jié)25第4章 全站儀和經(jīng)緯儀的實例及數(shù)據(jù)采集與整理264.1 用全站儀進行場地整平為平面264.2 用經(jīng)緯儀、水準儀將場地平整平面294.3 將場地平整為一定坡度的傾斜場地314.4 用全站儀將場地整平為一定坡度的傾斜場地334.5本章小結(jié)37第五章 結(jié)

4、論38致謝39參考文獻40第1章 緒 論伴隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展，各式各樣、用途各異的各種建筑已屢見不鮮，在這些建筑的建設(shè)過程中，無論是在其設(shè)計階段，還是在其施工階段，都需要測量人員的配合。在設(shè)計階段,一般需要測繪1:2000或1:1000或1:500甚至1:200比例尺的地形圖,以作為設(shè)計的底圖；在施工階段,測繪人員應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求及施工現(xiàn)場的實際情況,首先布設(shè)放樣所需控制點,按設(shè)計圖紙,進行建筑物軸線及可能需要的增加地基承載力的諸如挖孔樁、粉噴樁等各種樁位的放樣。本文重點介紹施工測量中平整場地的實測方法與步驟，并且通過具體事例來演示其過程。1.1 施工測量概述施工測量是把設(shè)計的建筑物、構(gòu)筑物

5、的平面位置和高程，按設(shè)計要求以一定的精度測設(shè)在地面上，作為施工的依據(jù)，并在施工過程中進行一系列的測量工作，以銜接和指導各工序間的施工。施工測量貫穿于整個施工過程中。從場地平整、建筑物定位、基礎(chǔ)施工，到建筑物構(gòu)件的安裝等，都需要進行施工測量，才能使建筑物、構(gòu)筑物各部分的尺寸、位置符合設(shè)計要求。有些工程竣工后，為了便于維修和擴建，還必需測繪出竣工圖。有些高大或特殊的建筑物建成后，還要定期進行變形觀測，以便積累資料，掌握變形的規(guī)律，為今后建筑物的設(shè)計、維護和使用提供資料。1.2 施工測量的特點測繪地形圖是將地面上的地物、地貌測繪在圖紙上，而施工放樣則和它相反，是將設(shè)計圖紙上的建筑物、構(gòu)筑物按其設(shè)計位

6、置測設(shè)到相應(yīng)的地面上。測設(shè)精度的要求取決于建筑物或構(gòu)筑物的大小、材料、用途和施工方法等因素。一般高層建筑物的測設(shè)精度應(yīng)高于低層建筑物，鋼結(jié)構(gòu)廠房的測設(shè)精度應(yīng)高于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)廠房，裝配式建筑物的測設(shè)精度應(yīng)高于非裝配式建筑物。施工測量工作與工程質(zhì)量及施工進度有著密切的聯(lián)系。測量人員必須了解設(shè)計的內(nèi)容、性質(zhì)及其對測量工作的精度要求，熟悉圖紙上的尺寸和高程數(shù)據(jù)，了解施工的全過程，并掌握施工現(xiàn)場的變動情況，使施工測量工作能夠與施工密切配合。另外，施工現(xiàn)場工種多，交叉作業(yè)頻繁，并有大量土、石方填挖，地面變動很大，又有動力機械的振動，因此各種測量標志必須穩(wěn)固埋設(shè)在不易破壞的位置。還應(yīng)做到妥善保護，經(jīng)常檢查

7、，如有破壞，應(yīng)及時恢復。1.3 施工測量的原則施工現(xiàn)場上有各種建筑物、構(gòu)筑物，且分布較廣，往往又不是同時開工興建。為了保證各個建筑物、構(gòu)筑物在平面和高程位置都符合設(shè)計要求，互相連成統(tǒng)一的整體，施工測量和測繪地形圖一樣，也要遵循“從整體到局部，先控制后碎部”的原則。即先在施工現(xiàn)場建立統(tǒng)一的平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)，然后以此為基礎(chǔ)，測設(shè)出各個建筑物和構(gòu)筑物的位置。施工測量的檢核工作也很重要，必須采用各種不同的方法加強外業(yè)和內(nèi)業(yè)的檢核工作。1.4 施工測量前的準備工作在施工測量之前，應(yīng)建立健全測量組織和檢查制度，并核對設(shè)計圖紙，檢查總尺寸和分尺寸是否一致，總平面圖和大樣詳圖尺寸是否一致，不符之處要向設(shè)

8、計單位提出，進行修正。然后對施工現(xiàn)場進行實地踏勘，根據(jù)實際情況編制測設(shè)詳圖，計算測設(shè)數(shù)據(jù)。對施工測量所使用的儀器、工具應(yīng)進行檢驗、校正，否則不能使用。工作中必須注意人身和儀器的安全，特別是在高空和危險地區(qū)進行測量時，必須采取防護措施。在勘測時期已建立有控制網(wǎng)，但是由于它是進行控制測量時建立的，未考慮施工的要求，控制點的分布、密度和精度，都難以滿足施工測量的要求，另外，由于平整場地控制點大多被破壞，因此在施工之前，建筑場地上要重新建立專門的施工控制網(wǎng)。1.5 施工測量工作過程施工測量是指把圖紙上設(shè)計好的建（構(gòu)）筑物位置（包括平面和高程位置）在實地標定出來的工作，即按設(shè)計的要求將建（構(gòu)）筑物各軸線

9、的交點、道路中線、橋墩等點位標定在相應(yīng)的地面上。這項工作又稱為測設(shè)或放樣。這些待測設(shè)的點位是根據(jù)控制點或已有建筑物特征點與待測設(shè)點之間的角度、距離和高差等幾何關(guān)系，應(yīng)用測繪儀器和工具標定出來的。施工測量貫穿于工程的全過程，其主要工作包括以下幾個方面：1、施工前進行的測量工作(1)建立施工場地的施工測量控制網(wǎng)。(2)施工場地的平整測量。(3)建（構(gòu)）筑物的定位與放線測量。2、施工期間進行的測量工作(1)配件安裝時的定位測量，包括平面與高程測量。(2)施工中工程質(zhì)量的檢測工作，如垂直度、平整度等。(3)有關(guān)重要建（構(gòu)）筑物的基礎(chǔ)沉降觀測。(4)為編制竣工圖所進行的測量工作。3、竣工后進行的測量工作

10、(1)全面進行一次竣工圖的測量。(2)全面檢查工程質(zhì)量的測量。(3)對重要建（構(gòu)）筑物定期進行的變形觀測。第2章 施工測量的內(nèi)容與方法建筑施工測量必須遵循“從整體到局部”、“先控制后碎部”的原則，因此在施工前，需要在建筑場地上建立統(tǒng)一的施工控制網(wǎng)。施工控制網(wǎng)主要用于建筑物的施工放樣和變形監(jiān)測。在勘測階段所建立的測圖控制網(wǎng)，在施工放樣時仍可以使用，但勘測階段所建立的控制網(wǎng)，主要是為滿足測圖的需要。這時建筑物的設(shè)計位置尚未確定，測圖控制網(wǎng)無法考慮滿足施工的測量要求，而且由于施工現(xiàn)場的施工，原來布置的測圖控制點往往會被破壞或因建筑物的修建而無法通視，因此在施工以前，應(yīng)在建筑場地重新建立施工控制網(wǎng)，以

11、供建筑物施工階段和運行管理階段使用。相對于測圖控制網(wǎng)來說，施工控制網(wǎng)具有控制范圍小、精度要求高、控制點密度大、使用頻繁等特點。施工控制網(wǎng)分為平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)。2.1 平面控制網(wǎng)的測設(shè)施工控制網(wǎng)一般布設(shè)成正方形或矩形的網(wǎng)格，稱為建筑方格網(wǎng)。當建筑物的結(jié)構(gòu)比較簡單時只需布設(shè)一條或幾條基線作為平面控制，即建筑基線。當建筑物比較復雜時，可布設(shè)成導線。2.1.1 施工坐標系與測圖坐標系的轉(zhuǎn)換施工坐標系（也稱建筑坐標系）是供建筑物施工放樣時使用的直角坐標系，其坐圖2.1 施工坐標系與測圖坐標系的轉(zhuǎn)換標軸與建筑物的主軸線一致或平行。當施工坐標系與測量坐標系不一致時，兩者之間需要進行坐標換算。如圖2.1

12、所示：設(shè)xoy為測量坐標系，為施工坐標系，為施工坐標系的原點在測量坐標系中的坐標，為施工坐標系的縱軸在測量坐標系中的方位角。設(shè)施工坐標系中點的坐標為（），則可按下式將其換算為測量坐標（）： （2.1）若已知p點的測量坐標，則可按下式將其換算為施工坐標。 (2.2)2.1.2 建筑方格網(wǎng)1、建筑方格網(wǎng)的設(shè)計 建筑方格網(wǎng)的布設(shè)方案應(yīng)根據(jù)建筑物設(shè)計總平面圖上的建（構(gòu)）筑物、道路及各種管線的布設(shè)情況，并結(jié)合現(xiàn)場的地形情況擬定。設(shè)計時先選定建筑方格網(wǎng)的主軸線，后設(shè)計其他方格點。方格網(wǎng)可設(shè)計成正方形或矩形，當場區(qū)面積較大時，常分兩級。首級可采用“十”字形、“口”字形或“田”字形，然后再加密方格網(wǎng)（如圖2.

13、2所示）。當場區(qū)面積不大時，可布置成全面網(wǎng)。方格網(wǎng)布設(shè)時應(yīng)考慮以下幾點： (1)方格網(wǎng)的主軸線應(yīng)布設(shè)在場區(qū)的中部，并與擬建主要建筑物的基本軸線平行。主軸線的定位點應(yīng)不少于3個，有一個應(yīng)是縱、橫軸線的交點。圖2.2 建筑方格網(wǎng)(2)方格網(wǎng)的邊長一般為100200，并盡可能為50的整數(shù)倍，邊長的相對精度一般為1/100001/20000。(3)縱橫軸線要正交，交角為90°，縱、橫軸線的長度以能控制整個建筑場地為度。 (4)方格網(wǎng)的邊長應(yīng)保證通視且便于測距和測角，放樣后的主軸線點位應(yīng)進行角度測量，檢查直線度，測定交角的測角中誤差，不應(yīng)超過，直線度的限差應(yīng)在180°±以內(nèi)

14、。2、建筑方格網(wǎng)主軸線的測設(shè) 建筑方格網(wǎng)主軸線的點位是根據(jù)測圖控制點來測設(shè)的。首先應(yīng)將測圖控制點的測量坐標換算成施工坐標。如圖2.3所示，M1、M2、M3為測量控制點，A、O、B為主軸點。用坐標反算算出放樣元素，然后用極坐標法放出三主點的概略位置、，并標定下來。圖2.3 測量坐標與施工坐標換算由于存在誤差，致使三點不在同一條直線上（如圖2.4所示），因此在中間點安置經(jīng)緯儀（或全站儀），精確測定角。如果它和180°之差不超過±，則認為此三點成一條直線；否則，應(yīng)進行調(diào)整。調(diào)整時，各主軸線點應(yīng)在A、O、B的垂線方向移動同一改正值，使三點成一條直線。ab（180°）/2(

15、a+b) (2.3)圖2.4 換算誤差圖2.5 測設(shè)誤差式（2.3）中，a為OA的長度，b為OB的長度。定好A、O、B三個主點后（如圖2.5所示），將儀器安置在O點，瞄準A點，分別向左、右轉(zhuǎn)90°，測設(shè)出另一主軸線COD，同樣定出其概略位置和，再精確測出和，分別算出它們與90°之差和，并計算出改正值和，調(diào)整的位置。 (2.4)式中，是或的距離。C、D兩點定出后，還應(yīng)觀測改正后的COD，它與180°之差也應(yīng)在限差范圍之內(nèi)。然后精密丈量出OA、OB、OC、OD的距離，若超過限差，應(yīng)進行調(diào)整，最后標出各點點位。3、建筑方格網(wǎng)的詳細測設(shè)主軸線測設(shè)好后，分別在主軸線端點上安

16、置儀器，均以O(shè)點為起始方向，分別向左、右測設(shè)出90°角，這樣就交會出田字形方格網(wǎng)點。為了進行校核，還要安置儀器于方格網(wǎng)點上，測量其角值是否為90°，并測量各相鄰點間的距離，看它是否與設(shè)計邊長相等，誤差均應(yīng)在允許范圍之內(nèi)。此后再以基本方格網(wǎng)點為基礎(chǔ)，按測角交會或?qū)Ь€測量的方法加密方格網(wǎng)中其他各點。2.1.3 建筑基線 建筑基線是施工控制的基準線。通常建筑基線可布置成直線形、L字形、十字形和T字形（如圖2.6所示）。建筑基線應(yīng)靠近建筑物并與其主要軸線平行，建筑基線主點間應(yīng)相互通視，邊長為100400，基線點應(yīng)不少于三個，點位應(yīng)便于保存。建筑基線的測設(shè)方法一般采用直角坐標法?；€

17、點間距離與設(shè)計值相比較，其不符值不應(yīng)大于1/10000，否則應(yīng)進行必要的點位調(diào)整。圖2.6 建筑基線的布設(shè)形式2.2 高程控制網(wǎng)的測設(shè)建筑場地上的高程控制采用水準網(wǎng)，一般布設(shè)成兩級，首級為整個場地的高程基本控制，應(yīng)布設(shè)成閉合路線，盡量與國家水準點聯(lián)測，水準點應(yīng)布設(shè)在不受施工影響、無振動、易于永久保存的地方，并埋設(shè)成永久性標志。以首級控制為基礎(chǔ)，布設(shè)成閉合、附合水準路線的加密控制，加密點的密度應(yīng)盡可能滿足安置一次儀器即可測設(shè)出所需的高程點，其點可埋設(shè)成臨時標志，也可在方格網(wǎng)點樁面上中心點旁邊設(shè)置一個突出的半球標志。在一般情況下，首級網(wǎng)采用四等水準測量方法建立，而對連續(xù)生產(chǎn)的車間、下水管道或建筑物

18、間高差關(guān)系要求嚴格的建筑場地上，則需采用三等水準測量的方法測定各水準點的高程。加密水準網(wǎng)根據(jù)測設(shè)精度的不同要求，可采用四等水準或圖根水準的技術(shù)要求進行施測。2.3施工放樣的基本方法2.3.1 定位元素的測設(shè)1、測設(shè)已知水平距離 （1）一般方法如圖2.7，從已知點A沿已知方向用鋼尺量出已知距離，得端點。為校核，同法再測設(shè)一次得點，若兩點之差在限差內(nèi)，則取兩次端點的平均位置B作為終點位置。 如圖2.7 一般方法測設(shè)水平距離圖2.8 精確方法測設(shè)已知距離（2）精確方法當測設(shè)精度要求較高時，可采用如下方法。如圖2.8，從已知點A沿給定方向AC用鋼尺量出已知距離D，得端點的概略位置。然后用精密量距方法往

19、返丈量距離得，則點的改正值，最后根據(jù)D定出B點位置。D為正，向外量D；D為負，則向內(nèi)D。如使用光電測距儀或全站儀，見圖2.9，安置儀器于A點，瞄準已知方向，啟動跟蹤測量功能，沿此方向移動棱鏡位置，使儀器顯示距離略大于應(yīng)測設(shè)的距離D，定出點。在點安置棱鏡，測出豎角及斜距，計算出的水平距離，同樣求得點位置的改正值。根據(jù)D的符號在實地用鋼尺沿已知方向改正至B點。用測距儀放樣距離，應(yīng)進行加常數(shù)、乘常數(shù)和氣象改正。圖2.9 光電測距儀測設(shè)已知距離2、測設(shè)已知水平角（1）一般方法如圖2.10，A為角頂點，AB為已知方向，為已知角值，欲在A點測設(shè)角，定出該角的另一邊AC，可采用正倒鏡分中法。即在A點安置經(jīng)緯

20、儀，先用盤左照準B點，讀取水平度盤讀數(shù)L。轉(zhuǎn)動照準部使度盤讀數(shù)為（L+）值，在視線方向上定出點。然后用盤右重復上述操作，定出點。取連線的中點C，標定C點，得AC方向。檢核時，用測回法測量BAC，若與值之差符合要求，則BAC為測設(shè)的角。圖2.10 一般方法測設(shè)水平角（2）精確方法如圖2.11，先用一般方法按已知角值測設(shè)出AC方向上的C點，然后對BAC進行多測回水平角觀測，測得角值為，則=-。其垂距CC0應(yīng)為CC0=AC·tan=AC·/從C點沿AC邊垂線方向向外（>0）或向內(nèi)（<0）量出垂距CC0，定出C0點。BAC0為要測設(shè)的角；AC0即為測設(shè)角值設(shè)定的方向。檢

21、核時，再用測回法測出BAC0，其值與角值之差應(yīng)小于限差。圖2.11 精確方法測設(shè)水平角3、測設(shè)已知高程 如圖2.12，已知水準點A的高程HA=49.358m，測設(shè)于B樁上的設(shè)計高程HB =50.450m。在水準點與B樁之間安置水準儀，在A點上的后視讀數(shù)a=1.965m，按視線高法求得B樁上的前視讀數(shù)為 =（49.358m+1.965m）-50.450m=0.873 （2.5）測設(shè)時，將水準尺沿B樁側(cè)面上下移動，當前視讀數(shù)b剛好為0.873m時，緊靠尺底在B樁上劃一水平線，此線高程即為50.450m（在施工現(xiàn)場，如果以HB為施工的±0，則該線即為±0位置）。圖2.12 測設(shè)已

22、知高程當向深基坑內(nèi)或較高的建筑物上測設(shè)已知高程時，還可懸掛鋼尺進行高程上、下傳遞。如圖2.13，欲在較深基坑內(nèi)設(shè)置B樁，其高程HB為38.400m。已知水準點A的高程HA為46.235m，在基坑上架設(shè)吊桿，從桿頂懸掛一根零點在下端的鋼尺，并掛一相當于鋼尺檢定時拉力的重錘。施測時，先在地面上安置水準儀，設(shè)后視讀數(shù)a1=1.508m，鋼尺上的前視讀數(shù)b1=9.642m。然后將水準儀置于基坑內(nèi)，后視鋼尺讀數(shù)a2=1.357m，前視B點應(yīng)讀水準尺讀數(shù)b2為（由圖上直接看出） =1.058m （2.6）圖2.13 深基坑高程測設(shè)將水準尺沿坑壁上下移動，當讀數(shù)b2=1.058m時，緊貼尺底向坑壁水平釘入木

23、樁，木樁頂面高程即為HB。當測設(shè)高程大于視線高程，如圖2.14，向高建筑物B處測設(shè)時，可在該處懸吊鋼尺，鋼尺零端在上（倒尺）。前視讀數(shù)時，上下移動鋼尺，使水準儀前視讀數(shù)恰為，則鋼尺零分劃線的高程即為所需測設(shè)的高程HB。圖2.14 向高處測設(shè)高程2.3.2 平面點位的測設(shè)方法測設(shè)平面點位的常用方法有多種，采用哪種方法，應(yīng)根據(jù)控制點分布、儀器設(shè)備、放樣精度和現(xiàn)場條件等因素確定。圖2.15 直角坐標法測設(shè)點的平面位置（單位：m）1、直角坐標法如圖2.15，0A、0B是兩條相互垂直的建筑基線，它與待測建筑物相應(yīng)兩軸線平行。根據(jù)圖上1、3點坐標，即可測設(shè)建筑物1、2、3、4點：在0點安置經(jīng)緯儀，瞄準A點

24、，由0點起沿視線方向測設(shè)距離40m定出a點。再向前測設(shè)距離80m定出b點。然后在a點安置經(jīng)緯儀，瞄準A點，向左測設(shè)90°角，由a點沿視線方向測設(shè)25m，定出4點，再向前測設(shè)35m，定出1點。同法在b點定出3和2點。為檢核點位是否正確，應(yīng)檢查各邊長是否等于設(shè)計長度，四角是否等于90°，誤差在允許范圍內(nèi)即可。圖2.16 極坐標法測設(shè)點的平面位置2、極坐標法如圖2.16，A、B為控制點，P為待定點，其坐標均為已知；根據(jù)坐標反算公式即可算出P點的測設(shè)數(shù)據(jù)；極距、極角。 （2.7）式（2.7）中：測設(shè)時，在A點安置經(jīng)緯儀，以B為后視方向測設(shè)角，定出AP方向，然后沿AP方向測設(shè)距離定出

25、P點位置。3、角度交會法又稱方向交會法，它適用于待定點離控制點較遠或量距困難的地方。如圖2.17，A、B、C為控制點，P為待定點，其坐標均為已知。根據(jù)坐標反算求出測設(shè)數(shù)據(jù)。測設(shè)時，在A、B兩點同時安置經(jīng)緯儀，分別測設(shè)出1和2角，定出AP、BP，兩方向線交點即為P。為保證交會點的精度，還應(yīng)從第三個控制點C測設(shè)角定出CP方向。由于測設(shè)角度的誤差影響，三方向線將不交于一點，而形成一個示誤三角形。當示誤三角形的邊長在限差內(nèi)時，可取示誤三角形的重心作為P點的位置。為了保證交會點的精度，應(yīng)選擇適當位置的控制點進行測設(shè)，以保證交會角在30°150°之間。圖2.17 角度交會法測設(shè)點的平面

26、位置圖2.18 距離交會法測設(shè)點的平面位置4、距離交會法這種方法適用于待定點離控制點的距離不超過一整尺段長、地面平坦、便于量距的地方。如圖2.18，A、B、C為控制點，1、2為待定點，其坐標均為已知。根據(jù)坐標可反算距離D1、D2、D3、D4。測設(shè)時，用鋼尺分別從控制點A、B測設(shè)距離D1、D2，并使D1、D2交于一點，即為1點位置。同法以D3、D4交會出2點。最后應(yīng)測量12長度，與設(shè)計長度比較作檢核。5、自由設(shè)站法全站儀的廣泛應(yīng)用，給放樣工作帶來了很多方便。在兩個以上已知點的情況下，置全站儀于任一未知點上，觀測到已知點的距離、方向，即可按最小二乘法求得測站點坐標，此法稱自由設(shè)站法。在求得測站點坐

27、標的同時也完成了測站定向，再根據(jù)測站點、已知點和放樣點的坐標，采用極坐標法可測設(shè)各放樣點。自由設(shè)站加極坐標法是實現(xiàn)施工放樣測量一體化的主要方法。2.3.3 測設(shè)已知坡度線直線坡度i是直線兩端點間的高差h與其水平距離D之比，即i=h/D。如圖2.19，已知=50.512m，AB距離D=80.000m。如將AB測設(shè)為坡度i=-1%的直線，則B點的設(shè)計高程為：=50.512m-0.01×80.000m=49.712m然后按測設(shè)高程的方法，將HB測設(shè)到B樁上，即可使AB為i=-1%的坡度線。這時，如需在AB間測設(shè)同坡線的1、2、3樁，可在A點安置水準儀，使一腳螺旋置于AB方向線上，量取儀器高

28、i，在B點豎立標尺，旋轉(zhuǎn)AB方向的腳螺旋，直至視線在標尺上的讀數(shù)為i時，儀器視線即平行于坡度線。然后在中間1、2、3點打入木樁，木樁打至樁上標尺讀數(shù)為i時為止，樁頂連線即為測設(shè)的坡度線。若測設(shè)坡度較大，可改用經(jīng)緯儀進行測設(shè)。圖2.19 測設(shè)已知坡度線2.4 本章小結(jié)本章主要講述了施工控制網(wǎng)建立的一般原則，其重點是掌握施工放樣的基本方法，目的是為以后場地整平中放樣方格網(wǎng)做好基礎(chǔ)。第3章 平整場地的方法與步驟土建工程開工前，需要進行“三通一平”,即要求做到“水通、電通、道路通”和“平整場地”。因施工場地的自然地貌常常是起伏不平的，不能滿足建設(shè)要求，如不先平整，施工機具、材料進場也不方便。而當工程接

29、近收尾時，配合綠化還要進行一次場地平整。場地平整的概念：場地平整就是將高程不同的自然地面設(shè)計成水平地面或者具有一定坡度的傾斜地面，通過土石方量計算、面積計算等再將其放樣到實地并用紅布條標明填挖量，然后利用一定器械按照設(shè)計要求將其進行整平。場地平整測量的主要內(nèi)容有：實測場地地形，按土方平衡原則進行豎向設(shè)計，最后進行現(xiàn)場放線作為施工依據(jù)。通常采用方格網(wǎng)法，等高線法，斷面法等進行場地平整測量。3.1 方格網(wǎng)法方格網(wǎng)法適用于地形起伏不大的方圓地區(qū)，一般要求在填土和挖土的土石方基本平衡的條件下平整成水平場地，先求出水平場地的合理的設(shè)計高程，再以此高程為基準計算各點的挖、填深度和挖、填方量。場地平整有兩種

30、情形，其一是平整為水平場地，其二是整理為傾斜面。3.1.1 平整為水平場地圖3.1所示為某場地的地形圖，假設(shè)要求將原地貌按照挖填平衡的原則改造成水平面，土方量的計算步驟如下：1、在地形圖上繪制方格網(wǎng)方格網(wǎng)大小取決于地形的復雜程度、地形圖比例尺的大小和土方計算的精度要求，一般地，方格邊長為圖上2cm。各方格頂點的高程用線性內(nèi)插法求出，并注記在相應(yīng)頂點的右上方，如圖3.1所示。2、計算填、挖平衡的設(shè)計高程先將每一方格頂點的高程相加除以4，得到各方格的平均高程，再將每個方格的平均高程相加除以方格總數(shù)，就得到挖填平衡的設(shè)計高程，其計算公式為： （3.1）將圖3.1中各方格頂點的高程代入式（3.1）中，

31、即可計算出設(shè)計高程。在圖3.1中內(nèi)插出的等高線（圖中虛線）即為挖填平衡的邊界線。圖3.1 平整為水平場地方格法土方計算3、計算挖、填高度將各方格頂點的高程減去設(shè)計高程即得其挖、填高度，其值注明在各方格頂點的右上方，如圖3.1所示。4、計算挖、填土方量可按角點、邊點、拐點和中點分別計算，計算公式1如下：角點：挖（填）高×1/4方格面積邊點：挖（填）高×2/4方格面積拐點：挖（填）高×3/4方格面積中點：挖（填）高×4/4方格面積挖、填土方量的計算一般在表格中進行，使用Excel計算的填挖土方量,后面我們會用實例作詳細說明。5、計算總的填、挖方量將所有方格的

32、填方量和挖方量分別求和，即得總的填、挖土石方量。如果設(shè)計高程H0是各方格的平均高程值，則最后計算出來的總填方量和總挖方量基本相等。用方格法計算場地填、挖土方量,為了使土方量計算更為準確一般分為四種形式,如圖1(a)、(b)、(c)、(d)所示,設(shè)相應(yīng)地面方格邊長為a ,±為第i方格點的填(-)、挖(+)高度。對照圖3.2(a)、圖3.2(b)、圖3.2(c)和圖3.2(d)四種形式,分別列出相應(yīng)填(挖)土方量計算公式如下: （3.2）圖3.2 方格角點填(挖)高度的四種形式上列式中:a2為方格相應(yīng)地面正方形面積,為相應(yīng)地面三角形面積,為相應(yīng)地面梯形面積,+號表示挖方,-號表示填方。由

33、圖3.2 (b)、(c)、(d)形式看出,這些方格的土方量計算屬于既有填方又有挖方的方格,故在計算土方量前,應(yīng)先確定此方格邊上不填不挖點(零點),相應(yīng)零點連線則為此方格中不填不挖線(零線),從而使填、挖土方量分開計算。方格邊上零點的確定可按下列公式計算: （3.3）式中:d填(挖)為方格邊上零點至填高角點(至挖深角點)的距離;h填(挖)為方格邊上兩個角點的填高值(挖深值);a為方格地面邊長。3.1.2 將場地平整成傾斜平面對于地形復雜、大面積范圍的建筑群,其場地平整應(yīng)盡可能按地形條件平整為傾斜平面,這樣既經(jīng)濟又利于排水。將原地形整理成某一坡度的傾斜面，一般可根據(jù)挖、填平衡的原則，繪制出設(shè)計傾斜

34、面的等高線。繪制這組等高線必備的條件是：等高距、平距、平行等高線的方向（或最大坡度線方向）以及高程的起算值。它們都是通過具體的設(shè)計要求直接或間接提供的。繪出傾斜面等高線后，通過內(nèi)插即可求出每個方格角點的設(shè)計高程值。這樣，便可以計算各方格網(wǎng)點的填、挖高度，并計算出每個方格的填、挖方量及總填、挖方量。但是，有時要求所設(shè)計的傾斜面必須包含某些不能改動的高程點（稱設(shè)計傾斜面的控制高程點），例如已有道路的中線高程點，永久性或大型建筑物的外墻地坪高程等。如圖3-3所示，設(shè)A，B，C三點為控制高程點，其地面高程分別為54.6，51.3和53.7。要求將原地形整理成通過A，B，C三點的傾斜面，其土方量的計算步

35、驟如下：1、確定設(shè)計等高線的平距過A，B兩點作直線，用比例內(nèi)插法在AB直線上求出高程為54，53，52各點的位置，也就是設(shè)計等高線應(yīng)經(jīng)過AB直線上的相應(yīng)位置，如d，e，f，g，點。2、確定設(shè)計等高線的方向在AB直線上比例內(nèi)插出一點k，使其高程等于C點的高程53.7。過kC連一直線，則kC方向就是設(shè)計等高線的方向。3、插繪設(shè)計傾斜面的等高線過d，e，f，g各點作kC的平行線（圖3.3中的虛線），即為設(shè)計傾斜面的等高線。過設(shè)計等高線和原同高程的等高線交點的連線，如圖中連接1，2，3，4，5等點，就可得到挖、填邊界線。圖中繪有短線的一側(cè)為填土區(qū)，另一側(cè)為挖土區(qū)。4、計算挖、填土方量與前面的方法相同，

36、首先在圖上繪制方格網(wǎng)，并確定各方格頂點的挖深和填高量。不同之處是各方格頂點的設(shè)計高程是根據(jù)設(shè)計等高線內(nèi)插求得的，并注記在方格頂點的右下方。其填高和挖深量仍注記在各頂點的左上方。挖方量和填方量的計算和前面的方法相同。圖3.3 平整為傾斜面場地方格法土方計算23.2 等高線法如果地形起伏較大時，可以采用等高線法計算土石方量。但是，等高線法其存儲數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復雜和難以建立。首先從設(shè)計高程的等高線開始計算出各條等高線所包圍的面積，然后將相鄰等高線面積的平均值乘以等高距即得總的填挖方量。如圖3.4，地形圖的等高距為5m，要求平整場地后的設(shè)計高程為492m。首先在地形圖中內(nèi)插出設(shè)計高程為492m的等

37、高線（如圖3.4中虛線），再求出492m、495m、500m三條等高線所圍成的面積、，即可算出每層土石方的挖方量為=·（+）·3=·（+）·5=··3 （3.4）則，總的土石方挖方量為= =+ （3.5）圖3.4 等高線法計算填挖方量3.3 斷面法斷面法是在施工場地范圍內(nèi)，利用地形圖以一定間距繪出地形斷面圖，并在各個斷面圖上繪出平整場地后的設(shè)計高程線。然后，分別求出斷面圖上地面線與設(shè)計高程線所圍成的面積，再計算相鄰斷面間的土石方量，求其和即為總土石方量。在地形起伏變化較大的地區(qū)，或者如道路、管線等線狀建設(shè)場地，則宜采用斷面法來計算填挖

38、土方量。圖3.5 斷面法場地整平如圖3.5所示，ABCD是某建設(shè)場地的邊界線，擬按設(shè)計高程85m對建設(shè)場地進行平整，現(xiàn)采用斷面法計算填方和挖方的土方量。根據(jù)建筑場地邊界線ABCD內(nèi)的地形情況，每隔一定間距（圖3.5為圖上距離1cm）繪一垂直于場地左、右邊界線AD、BC的斷面圖。圖3.6為A-B、I-I的斷面圖。由于設(shè)計高程定為85m，在每個斷面圖上，凡低于85m的地面與85m設(shè)計等高線所圍成的面積即為該斷面的填方面積，如圖3-6中，凡高于85m的地面與85m設(shè)計等高線所圍成的面積即為該斷面的挖方面積，如圖3.6中的，。圖3.6 斷面的挖方面積分別計算出每一斷面的總填、挖土方面積后，然后將相鄰兩

39、斷面的總填（挖）土方面積相加后取平均值，再乘上相鄰兩斷面間距L，即可計算出相鄰兩斷面間的填、挖土方量。如在A-B斷面與I-I斷面間的填、挖土方量計算公式為：挖方：=·(+)×L填方： （3.6）式（3.6）中，相鄰斷面間的挖、填土方量；S斷面處的挖方面積； 斷面處的填方面積； L相鄰斷面間距。 用同樣的方法可以分別計算出其他相鄰斷面間的填挖土方量。匯總后則可以計算出ABCD場地的總填方量和總挖方量。3.4 面積測定面積測量的方法很多，常用的有幾何圖形法、坐標計算法、透明方格法、透明平行線法和電子求積儀法。3.4.1 幾何圖形法當欲求面積的邊界為直線時，可以把該圖形分解為若干

40、個規(guī)則的幾何圖形，例如三角形、梯形或平行四邊形等，如圖 3.7。然后，量出這些圖形的邊長，這樣就可以利用幾何公式計算出每個圖形的面積。最后，將所有圖形的面積之和乘以該地形圖比例尺分母的平方，即為所求面積。3.4.2 坐標計算法如果圖形為任意多邊形，并且，各頂點的坐標已知，則可以利用坐標計算法精確求算該圖形的面積如圖3-8，各頂點按照逆時針方向編號，則面積為。 圖3.7 幾何圖形法測算面積 圖3.8 坐標計算法測算面積 （3.7）式中，當i=1時，用代替；當i=n時，用代替。3.4.3 透明方格法對于不規(guī)則圖形，可以采用圖解法求算圖形面積。通常使用繪有單元圖形的透明紙蒙在待測圖形上，統(tǒng)計落在待測

41、圖形輪廓線以內(nèi)的單元圖形個數(shù)來量測面積。透明方格法通常是在透明紙上繪出邊長為1mm的小方格，如圖3.9(a)，每個方格的面積為1mm2，而所代表的實際面積則由地形圖的比例尺決定。量測圖上面積時，將透明方格紙固定在圖紙上，先數(shù)出完整小方格數(shù)n1，再數(shù)出圖形邊緣不完整的小方格數(shù)n2。然后，按下式計算整個圖形的實際面積 （3.8）式（3.8）中M為地形圖比例尺分母；S的單位為m2。圖3.9 透明紙法測算面積3.4.4 透明平行線法透明方格網(wǎng)法的缺點是數(shù)方格困難，為此，可以使用圖9.16b透明平行線法。被測圖形被平行線分割成若干個等高的長條，每個長條的面積可以按照梯形公式計算。例如，圖中繪有斜線的面積

42、，其中間位置的虛線為上底加下底的平均值di，可以直接量出，而每個梯形的高均為 h，則其面積為: （3.9）3.4.5 電子求積儀法電子求積儀是一種用來測定任意形狀圖形面積的儀器，如圖3.10。在地形圖上求取圖形面積時，先在求積儀的面板上設(shè)置地形圖的比例尺和使用單位，再利用求積儀一端的跟蹤透鏡的十字中心點繞圖形一周來求算面積。電子求積儀具有自動顯示量測面積結(jié)果、儲存測得的數(shù)據(jù)、計算周圍邊長、數(shù)據(jù)打印、邊界自動閉合等功能，計算精度可以達到0.2% 。同時，具備各種計量單位，例如，公制、英制，有計算功能，當數(shù)據(jù)量溢出時會自動移位處理。由于采用了RS-232接口，可以直接與計算機相連進圖3.10 電子

43、求積儀行數(shù)據(jù)管理和處理。為了保證量測面積的精度和可靠性，應(yīng)將圖紙平整地固定在圖板或桌面上。當需要測量的面積較大，可以采取將大面積劃分為若干塊小面積的方法，分別求這些小面積，最后把量測結(jié)果加起來。也可以在待測的大面積內(nèi)劃出一個或若干個規(guī)則圖形（四邊形、三角形、圓等等），用解析法求算面積，剩下的邊、角小塊面積用求積儀求取。3.5 本章小結(jié)本章主要介紹了平整場地的方法與步驟以及土方量的計算、施工面積計算等，伴隨著南方cass7.1軟件的逐步完善也給測量工作的內(nèi)業(yè)處理帶來了極大的方便，尤其是使用cass7.1軟件計算場地整平中土石方量以及面積計算方便得更是叫人瞠目結(jié)舌，在下一章節(jié)里將有具體的實用。在計

44、算土石方量上用Excel表格編一些小的程序也是比較方便的，本章對這些內(nèi)容都做了較為詳細的介紹。第4章 全站儀和經(jīng)緯儀的實例及數(shù)據(jù)采集與整理4.1 用全站儀進行場地整平為平面對校園周邊地區(qū)進行實地測量，主要采集高程點，其采集數(shù)據(jù)如表4.1：由表4.1的高程數(shù)據(jù)可以看出相互點之間的高差變化不大，所以采用方格網(wǎng)法進行場地整平。使用南方cass7.1軟件進行場地整平，其步驟如下：將野外采集到的數(shù)據(jù)用數(shù)據(jù)線傳輸?shù)絚ass7.1定的文件夾生成“ywsj.dat”文件。下一步分別點擊 “繪圖處理”下面的“展野外點點號”和“展高程點”，將“ywsj.dat” 文件打開，這樣就將野外采集到的數(shù)據(jù)成功地展繪到ca

45、ss7.1軟件里了，如圖4.1所示圖4.1 展野外點點號在下面命令符中輸入“pline”用多段線繪制方格網(wǎng)邊界。點擊“工程應(yīng)用”中“方格網(wǎng)法土方計算”，輸入高程坐標數(shù)據(jù)文件“ywsj.dat”，選擇土方計算邊界線，輸入方格寬度20m,然后點擊“回車”，其中就電腦立刻就可以算出采集的數(shù)據(jù)中最小高程100.210m與最大高程102.080m（如圖4-2）。當設(shè)計面是平面并且場地土方的總填、挖量相等時選擇“3”數(shù)據(jù)文件，這樣電腦就會自動生成（如圖4.2）所示的數(shù)據(jù)，非常方便。圖4.2 cass7.1解算最值高程電腦會自動合理的分配填、挖放量，使得填方量等于挖方量等于零，總面積s=12701.9m2。

46、當然cass7.1也有它的弊端，不能計算測區(qū)的最小土方量，不能自動生成設(shè)計高程，我覺得可以采用此方法來解決這個問題：表4.1 全站儀采集的野外數(shù)據(jù)點號坐標X坐標Y高程H1300664.817207756.908100.6802300675.469207733.100100.6303300723.332207757.353100.5004300702.746207749.644100.8005300694.987207741.273100.8606300724.195207696.985100.8107300740.274207723.615100.6708300717.698207712.98

47、5100.7809300701.448207705.591100.80010300745.743207749.321100.75011300719.190207731.628100.85012300702.767207738.198100.78013300686.019207718.315100.86014300663.089207712.319100.87015300738.838207658.563100.61016300718.096207651.720100.21017300722.245207662.650100.72018300717.342207669.811100.740193

48、00702.258207690.729100.81020300680.824207758.777101.08021300744.301207666.859100.89022300717.906207710.995100.93023300663.833207687.985101.30024300690.346207676.335102.080首先假設(shè)一個設(shè)計高程，此高程最好在最小高程100.210m與最大高程102.080m之間，這里輸入的是101.000m會自動生成如圖所示的方格網(wǎng)，其中每個方格網(wǎng)的左上方的高程為頂點的實際高程，再利用公式： （4.1）計算出場地平均高成H0（即為設(shè)計高程）利用

49、公式：V=s×H0 （4.2）計算出填或挖的土石方量即可。算得此例的設(shè)計高程為H0=100.91m，總填方=1259.7m3, 總挖方=1259.5m3。根據(jù)此數(shù)據(jù)作出場區(qū)的土石方量平衡和土石方量調(diào)配方案。然后根據(jù)控制點，將設(shè)計的方格網(wǎng)點測設(shè)到實地上，并釘設(shè)樁志，標明填、挖圖4.3 cass7.1方格網(wǎng)法土方量計算圖4.4 cass7.1解算出的填挖方量高度。然后根據(jù)控制點，將設(shè)計的方格網(wǎng)點測設(shè)到實地上，并釘設(shè)樁標，標明填、挖高度。4.2 用經(jīng)緯儀、水準儀將場地平整平面根據(jù)設(shè)計用經(jīng)緯儀將場區(qū)布設(shè)成一定大小的方格網(wǎng)，用水準儀觀測方格網(wǎng)的頂點高程，然后用機械等機具平整至設(shè)計值即可。方格網(wǎng)

50、的邊長a=20m，其數(shù)據(jù)采集如表4.2：表4.2使用Excel計算挖、填土方量點號實際高 m所占方格面積m2挖深 m填高 m挖方量m3填方量m3A1（角）55.12100.001.17117.05A2（邊）54.73200.000.78156.11A3（邊）54.55200.000.60120.11A4（角）54.73100.000.7878.05B1（邊）54.14200.000.1938.11B2（中）54.30400.000.35140.21B3（中）54.40400.000.45180.21B4（拐）54.60300.000.65195.16B5（角）54.70100.000.7575

51、.05C1（邊）54.20200.000.2550.11C2（中）54.30400.000.35140.21C3（中）53.11400.000.84335.79C4（中）53.71400.000.2495.79C5（邊）53.13200.000.82163.89D1（角）53.11100.000.8483.95D2（邊）53.00200.000.95189.89D3（邊）53.01200.000.94187.89D4（邊）53.12200.000.83165.89D5（角）53.08100.000.8786.95求和4400.006.336.331290.371310.05方格面積m2400.

52、00設(shè)計高53.95A列為各方格頂點點號；B列為各方格頂點實際測得高程；C列為各方格頂點的所占方格的面積，一個方格網(wǎng)的面積為4002；D列挖深；E列為填高；F列挖方量；G列填方量。其中F2單元的計算公式為“C2*D2”； 挖深D=B2-$B$25; 填高E=$B$25-B2;設(shè)計高B25=SUM(B2:B20)/19;其中G2單元的計算公式為“C2*E2”。總挖方量計算結(jié)果放在E22單元，其計算公式為“SUM（F2：F21）”；總填方量計算結(jié)果放在G22單元，其計算公式為“SUM（G2：G21）”。由圖3-2可知，總挖方量與總填方量之差為1290.371310.0519.683。填挖邊界的計算，如圖5.5所示。設(shè)計高程H0=53.95m，在方格的挖方點和填方點之間，必定有一個不填不挖的點，即填挖邊界點或稱“零點”。把相鄰的零點連接起來就是填挖邊界線或稱“零位線”。零點和填挖邊界線是計算填挖方量和施工的重要依據(jù)?！傲泓c”的計算公式： （4.3）式（4.3）中，、角點至零點的距離；、相應(yīng)角點的施工高度，均用絕對值；a方格網(wǎng)的邊長。在計算填方量總和與挖方量總和時，兩者應(yīng)基本相等。但因為計算方量中多使用近似公式，所以兩者可略有出入；如果相差較大時，說明計算中有錯誤，應(yīng)查明原因，重新計算。當填挖邊界和方量計算無