土木工程測量第十章 施工測量的基本方法

土木工程測量第十章施工測量的基本方法第1頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月施工測量也以地面控制點為基礎(chǔ)，根據(jù)圖紙上的建筑物的設(shè)計尺寸，計算出各部分的特征點與控制點之間的距離、角度（或方位角）、高差等數(shù)據(jù)，將建筑物的特征點在實地標(biāo)定出來，以便施工，這項工作又稱“放樣”?！?0.1施工測量概述10.1.1施工測量的目的和內(nèi)容按照設(shè)計和施工的要求將設(shè)計的建筑物、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、驗收。④變形觀測。第2頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月§10.1施工測量概述10.1.2施工測量的特點施工測量與一般測圖工作相比具有如下特點：①目的不同——將圖上設(shè)計的建筑物放樣到實地。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——工程多、交叉頻、地面變動大，測量標(biāo)志易破壞。由整體到局部，先控制后細(xì)部”的原則。檢核是測量工作的靈魂。10.1.3施工測量的原則第3頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月§10.1施工測量概述取決于工程的性質(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/210.1.4施工測量的精度工程竣工后的中誤差M由測量中誤差m10和施工中誤差m20組成，而測量中誤差又由控制測量中誤差m11和細(xì)部放樣中誤差m12兩部分組成，則 M2=m112+m122+m202

(10-1)測量精度要比施工精度高。它們之間的比例關(guān)系為：(10-2)第4頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月§10.1施工測量概述10.1.4施工測量的精度工業(yè)場地：施工測量的細(xì)部放樣精度高于控制測量，?。?10-3)橋梁和水利樞紐：應(yīng)使控制點誤差所引起的放樣點誤差，相對于施工放樣來說小到可忽略不計的程度。若上式括號中第二項＝0.1，即控制點誤差的影響占測量誤差總影響的10%，即可忽略不計，則第5頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月§10.1施工測量概述10.1.4施工測量的精度綜上所述，對于工業(yè)場地：(10-4)(10-5)(10-6)(10-7)對于橋梁和水利樞紐工程：第6頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月§10.2建筑施工控制測量⑴建筑基線的布設(shè)建筑基線是建筑場地的施工控制基準(zhǔn)線，即在場地中央放樣一條長軸線或若干條與其垂直的短軸線。它適用于建筑設(shè)計總平面布置比較簡單的小型建筑場地。布設(shè)形式根據(jù)建筑物的分布、場地地形等因素來確定。常見形式有“一”、“L”、“十”、“T”字形，如圖10－1。10.2.1建筑基線第7頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月§10.2建筑施工控制測量⑴建筑基線的布設(shè)10.2.1建筑基線建筑基線的布設(shè)要求①主軸線位于場地中央，與主要建筑物軸線平行，定位點≥3，以便相互檢核。②基線點位應(yīng)通視良好、不易被破壞、設(shè)置成永久性控制點。⑵建筑基線的放樣方法①根據(jù)建筑紅線或中線放樣（圖10－2）DAP定P點DAQ定Q點過B點作AB垂線量取DAQ得2點過C點作AC垂線量取DAP得3點邊P3和Q2直線交出1點,1、2、3點即為基線點，角為直角≤±20″第8頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月§10.2建筑施工控制測量10.2.1建筑基線⑵建筑基線的放樣方法②利用測量控制點放樣利用建筑基線的設(shè)計坐標(biāo)和附近已有測量控制點的坐標(biāo)，按照極坐標(biāo)放樣方法計算出放樣數(shù)據(jù)（β和D），然后放樣。施工坐標(biāo)與測量坐標(biāo)往往不一致，在計算放樣數(shù)據(jù)時，應(yīng)將放樣數(shù)據(jù)統(tǒng)一到同一坐標(biāo)系中。（圖10－3）若將P點的施工坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為測圖坐標(biāo)，換算公式為：若將P點的測圖坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為施工坐標(biāo)，換算公式為：(10-8)(10-9)施工坐標(biāo)測圖坐標(biāo)APcosαBPsinαAPsinαBPcosα第9頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月§10.2建筑施工控制測量10.2.1建筑基線⑵建筑基線的放樣方法②利用測量控制點放樣以“一”字形建筑基線為例，說明利用測量控制點放樣建筑基線點的方法。圖10-4所示，A、B為附近已有的測量控制點，1、2、3為選定的建筑基線點。首先，將1、2、3點的施工坐標(biāo)換算成測量坐標(biāo)，再根據(jù)其坐標(biāo)反算放樣數(shù)據(jù)β1、β2、β3和D1、D2、D3(式6-9、6-10)；然后，用經(jīng)緯儀和鋼尺按極坐標(biāo)法放樣1、2、3點。第10頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月§10.2建筑施工控制測量10.2.1建筑基線⑵建筑基線的放樣方法②利用測量控制點放樣由于測量誤差不可避免，放樣的基線點往往不在同一直線上，且點與點之間的距離與設(shè)計值不完全相符。需精確測出已放樣直線的折角β’和距離D’，并與設(shè)計值相比較。若Δβ=β’-180°超限(＞±15″），則應(yīng)對1′、2′、3′點在橫向進(jìn)行等量調(diào)整，圖10-5所示。調(diào)整量按下式計算：(10-10)若放樣距離超限，則以2點為準(zhǔn)，按設(shè)計長度在縱向調(diào)整1′、3′點。第11頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月§10.2建筑施工控制測量10.2.2建筑方格網(wǎng)⑴建筑方格網(wǎng)的布設(shè)建筑方格網(wǎng)場的布設(shè)應(yīng)根據(jù)總平面圖上各種已建和待建的建筑物、道路及各種管線的布設(shè)情況，結(jié)合現(xiàn)場的地形條件來確定。方格網(wǎng)的形式有正方形、矩形兩種，常分兩級布設(shè)。用直角坐標(biāo)法進(jìn)行定位，放樣較為方便，且精度較高。但工作量大、不夠靈活、易毀壞，有全站儀的條件下，正逐步被導(dǎo)線網(wǎng)或三角網(wǎng)代替。如圖10－6，先確定方格網(wǎng)的主軸線C-C和3-3，然后再布設(shè)方格網(wǎng)。第12頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月§10.2建筑施工控制測量10.2.2建筑方格網(wǎng)⑵建筑方格網(wǎng)的放樣①主軸線放樣——與建筑基線放樣方法相似。首先，準(zhǔn)備放樣數(shù)據(jù)，然后實地放樣兩條相互垂直的主軸線C-C、3-3，如圖10-6所示。主軸線實質(zhì)上是由5個主點C1、C3、C5、A3、和E3點所組成。最后精確檢測主軸線點的相對位置關(guān)系，并與設(shè)計值相比較。若角度較差大于±10″，則需要橫向調(diào)整點位，使角度與設(shè)計值相符；若距離較差大于1/15000,則縱向調(diào)整點位使距離與設(shè)計值相符。1/1000016″1/200005″100～300Ⅱ級1/1500010″1/300005″100～300Ⅰ級邊長檢測限差測角檢測限差邊長相對中誤差測角中誤差邊長(m)等級建筑方格網(wǎng)的主要技術(shù)要求第13頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月§10.2建筑施工控制測量10.2.2建筑方格網(wǎng)⑵建筑方格網(wǎng)的放樣②方格網(wǎng)點放樣——如圖10-6所示主軸線放樣后，分別在主軸線端點C1、C5、A3、E3上安置經(jīng)緯儀，后視主點C3，向左右分別撥角90°，這樣就可交會出田字形方格網(wǎng)點。隨后再作檢核，測量相鄰兩點間的距離，看是否與設(shè)計值相等，測量其角度是否為90°，誤差均應(yīng)在允許范圍內(nèi)，并埋設(shè)永久標(biāo)志。此后，再以田字形方格網(wǎng)為基礎(chǔ)，加密方格網(wǎng)的其余各點。第14頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月§10.2建筑施工控制測量10.2.3施工場地高程控制測量在一般情況下，施工場地平面控制點也可兼作高程控制點。高程控制網(wǎng)可分首級網(wǎng)格和加密網(wǎng)，相應(yīng)的水準(zhǔn)點稱為基本水準(zhǔn)點和施工水準(zhǔn)點?；舅疁?zhǔn)點——四等水準(zhǔn)測量；為連續(xù)性生產(chǎn)車間、地下管道放樣的基本水準(zhǔn)點——三等水準(zhǔn)測量。場地高程控制網(wǎng)應(yīng)布設(shè)成閉合路線、附合路線或結(jié)點網(wǎng)形。施工水準(zhǔn)點——直接放樣建筑物的高程。應(yīng)靠近建筑物。為放樣方便，每棟較大的建筑物附近，要布設(shè)±0.000水準(zhǔn)點。第15頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月§10.3放樣的基本工作10.3.1放樣已知水平距離測量的基本工作是測距離、測角度和測高差。放樣的基本工作與之相似——放樣已知的水平距離、已知的水平角和已知的高程。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精確方法三項改正D設(shè)＝D－ΔDL－ΔDt-ΔDh⑵用光電測距儀放樣已知水平距離先用跟蹤法放出另外一端點，再精確測定其長度，最后進(jìn)行改正。圖10－7第16頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月§10.3放樣的基本工作10.3.2放樣已知水平角根據(jù)水平角的已知數(shù)據(jù)和一個已知方向，把該角的另一個方向放樣在地面上。⑴一般方法——如圖10-8所示。⑵精確方法①如圖10－9所示，先按一般方法放樣出B1點。②反復(fù)觀測水平角∠AOB1若干個測回，準(zhǔn)確求其平均值β1，并計算出Δβ=β-β1。③計算改正距離：④從B1點沿OB1的垂直方向量出BB1，定出B點，則∠AOB應(yīng)是要放樣的已知水平角。如Δβ為正，則沿OB1垂直方向向外量?。环粗騼?nèi)量取。第17頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月§10.3放樣的基本工作10.3.3放樣已知高程根據(jù)已知水準(zhǔn)點，在地面上標(biāo)定出某設(shè)計高程的工作，稱為高程放樣。如圖10-10所示。設(shè)計室內(nèi)地坪高程為21.500m，HA＝20.950m，將室內(nèi)地坪高程放樣到B樁上。①安置水準(zhǔn)儀于A、B之間，在A點豎立水準(zhǔn)尺，測得后視讀數(shù)為a=1.675m。②在B點處設(shè)置木樁，在B點地面上豎立水準(zhǔn)尺，測得前視讀數(shù)為b=1.332m。④與水準(zhǔn)尺0.207m處對齊，在木樁上劃一道紅線，此線位置就是室內(nèi)地坪的位置。③計算：視線高Hi=HA+a=20.950+1.675=22.625mB點的地面高程HB＝Hi-b=22.625-1.332放樣點的高程位置C＝21.500-(22.625-1.332)=0.207mHi=HA+a=20.950+1.675=22.625mHB＝Hi-b=22.625-1.33220.950m21.50mC＝21.500-(22.625-1.332)=0.207mC=設(shè)計高程－HB第18頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月§10.3放樣的基本工作10.3.3放樣已知高程在深基坑內(nèi)或在較高的樓層面上放樣高程時，水準(zhǔn)尺的長度不夠，這時，可在坑底或樓層面上設(shè)置臨時水準(zhǔn)點，然后將地面高程點傳遞到臨時水準(zhǔn)點上，再放樣所需高程。如圖10-11所示。B點的標(biāo)高為：測設(shè)B點的高程HB－HA＝hAB=(a1-b1)+(a2-b2)得b2=a2+(a1-b1)-hAB用逐漸打入木樁或在木樁上劃線的方法，使立在B點的水準(zhǔn)尺上讀數(shù)為b2,即可確定B點的設(shè)計高程。檢核。HB＝HA＋a1-(b1-a2)-b2(10-12)HB＝HA＋a1-(b1-a2)-b2(10-12)HB－HA＝hAB=(a1-b1)+(a2-b2)b2=a2+(a1-b1)-hABHAb1-a2a第19頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月§10.4點的平面位置放樣10.4.1直角坐標(biāo)法點的平面位置放樣常用方法有極坐標(biāo)法、角度交會法、距離交會法和直角坐標(biāo)法。當(dāng)在施工現(xiàn)場有相互垂直的主軸線或方格網(wǎng)線時，可用直角坐標(biāo)法放樣點的平面位置。2后視3→2－3方向線，量20m和100m得P、M兩點；置經(jīng)緯儀于P點，后視2或3點中的較遠(yuǎn)點，正倒鏡轉(zhuǎn)動90°取平均值，得P－C方向線，沿此方向量20m和40m，得A、C兩點；…檢測。直角坐標(biāo)法只量距和直角，數(shù)據(jù)直觀，計算簡單，工作方便，因此，應(yīng)用較廣泛。（20,20）（20,100）（40,100）（40,20）第20頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月§10.4點的平面位置放樣10.4.2極坐標(biāo)法根據(jù)水平角和水平距離來放樣點的平面位置。當(dāng)已知點與放樣點之間的距離較近，且便于量距時，常用極坐標(biāo)法放樣點的平面位置。如圖10－13所示。計算放樣數(shù)據(jù)DAP和β（∠BAP）。（1000.00，1000.00）αAB＝305°48′32″（1033.64，1028.76）（10－13）第21頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月§10.4點的平面位置放樣10.4.3角度交會法當(dāng)放樣地區(qū)地形限制或量距困難時，常采用角度交會法放樣點位。如圖10-14所示。根據(jù)控制點A、B、C和放樣點P的坐標(biāo)計算β1、β2、β3、β4角值。在A點安置經(jīng)緯儀，后視B點根據(jù)β1盤左盤右取平均放樣出AP方向線，在AP方向線P點附近打兩小木樁，樁頂釘小釘，如1、2兩點?！瓕⒚康男♂斢眉?xì)線拉緊，拉出三條線，得三個交點，這三個交點構(gòu)成誤差三角形。當(dāng)誤差三角形邊長不超過4cm時，取其重心作為所求P點的位置，若誤差三角形的邊長超限，則應(yīng)重新放樣。第22頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月§10.4點的平面位置放樣10.4.4距離交會法當(dāng)建筑場地平坦，量距方便，且控制點離放樣點不超過一整尺段長度時，可用距離交會法。首先根據(jù)P點的設(shè)計坐標(biāo)和控制點A、B的坐標(biāo)，先計算放樣數(shù)據(jù)D1、D2。放樣時，用鋼尺分別以控制點A、B為圓心，以D1、D2為半徑，在地面上畫弧，交出P點。距離交會法的優(yōu)點是不需要儀器，但精度較低，在施工中放樣細(xì)部時，常用此法。本質(zhì)是極坐標(biāo)法，適合于種類地形，且精度高，操作簡便，在生產(chǎn)中已被廣泛采用。10.4.5全站儀坐標(biāo)放樣法放樣前，將全站儀置于放樣模式，向全站儀輸入測站點坐標(biāo)、后視點坐標(biāo)（或方位角），再輸入放樣點坐標(biāo)。準(zhǔn)備工作完成后，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，棱鏡所對應(yīng)的位置就是放樣點的位置。第23頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月§10.5圓曲線放樣圓曲線是道路工程、管道工程以及水利工程中常用的一種曲線。當(dāng)線路方向轉(zhuǎn)折時，常用圓曲線進(jìn)行連接，應(yīng)先進(jìn)行圓曲線要素的計算，再放樣出圓曲線的主點，最后放樣圓曲線的加密點。（圖10-15）中，線路在轉(zhuǎn)折點JD處（也稱交點）改變方向，轉(zhuǎn)折角為α（偏角），現(xiàn)設(shè)置一半徑為R的圓曲線。圓曲線要素及其計算公式：10.5.1圓曲線要素及其計算(10-14)第24頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月§10.5圓曲線放樣①在JD點安置經(jīng)緯儀，以線路方向（亦即切線方向）定向，自JD沿兩線路方向分別量出切線長T，即得線路起點ZY或終點YZ。②后視YZ點，以YZ為零方向，測設(shè)水平角（180°-α）/2，得分角線方向，沿此方向自JD點量出外矢距E，得軸線中點QZ。10.5.2圓曲線主點的放樣10.5.3圓曲線詳細(xì)放樣在施工時，還需要放出曲線上除主點之外的若干點，稱為軸線的詳細(xì)放樣。常用的方法有偏角法和直角坐標(biāo)法等。⑴偏角法——利用偏角（弦切角）和弦長交會的方式來放樣軸線。（圖10-6）圓曲線起點為B，終點為E，轉(zhuǎn)點為P。為把曲線上各放樣點里程湊成整數(shù)，曲線長度分為首尾兩段零頭弧長S1、S2和n段相等的弧長之和，即：L＝S1+nS+S2(10-15)L＝S1+nS+S2(10-15)第25頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月§10.5圓曲線放樣10.5.3圓曲線詳細(xì)放樣⑴偏角法S1、S2所對圓心角為φ1、φ2，S所對圓心角為φ。放樣數(shù)據(jù)按下式計算：（10－16）第26頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月§10.5圓曲線放樣10.5.3圓曲線詳細(xì)放樣⑴偏角法相應(yīng)于弧長S1、S2、S的弦長計算公式：（10－17）第27頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月§10.5圓曲線放樣10.5.3圓曲線詳細(xì)放樣⑴偏角法圓曲線上各點的偏角（弦切角等于弦長所對圓心角的一半）為：（10－18）第28頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月§10.5圓曲線放樣10.5.3圓曲線詳細(xì)放樣⑴偏角法放樣時，將儀器安置于圓曲線起點ZY(即B點）上，后視JD（P）點，并將水平度盤置于零，撥角∠PB1，在此方向上量取d1，得1點；然后，再撥角∠PB2，鋼尺零點對準(zhǔn)1點，以d為半徑，擺動鋼尺到經(jīng)緯儀方向線上，得2點；再撥角∠PB3，鋼尺零點對準(zhǔn)2點，以d為半徑，擺動鋼尺到經(jīng)緯儀方向線上，得3點；依此類推…當(dāng)撥角∠PBE時，視線應(yīng)當(dāng)通過圓曲線的終點YZ點。YZ點至圓曲線上最后一個細(xì)部點的距離應(yīng)為d2。以此檢查放樣質(zhì)量。第29頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月§10.5圓曲線放樣10.5.3圓曲線詳細(xì)放樣⑵直角坐標(biāo)法——切線支距法，以曲線起點ZY或終點YZ為坐標(biāo)原點，以切線為x軸，切線的垂線為y軸，如圖10-17所示。