工程施工测量 施工测量的基本工作内容全面.docx

4施工测量4-1施工测量的基本工作4-1-1基本原则建筑施工测量是研究利用各种测量仪器和工具时建筑场地上地面的位置进行度量和测定的科学，它的基本任务：（1）对建筑施工场地的表面形状和尺寸按定比例测绘成地形图。（2）将图纸上已设计好的工程建筑物按设计要求测设到地面上，并用各种标志表示在现场。（3）按设计的屋面标高、逐层引测.4-1-2距离测量根据不同的精度要求，距离测量有普通故距和精密量距两种方法。精密量距时所量长度般都要加尺长、温度和高差三项改正数，有时必须考虑垂曲改正。丈量两已知点间的距离，使用的主要工具是钢卷尺，精度要求较低的量距工作，也可使用皮尺或测绳。4-1-2-1普通距1 .测距方法先用经纬仪或以目估进行定线.如地面平坦，可按整尺长度逐步丈量，直至最后量出两点间的距高。若地面起伏不平，可将尺子悬空并目估使其水平。以垂球或测钎对准地面点或向地面投点，测出其距掰。地面坡度较大时；则可把整尺段的距离分成几段丈St：也可沿斜坡丈量斜距，再用水准仪测出尺端间的高差.然后按式（4-2）求出高差改正数，将倾斜距离改化成水平距离。如使用经检定的钢尺丈盘距离，当其尺长改正数小于尺长的1/10O（X），可不考虑尺长改正。量距时的温度与钢尺检定时的标准温度（一般规定为20'C）相差不大时，也可不进行温度改正。2 .精度要求势必使钢尺产生用性变形，在尺端两桩高差为零的情况卜.，可列出钢尺尺长改正数理论公式的般形式为：1.=G+-S>(4-1)式中A1.-零尺段尺长改正数；AC,一零尺段尺长误差(或刻划误差)：5r一钢尺尺长垂曲改正数：AE-钢尺尺长拉力改正数。钢尺尺长误差改正公式：钢尺上的刻划和注字，表示钢尺名义长度，由于钢尺制造设备，工艺流程和控制技术的影响，会有尺长误差，为了保证量距的精度，应对钢尺作检定，求出尺长误差的改正数。检定钢尺长度(水平状态)系在野外钢尺基线场标准长度上，每隔5m设一托桩，以比长方法，施以一定的检定压力，检定030m或()50m刻划间的长度，由此可按通用公式计算出尺长误差的改正数：I=1.h-1.h(4-2)式中A1.,一一钢尺水平状态检定拉力P0、20'C时的尺长误差改正数；1.M比尺长基线长度：1.tl一一钢尺室得的名义长度。当钢尺尺长误差分布均匀或系统误差时，钢尺尺长误差与长度成比例关系，则零尺段尺长误差的改正公式为：Cj=1.r1.式中C一一零尺段尺长误差改正数：1.一一零尺段长度：1.一一整尺段长度。所求得的尺长改正数亦可送有资侦的单位去作检定。3 .温度改正钢尺的长度是随温度而变化的。钢的线张系数。一般为0.0000116-0.0000125,为了简化计算工作,取0=0.000012。若址距时之温度t不等于钢尺检定时的标准温度to(“一般为20C),则每一整尺段1.的温度改正数A1.按下式计算A1.=(rto)1.(4-3)4 .倾斜改正(高差改正)设沿倾斜地面出得A、B两点之距离为/.(图4-1),A、B两点之间的高差为h,为了将帧斜距窗1.改兑为水平距，需要求出倾斜改正数小。对上式一般只取用第一项，即可满足要求。如高差较大，所量斜距较短，则须计算第二项改正数。上式第二项为*=噬故求得第项数值后将其平方再除以21.即得第二项之绝对值.5 .垂曲改正如果钢尺在检定时，尺间按定距离设有水平托桩，或沿水平地面丈量：，而在实际作业时不能按此条件量距，须悬空丈贵，钢尺必然下垂，此时时所属即离必须进行垂曲改正。垂曲改正数按下式计算：U/2X,M=-一=(4-5)24XP2式中W-钢尺每米重力(N/m)；1.一尺段两端间的距齿m);P拉力(N例如：1.=28m.W=O.19Nm,P=100N代入上式,则/=-O.92X28'24100j=-3.3m6 .拉力改正钢尺长度在拉力作用卜.有微小的伸长，用它测量距离时，读得的“假读数”,必然小r真实读数，所以应在“假读数”上加拉力改正数，此改正数可用材料力学中虎克定律算出，而在弹性限度内，钢尺的弹性伸长与拉力的关系式为：(4-6)'EF因钢尺尺长误差的改正数，已含有R)拉力的辨性伸长，则上式改为:M=T(f>)EF令AE=G/，,(一旦)(4-7)式中P一一测量时的拉力：Po一一检定时的拉力：1.1一零尺段长度；G一一钢尺延伸系数“通常，在实际测量距离时所使用的拉力，总是等于钢尺检定时所使用的拉力,因而不需进行拉力改正。7 .钢尺尺长方程式及其改正数表的编制和算例时于悬空状态卜尺长方程式：地球牌钢卷尺，尺端施用4=100N拉力，尺身悬空无托机，悬空检定整尺段钢尺Ar，为8.64mm<.地球牌钢卷尺技术卷数：F=1.8mm2；VV=5.68m;E=2OOONmm2;G=Oo28mm.理论公式采用式(4-9),改正用表见表4-2表47.根据公式绘制一曲线,见图42.横轴为不同长度人纵轴为拉力力,使用时以长度，,为引数，即可求得相应的拉力P,及其相应的尺长改正数4人应施拉力Ar改正数表42尺长(m)-IOC-5匕or(40r)5匕(35V)IOV(3or)15(25C)20C0-5-1.7-1.4-1.2-0.9-0.6-0.3OO-IO3.52.92.31.71.2-0.6O0155.24.33.52.61.70.9O0206.95.84.63.52.31.2O0-258.67.25.84.32.91.4O0-3010.48.66.95.23.51.7OC改正数表4-3Okg0.51.077?2.02.53.0AP改正数表4-4尺长（m）56kg7kg*l)k11I2k13H14MISke0-5O.7UQ1.J1-21US1.J一1_S2.10-101.41.71.92.22.52.83.03.33.63.94.2O-IS2.12.52.93.33.74.24.65.05.45.86.20-202.83.33.94.45.05.66.16.77.27.88.30-253.54.24.95.66.26.97.68.39.09.710.4O-M)4.2$.0$.86.7_'S8.39.210.010.811.712.5AS改正数表4-507OOOOOOOOOOO0-100.40.30.20.20.10.10.10.1OOO0151.4100-70.50.40.30.20.20.20.20.20-203.22.21.61.31.00.80.70.60.50.40.40-2S6.34.4322.52.0i.61.3l.l0.90.80.70-3010.7.6_4.33.42.72.3t.91.6t.412AC+APAS改正数（悬空）表4-60-51.22.32-62-22-ft3-0X-23-33.6OTo2.02.4U3-Q13-23-a715.20'152.23.03.74.34.8S.45.S26.87.17.50-201.63.14.35.16.06M7.48.1«.79.49.90-25-032.3325.66.7788.89.710.611.412.20-30二31.0.43.25.47.18.69.9lt.l12.213.3M4AC+AP改正数（水平）表47071.21.51.5161.71.92.02.22.32.42.60-102.42.72.93.23.53.84.04.34.64.95.20-153.64.04.44.8S-21.J16-41i-2-3?.?0-204.8535.96.47.07.6R.l879.29.810.30-2S6.06.7738.18.79.410.110.lt.2-12.212.90-307.28.08-89.?10.511.312.213.0B.14.?'15.5例1计算30m地球牌钢卷尺检定拉力为Po=1（X）N,丈员施以P=150N时的尺长改正数（悬空）。由表4-3、表4-4、表4-5杳得：C=3.0mni:P=12.6mm：S=1.2mm=C+P-S=3.0+12.6-1.2=14.4nm由表4-6直接杳得：A=30m时的/=14.4mm,例2计算在IOm零尺段施以整尺段拉力的尺长改正数（悬空）由表4-3、表尔4、表4-5查得如图43,OA为已知方向，要在O点测设。角。为此，在O点设置经纬仪，以正镜测设a值得B为了消除仪器误差的影响，再以倒镜测设角得B'o取BB"之中得B“则/AOBi即为所设之角。若要精确的测设角度，则按上法定出/AOBi之后，再用经纬仪测出/AOBl之角值为。t1.与给定的。值之差为Aa（图4-4）。为了精确设理口角，过Bi作OBl的垂线，并在垂线上量取BiBmB点，ZAOB即为精确测设的角度。B由按下式计算:BB1=OfilXP(4-17)式中P-2（X>265".即一个弧度的角，以秒计。4-1-4建筑物细部点的平面位置的测设放出一点的平面位置的方法很多，要根据控制网的形式及分布、放线的精度要求及施工现场的条件来选用。4-1-4-1亶角坐标法当建筑场地的施工控制网为方格网或轴线网形式时，采用直角坐标法放线最为方便。如图45所示，GkG2、G八G4为方格网点，现在要在地面上测出一点A。为此,沿GMh边量取Gu,使GvT等于A与G?横坐标之差Ax,然后在A'设置经纬仪测设Ga-Ga边的垂线，在垂线上随取A'A,使AA等于A与G2纵坐标之差y,则A点即为所求。图4-5直角坐标放线图从上述可见，用直角坐标法测定一已知点的位巴时，只须要按其坐标差数量取距离和测设直角,用加减法计算即可，工作方便，并便于检查，测员:精度亦较高。4-1-4-2极坐标法极坐标法适用于测设点靠近控制点，便于量距的地方。用极坐标法测定一点的平面位置时，系在一个控制点上进行，但该点必须与另一控制点通视。根据测定点与控制点的坐标，计算出它们之间的夹角（极角P）与距离（极距S）,按B与S之值即可将给定的点位定出。如图4-6中，M、N为控制点，即已知M、N之坐标和MN边的坐标方位角imn.现在要求根据控制点M测定尸点。首先进行内业计算，按坐标反算方法，求出M到P的坐标方位角wp和距离S计算公式如下:一.TyP-M（AlfiQMP=tgV（4-18）“PZMS="上M=立A（4-19）<4-20)SInaMPCOSaMP=MN-MPMJWW（XM为）图4-6极坐标放线图在实地测定P点的步骤：将经纬仪安置于M点上，以MN为起始边，测设极角B,定出MP之方向，然后在MP上量取S,即得所求点P。当不计控制点M的误差，用极坐标怯测定P之点位中误差me,可按卜.式进行计算：mf,=+ni（4-21）式中m»一一测设B角度的中误差;S控制点至测定点的距离：m、一一测定距离S的中误差。【例4】在图4-6中，已知控制点M、N的坐标值和MN边的坐标方位角为:Xm=107566.60,yM=96395.09:xn=107734.26,n=96396.90；OMN=O°37'07"。待测点P的坐标为：XP=107620.12,yp=96242.57,.计算。卜小及,S之值.为了使计算过程条理清楚，采用表了9、表4-10进行计算.表4-9是使用计算机和三角函数表进行计算的表格形式：表4-10是用对数计算的表格。表中（1）、（3）表示计算次序.从表中可以看出，两种计算方法其结果完全相同：S=161.638m,QMP=289o20,l0".fft=MN-«mp=0o37'（）7"+36（X）-289o20'IO"=71o16,57"o应用三角函数计算表4-9计算次序符号«值(7)S161.638(5)sin-0.94359245(1)山-152.52(2)z+53.52(6)50.33110916(8)S161.638(3)tga-2.84977578(4)a289*2010应用对数计算表4-10计算符号,数值次序(7)IogS2.20854234(5)Iogsina9.97478446(n)(1)IOgAy2.18332680(n)(2)IogZlz1.72851610(6)Iogcosa9.51997120(8)IogS2.20854490(3)Iogtga0.45481070(n)(4)a289,20,10(9)S161.638注：n衣示其真数为负值,4-1-4-3角度前方交会法角度前方交会法，适用丁不便量距或测设点远离控制点的地方。对一般小型建筑物或管线的定位，亦可采用此法。如图4-7所示,用前方交会法测定点P时，先要根据P点的坐标与控制点M、N的坐标，按式(4-18)求出控制点至测定点的坐标方位角UMp、Unp,然后再按式(4-20)求出夹角B及Y°实地测设P点的步骤：在控制点M、N设站，分别测设B及y两角，方向线MP和Np的交点即为所求的P点。当不计控制点本身的误差，测设点P的精度可按下式计算：MP=J应逼_(4-22)Psin(7+y)式中MP一P点位置的测定中误差：B、Y一一交会角：m测设B、Y的测角中误差：Smp,Snp1.一交会边的长度。例5设图4-7中，控制点M、N及待测定点P之坐标值仍同前例，计算交会角、y和点P的中误差MpaaMP、SMP和B之值在前例中已经求出，现按表4-9的形式计算aNP、Snp得：anp=233o30,50",Snp=191.952m,而y=aNP-anm=anp(amn+1800)=233°3O'5O"(F37'()7"+8()°)=52p53,43%设测定、Y的测角中误差m=l(,将m、B、Y及Smp、SNP之值代入(4-22)式，则得M.*严+券3812(X>265sin(7,l6'5T+52<'53'43”)表4-9计算次序符号数值(7)S191.952(5)Sina-0.80400103(1)-154.33(2)r-114.14(6)cos-0.59462791(8)S191.952(3)tga+1.3S211144(4)a23330'5(4-1-4-4方向线交会法这种方法的特点是：测定点由相对应的两已知点或两定向点的方向线交会而得。方向线的设立可以用经纬仪，也可以用细线绳。如图4-8所示，根据厂房矩形控制网上相对应的柱中心线端点，以经纬仪定向，用方向线交会法测设柱基中心或柱基定位桩。在施工过程中，各柱基中心线则可以随时将相应的定位桩拉上线绳，恢过其位置.此外，在施工放线时，定向点往往投设在龙门板上（图4-9）,在龙门板上标出墙、柱的中心线，可以聘龙门板上相对应的方向点拉上白线绳，用以表示堵、柱的中心线。-¼r<4-0图4-8方向线交会图I-柱中心线地点：2柱基定位桩：3-厂房控制网图4-9龙门板定点法八龙门板:2龙门桩:3细线板4-1-4-5距离交会法从控制点至测设点的距离，若不超过测距尺的长度时，可用距离交会法来测定。如图4-I0所示，A、B为控制点，P为待测点。为了在实地测定P,先应按式（4/9）计算出a、b的长度。a、b之值也可以直接从图上室取。测地时分别以A、B为中心，a、b为半径，在场地上作弧线，两弧的交点即为P。4-1-4-6正倒镇投点法1 .适用条件及优点在进行直线投点时，一般是把仪器安置在直线的一湍,照准相应的另一端点,进行放线投点。若直线两端点之间不能直接通视时，则可将仪器优于两端点之间的高处位置，运用正倒镜法进行投点。此外，在远距离投点时，亦可将仪器置于直线两端点的中间，进行投点。正倒镜投点法不受地形地物的限制，能解决通视的困雄：同时由于使视线缩短，减少JZ照准误差和可以不考虑对中误差的影响，因而使投点精度得到提高.2 .测设方法在图4ll中，设A、C两点不通视，在A、C两点之间任意选定一点B',使能与A、C通视，B7尽量兆近AC线。然后在B，安置经纬仪，分别以正倒镜照准A,倒转望远镜前视C。由于仪器误差的影响，十字丝之交点不落于O点，而分别落于O，、0-。为了将仪器移置于AC线上，取介为0。”定出O点，若O在C之左，则将仪器自B'向右移动B'B距掰，反之亦然。B'B按下式计算.BE="XCO（4-23）AC如此重或操作，直到0'和O"点落下C点的两侧，且CO=Co"的时候，仪器就恰好位于AC直线上了。图4-11正倒镜投点法3 .注意事项（1）按式（4-23）计算BB时，式中各距离值可用目估，经逐次移动，多次观测，使仪器逐渐趋近AC线而最后正好位FAC线上：（2）在B点初次安置仪涔时应先试看，使A、C点均落在望远镜十字丝的左右，这样在逐次趋近移动时，只需在脚架上移动仪器即可：（3）所使用的经纬仪必须经过检验校正，以尽量减小或消除正倒镜的误差。但仪潺一般很雄校正完善，因此投点时一定要用正倒镜取中定点，以消除仪器误差的影响”4-1-5建筑物细部点高程位置的测设4-1-5-1地面上点的高程涌设在进行施工测量时，经常要在地面上和空间设置一些给定高程的点。如图4-I2所示，设B为待测点，其设计高程为Hb,A为水准点，已知其高程为Ha。为了将设计高程HB测定于B,安置水准仪于A、B之间，先在A点立尺，读得后视读数为a,然后在B点立尺.为使B点的标高等于设计卷程Hb,升而或降低B点上所立之尺，使前视尺之读数等于bob可按卜式计算：b=H+a-HH(4-24)图472高程测设示意所测出的高程通常用木桩固定下来，或将设计启程标志在墙上即当前尺读数等于b时，沿尺底在桩测或墙上画线。当高程测设的精度要求较高时，可在木桩的顶面旋入螺钉作为测标,柠入或退出螺钉，可使测标顶端达到所要求的高程。4-1-5-2高程传递1 .用水准测盘法传递高程当开挖较深的堰槽或将高程引测到建筑物的上部，可用水准测量传递裔程。图4-13是向低处传递高程的情形。作法是：在坑边架设一吊杆，从杆顶向卜挂一根钢尺（钢尺O点在下），在钢尺下湍吊一重锤，重锤的重量应与检定钢尺时所用的拉力相同。为了将地面水准点A的高程HA传速到坑内的临时水准点B上,在地面水准点和基坑之间安置水准仪，先在A点立尺，测出后视读数a,然后前视钢尺，测出前视读数b0接者将仪器搬到坑内，测出钢尺上后视读数。和B点前视读数d。则坑内临时水准点B之高程HH按卜.式计算：HB=HA+a（bc）d（4-25）式中（b-c）为通过钢尺传递的高差，如高程传递的精度要求较高时，对（b-O之值应进行尺长改正及温度改正。上例是由地面向低处引测高程点的情况，当需要由地面向高处传递而程时，也可以采用同样方法进行.B,图1473高程传递法2 .用钢尺直接丈量垂直荏度传递高程若开挖基槽不太深时，可设置垂直标板，将高程引测到标板上，然后用钢尺向下丈量垂直高度，将设计标高直接画在标板上，既方便施工，又易于检查。当需要向建筑物上部传递高程时，可根据柱、墙卜部已知的标高点沿柱或墙边向上量取垂直高度，而将高程传递上去。4-1-6倾斜线的测设在道路、排水沟渠、上下水道等工程施工时，往往要按一定的设计坡度（帧斜度）进行施工，这时需要在地面上测设倾斜线。如图4/4所示，A、B为地面上两点，要求沿AB测设一条倾斜线。设倾斜度为i,AB之间的距离为1.,A点的高程为Ha.为了测出倾斜线，首先应根据A、B之间的距离1.及倾斜度i计算B点的高程HboHB=HA+iX1.图4-14倾斜线测设然后按前述地而上点的高程测设方法，将算出的HB值测定于B点。A、B之间的Mi、M2、Ma各点则可以用经纬仪或水准仪来测定。如果设计坡度比较平缓时，可以使用水准仪来设置倾斜线。方法是:将水准仪安置于B点,使一个脚螺旋在BA线上，另外两个脚螺旋之连线垂直于BA线，旋转在BA线上的那个脚螺旋，便立于A点的水准尺上的读数等于B点的仪器高，此后在MnM2、M.,各点打入木桩，使立尺于各桩上时其尺上读数皆等于仪器高，这样就在地面上测出了一条帧斜线。对于坡度较大的帧斜线，则应采用经纬仪来测设。将仪器安置B,纵转里远镜，对准A点水准尺上等右仪器高的地方.其他步骤与水准仪的测法相同。