建筑场地施工测量设计方案

1 建筑场地施工测量设计方案 第 1 章 绪 论 伴 随着我国国民经济的发展，各式各样、用途各异的各种建筑已屡见不鲜，在这些建筑的建设过程中，无论是在其设计阶段，还是在其施工阶段，都需要测量人员的配合。 在设计阶段 ,一般需要测绘 1:2000或 1:1000 或 1:500甚至 1:200比例尺的地形图 ,以作为设计的底图；在施工阶段 ,测绘人员应根据设计要求及施工现场的实际情况 ,首先布设放样所需控制点 ,按设计图纸 ,进行建筑物轴线及可能需要的增加地基承载力的诸如挖孔桩 、 粉喷桩等各种桩位的放样。 本文重点介绍施工测量中 平整场地的 实测方法与步骤，并且通过具体事例来演示其过程。 工测量概述 施工测量是把设计的建筑物、构筑物的平面位置和高程，按设计要求以一定的精度测设在地面上，作为施工的依据，并在施工过程中进行一系列的测量工作，以衔接和指导各工序间的施工。施工测量贯穿于整个施工过程中。从场地平整、建筑物定位、基础施工，到建筑物构件的安装等，都需要进行施工测量，才能使建筑物、构筑物各部分的尺寸、位置符合设计要求。有些工程竣工后，为了便于维修和扩建，还必需测绘出竣工图。有些高大或特殊的建筑物建成后，还要定期进行变形观测，以便积累资料，掌握变形的规律，为今后建筑物的设计、维护和使用提供资料。 工测量的特点 测绘地形图是将地面上的地物、地貌测绘在图纸上，而施工放样则和它相反，是将设计图纸上的建筑物、构筑物按其设计位置测设到相应的地面上。测设精度的要求取决于建筑物或构筑物的大小、材料、用途和施工方法等因素。一般高层建筑物的测设精度应高于低层建筑物，钢结构厂房的测设精度应高于钢筋混凝土结构厂房，装配式建筑物的测设精度应高于非装配式建筑物。 施工测量工作与工程质量及施工进度有着密切的联系。测量人员必须了解设计的内容、性质及其对测量工 作的精度要求，熟悉图纸上的尺寸和高程数据，了解施工的全过程，并掌握施工现场的变动情况，使施工测量工作能够与施工密切配合。另外，施工现场工种多，交叉作业频繁，并有大量土、石方填挖，地面变动很大，又有动力机械的振动，因此各种测量标志必须稳固埋设在不易破坏的位置。还应做到妥善保护， 2 经常检查，如有破坏，应及时恢复。 工测量的原则 施工现场上有各种建筑物、构筑物，且分布较广，往往又不是同时开工兴建。为了保证各个建筑物、构筑物在平面和高程位置都符合设计要求，互相连成统一的整体，施工测量和测绘地形图一样，也要遵 循“从整体到局部，先控制后碎部”的原则。即先在施工现场建立统一的平面控制网和高程控制网，然后以此为基础，测设出各个建筑物和构筑物的位置。施工测量的检核工作也很重要，必须采用各种不同的方法加强外业和内业的检核工作。 工测量前的准备工作 在施工测量之前，应建立健全测量组织和检查制度，并核对设计图纸，检查总尺寸和分尺寸是否一致，总平面图和大样详图尺寸是否一致，不符之处要向设计单位提出，进行修正。然后对施工现场进行实地踏勘，根据实际情况编制测设详图，计算测设数据。对施工测量所使用的仪器、工具应进行检验、校 正，否则不能使用。工作中必须注意人身和仪器的安全，特别是在高空和危险地区进行测量时，必须采取防护措施。在勘测时期已建立有控制网，但是由于它是进行控制测量时建立的，未考虑施工的要求，控制点的分布、密度和精度，都难以满足施工测量的要求，另外，由于平整场地控制点大多被破坏，因此在施工之前，建筑场地上要重新建立专门的施工控制网。 工测量工作过程 施工测量是指把图纸上设计好的建（构）筑物位置（包括平面和高程位置）在实地标定出来的工作，即按设计的要求将建（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。这项工作又称为测设或放样。这些待测设的点位是根据控制点或已有建筑物特征点与待测设点之间的角度、距离和高差等几何关系，应用测绘仪器和工具标定出来的。施工测量贯穿于工程的全过程，其主要工作包括以下几个方面： 1、施工前进行的测量工作 (1)建立施工场地的施工测量控制网。 (2)施工场地的平整测量。 (3)建（构）筑物的定位与放线测量。 2、施工期间进行的测量工作 (1)配件安装时的定位测量，包括平面与高程测量。 (2)施工中工程质量的检测工作，如垂直度、平整度等。 3 (3)有关重要建（构）筑物的基础沉降观 测。 (4)为编制竣工图所进行的测量工作。 3、竣工后进行的测量工作 (1)全面进行一次竣工图的测量。 (2)全面检查工程质量的测量。 (3)对重要建（构）筑物定期进行的变形观测。 第 2章 施工测量的内容与方法 建筑施工测量必须遵循 “ 从整体到局部 ” 、 “ 先控制后碎部 ” 的原则，因此在施工前，需要在建筑场地上建立统一的施工控制网。施工控制网主要用于建筑物的施工放样和变形监测。 在勘测阶段所建立的测图控制网，在施工放样时仍可以使用，但勘测阶段所建立的控制网，主要是为满足测图的需要。这时建筑物的设计位置尚未确定 ，测图控制网无法考虑满足施工的测量要求，而且由于施工现场的施工，原来布置的测图控制点往往会被破坏或因建筑物的修建而无法通视，因此在施工以前，应在建筑场地重新建立施工控制网，以供建筑物施工阶段和运行管理阶段使用。 相对于测图控制网来说，施工控制网具有控制范围小、精度要求高、控制点密度大、使用频繁等特点。 施工控制网分为平面控制网和高程控制网。 面控制网的测设 施工控制网一般布设成正方形或矩形的网格，称为建筑方格网。当建筑物的结构比较简单时只需布设一条或几条基线作为平面控制，即建筑基线。当建筑物比较复 杂时，可布设成导线。 工坐标系与测图坐标系的转换 施工坐标系（也称建筑坐标系）是供建筑物施工放样时使用的直角坐标系，其坐 4 图 工坐标系与测图坐标系的转换 标轴与建筑物的主轴线一致或平行。当施工坐标系与测量坐标系不一致时，两者之间需要进行坐标换算。 如图 示：设 测量坐标系， 为施工坐标系，00, 为施工坐标系的纵轴在测量坐标系中的方位角。设施工坐标系中点的坐标为（ pp ），则可按下式将其换算为测量坐标（pp ） ： s o co ss （ 若已知 p 点的测量坐标，则可按下式将其换算为施工坐标。 s co s)( 00 co s)(s 00 (筑方格网 1、 建筑方格网的设计 建筑方格网的布设方案应根据建筑物设计总平面图上的建（构）筑物、道路及各种管线的布设情况，并结合现场的地形情况拟定。设计时先选定建筑方格网的主轴线，后设计其他方格点。方格网可设计成正方形或矩形，当场区面积较大时，常分两级。首级可采用 “ 十 ” 字形、 “ 口 ” 字形或 “ 田 ” 字形，然后再加密方格网（如图 示）。当场区面积不大时，可 布置成全面网。 方格网布设时应考虑以下几点： (1)方格网的主轴线应布设在场区的中部，并与拟建主要建筑物的基本轴线平行。主轴线的定位点应不少于 3 个，有一个应是纵、横轴线的交点。 5 图 筑方格网 (2)方格网的边长一般为 100 200 ，并尽可能为 50的整数倍，边长 的相对精度一般为 1/10000 1/20000。 (3)纵横轴线要正交，交角为 90，纵、横轴线的长度以能控制整个建筑场地为度。 (4)方格网的边长应保证通视且便于测距和测角，放样后 的主轴线点位应进行角度测量，检查直线度，测定交角的测角中误差，不应超过 ，直线度的限差应在 18001以内。 2、建筑方格网主轴线的测设 建筑方格网主轴线的点位是根据测图控制点来测设的。首先应将测图控制点的测量坐标换算成施工坐标。 如图 示， 测量控制点， A、 O、 B 为主轴点。用坐标反算算出放样元素332211 , 、 ，然后用极坐标法放出三主点的概略位置 A 、 O 、B ，并标定下来。 图 量坐标 与 施工坐标换算 由于存在误差，致使三点不在同一条直线上（如图 示），因此在中间点 O 安置经纬仪（或全站仪），精确测定 角。如果它和 180之差不超过 01 ，则认为此三点成一条直线；否则，应进行调整。调整时，各主轴线点应在 A、 O、 B 的垂线方向 6 移动同一改正值 ，使三点成一条直线。 180 ） /2(a+b) (图 算误差 图 设误差 式（ ， a 为 长度， b 为 长度。 定好 A、 O、 B 三个主点后（如图 示），将仪器安置在 O 点，瞄准 A 点，分别向左、右转 90，测设出另一主轴线 样定出其概略位置 C 和 D ，再精确测出 和 ，分别算出它们与 90之差 1 和 2 ，并计算出改正值 1l 和 2l ，调整 , 的位置。 /l (式中，O 或 的距离。 C、 D 两点定出后，还应观测改正后的 与 180之差也应在限差范围之内。然后精密丈量出 距离，若超过限差，应进行调整，最后标出各点点位。 3、建筑方格网的详细测设 主轴线测设好后，分别在主轴线端点上安置仪器，均以 O 点为起始方向，分别向左、右测设出 90角，这样就交会出田字形方 格网点。为了进行校核，还要安置仪器 7 于方格网点上，测量其角值是否为 90，并测量各相邻点间的距离，看它是否与设计边长相等，误差均应在允许范围之内。此后再以基本方格网点为基础，按测角交会或导线测量的方法加密方格网中其他各点 。 筑基线 建筑基线是施工控制的基准线。通常建筑基线可布置成直线形、 L 字形、十字形和 T 字形（如图 示）。建筑基线应靠近建筑物并与其主要轴线平行，建筑基线主点间应相互通视，边长为 100 400，基线点应不少于三个，点位应便于保存。建筑基线的测设方法一般采用直角坐标法。基线 点间距离与设计值相比较，其不符值不应大于 1/10000，否则应进行必要的点位调整 。 图 筑基线 的布设形式 程控制网的测设 建筑场地上的高程控制采用水准网，一般布设成两级，首级为整个场地的高程基本控制，应布设成闭合路线，尽量与国家水准点联测，水准点应布设在不受施工影响、无振动、易于永久保存的地方，并埋设成永久性标志。以首级控制为基础，布设成闭合、附合水准路线的加密控制，加密点的密度应尽可能满足安置一次仪器即可测设出所需的高程点，其点可埋设成临时标志，也 可在方格网点桩面上中心点旁边设置一个突出的半球标志。 在一般情况下，首级网采用四等水准测量方法建立，而对连续生产的车间、下水管道或建筑物间高差关系要求严格的建筑场地上，则需采用三等水准测量的方法测定各水准点的高程。加密水准网根据测设精度的不同要求，可采用四等水准或图根水准的技术要求进行施测。 工放样的基本方法 位元素的测设 1、测设已知水平距离 （ 1）一般方法如图 已知点 A 沿已知方向用钢尺量出已知距离，得端点 B 。为校核，同法再测 设一次得 B 点，若两点之差在限差内，则取两次端点的平均位置 B 8 作为终点位置 。 如图 般方法测设水平距 离 图 确方法 测设已知距离 （ 2）精确方法当测设精度要求较高时，可采用如下方法。 如图 已知点 A 沿给定方向 钢尺量出已知距离 D，得端点的概略位置 B 。然后用精密量距方法往返丈量 距离得 D ，则 B 点的改正值 ，最后根据 点位置。 外量 D； 向内 D。 如使用光电测距仪或全站仪，见图 置仪器于 A 点，瞄准已知方向，启动跟踪测量功能，沿此方向移动棱镜位置，使仪器显示距离略大于应测设的距离 D，定出 B 点。在 B 点安置棱镜，测出竖角及斜距，计 算出 的水平距离 D ，同样求得 B点位置的改正值 。根据 D 的符号在实地用钢尺沿已知方向改正 B 至 测距仪放样距离，应进行加常数、乘常数和气象 改正。 图 电测距仪 测设已知距离 2、测设已知水平角 （ 1）一般方法 如图 A 为角顶点， 已知方向， 为已知角值，欲在 A 点测设 角， 9 定出该角的另一边 采用正倒镜分中法。即在 A 点安置经纬仪，先用盘左照准 B 点，读取水平度盘读数 L。转动照准部使度盘读数为（ L+）值，在视线方向上定出 C 点。然后用盘右重复上述操作，定出 C 点。取 连线的中点 C，标定 C 点，得 向。检核时，用测回法测量 与 值之差符合要求，则 测设的 角。 图 般方法测设水平角 （ 2）精确方法 如图 用一般方法按已知角值 测设出 向上的 C 点，然后对 得角值为 ，则 =- 。其垂距 为 CC/ 从 C 点沿 垂线方向向外（ 0）或向内（ 0）量出垂距 出 要测设的 角； 为测设角值 设定的方向。检核时，再用测回法测出 值与 角值之差应小于 限差。 图 确方 法测设水平角 3、测设已知高程 如图 知水准点 A 的高程 设于 B 桩上的设计高程 水准点与 B 桩之间安置水准仪，在 A 点上的后视读数 a=视线高法求得 B 桩上的前视读数为 10 )( =（ （ 测设时，将水准尺沿 B 桩侧面上 下移动，当前视读数 b 刚好为 ，紧靠尺底在 B 桩上划一水平线，此线高程即为 施工现场，如果以 施工的0 ，则该线即为 0 位置）。 图 设已知高程 当向深基坑内或较高的建筑物上测设已知高程时，还可悬挂钢尺进行高程上、下传递。如图 在较深基坑内设置 B 桩，其高程 知水准点 基坑上架设吊杆，从杆顶悬挂一根零点在下端的钢尺，并挂一相当于钢尺检定时拉力的重锤。施测时，先在地面上安置 水准仪，设后视读数尺上的前视读数 后将水准仪置于基坑内，后视钢尺读数视 B 点应读水准尺读数 （由图上直接看出） 2112 = （ 11 图 基坑高程测设 将水准尺沿坑壁上下移动，当读数 ，紧贴尺底向坑壁水平钉入木桩，木桩顶面高程即为 当测设高程大于视线高程，如图 高建筑物 B 处测设 时，可在该处悬吊钢尺，钢尺零端在上（倒尺）。前视读数时，上下移动钢尺，使水准仪前视读数恰为)( B ，则钢尺零分划线的高程即为所需 测设的高程 图 高处测设高程 面点位的测设方法 测设平面点位的常用方法有多种，采用哪种方法，应根据控制点分布、仪器设备、放样精度和现场条件等因素确定。 图 角 坐标法测设点的平面位置（单位： m） 1、直角坐标法 如图 0A、 0B 是两条相互垂直的建筑基线，它与待测建筑物相应两轴线平 12 行。根据图上 1、 3 点坐标，即可测设建筑物 1、 2、 3、 4 点：在 0 点安置经纬仪，瞄准 A 点，由 0 点起沿视线方向测设距离 40m 定出 a 点。再向前测设距离 80m 定出 后在 a 点安置经纬仪，瞄准 A 点，向左测设 90角，由 a 点沿视线方向测设 25m，定出 4 点，再向前测设 35m，定出 1 点。同法在 b 点定出 3 和 2 点。为检核点位是否正确，应检查各边长是否等于设计长度，四角是否等于 90，误差在允许范围内即 可。 图 坐标法测设点的平面位置 2、极坐标法 如图 A、 B 为控制点， P 为待定点，其坐标均为已知；根据坐标反算公式 即可算出 P 点的测设数据；极距 极角 。 2222 )()( （ 式 （ 中 ： Y /a rc t a n Y /a rc ta n 测设时，在 A 点安置经纬仪，以 B 为后视方向测设 角，定出 向，然后沿向测设距离 出 P 点位 置。 3、角度交会法 又称方向交会法，它适用于待定 点离控制点较远或量距困难的地方。如图 、 B、 C 为控制点， P 为待定点，其坐标均为已知。根据坐标反算求出测设数据321 , 。 测设时，在 A、 B 两点同时安置经纬仪，分别测设出 1 和 2 角，定出 13 两方向线交点即为 P。为保证交会点的精度，还应从第三个控制点 C 测设3角定出向。由于测设角度的误差影响，三方向线将不交于一点，而形成一个示误三角形。当示误三角形的边长在限差内时，可取示误三角形的重心作为 P 点的位置。为了保证交会点的精度，应选择适当位置的控制点进行测设，以保证交会角 21, 在 30 150之 间。 图 度交会法测设点的平面位置 图 离 交会法测设点的平面位置 4、距离交会法 这种方法适用于待定点离控制点的距离不超过一整尺段长、地面平坦、便于量距的地方。如图 A、 B、 C 为控制点， 1、 2 为待定点，其坐标均为已知。根据坐标可反算距离 设时，用钢尺分别从控制点 A、 B 测设距离 使 于一点，即为 1 点位置。同 法以 会出 2 点。最后应测量 12长度，与设计长度比较作检核。 5、自由设站法 全站仪的广泛应用，给放样工作带来了很多方便。在两个以上已知点的情况下，置全站仪于任一未知点上，观测到已知点的距离、方向，即可按最小二乘法求得测站点坐标，此法称自由设站法。在求得测站点坐标的同时也完成了测站定向，再根据测站点、已知点和放样点的坐标，采用极坐标法可测设各放样点。自由设站加极坐标法是实现施工放样测量一体化的主要 方法。 14 设已知坡度线 直线坡度 i 是直线两端点间的高差 h 与其水平距离 D 之比，即 i=h/D。如 图 知 离 D=将 设为坡度 i=直线，则 B =后按测设高程的方法，将 设到 B 桩上，即可使 i=坡度线。这时，如需在 测设同坡线的 1、 2、 3 桩，可在 A 点安置水准仪，使一脚螺旋置于 向线上，量取仪器高 i，在 B 点竖立标尺，旋转 向的脚螺旋，直至视线在标尺上的读数 为 i 时，仪器视线即平行于坡度线。然后在中间 1、 2、 3 点打入木桩，木桩打至桩上标尺读数为 i 时为止，桩顶连线即为测设的坡度线。若测设坡度较大，可改用经纬仪进行测 设。 图 设已知坡度线 章小结 本章主要讲述了施工控制网建立的一般原则，其重点是掌握施工放样的基本方法，目的是为以后场地整平中放样方格网做好基础。 15 第 3 章 平整场地的方法与步骤 土建工程开工前，需要进行 “ 三通一平 ”, 即要求做到 “ 水通、电通、道路通 ” 和“ 平整场地 ” 。因施工场地的自然地貌常常是起伏不平的，不能满足建 设要求，如不先平整，施工机具、材料进场也不方便。而当工程接近收尾时，配合绿化还要进行一次场地平整。 场地平整 的概念： 场地平整 就是将高程不同的自然地面设计成水平地面或者具有一定坡度的倾斜地面，通过土石方量计算、面积计算等再将其放样到实地并用红布条标明填挖量，然后利用一定器械按照设计要求将其进行整平。 场地平整测量的主要内容有：实测场地地形，按土方平衡原则进行竖向设计，最后进行现场放线作为施工依据。通常采用方格网法，等高线法，断面法等进行场地平整测量。 格网法 方格网法适用于地形起伏不大的方圆地区，一 般要求在填土和挖土的土石方基本平衡的条件下平整成水平场地，先求出水平场地的合理的设计高程，再以此高程为基准计算各点的挖、填深度和挖、填方量。 场地平整有两种情形，其一是平整为水平场地，其二是整理为倾斜面。 整为水平场地 图 示为某场地的地形图，假设要求将原地貌按照挖填平衡的原则改造成水平面，土方量的计算步骤如下： 1、在地形图上绘制方格网 方格网大小取决于地形的复杂程度、地形图比例尺的大小和土方计算的精度要求，一般地，方格边长为图上 2方格顶点的高程用线性内插法求出，并注记在相应顶 点的右上方，如图 示。 2、计算填 、 挖平衡的设计高程 先将每一方格顶点的高程相加除以 4，得到各方格的平均高程将每个方格的平均高程相加除以方格总数，就得到挖填平衡的设计高程0H，其计算公式为 ： ）（ 中拐边角 （ 16 将图 各方格顶点的高程代入式（ ，即可计算出设计高程0H。在 中虚线）即为挖填平衡的边界线。 图 整 为水平场地方格法土方计算 3、计算挖、填高度 将各方格顶点的高程减去设计高程0高度，其值注明在各方格顶点的右上方，如图 示。 4、计算挖、填土方量 可按角点、边点、拐点和中点分别计算，计算公式 1如下： 角点：挖（填）高 1/4 方格面积 边点：挖（填）高 2/4 方格面积 拐点：挖（填）高 3/4 方格面积 中点：挖（填）高 4/4 方格面积 挖、填土方量的计算一般在表格中进行，使用 算的填挖土方量 ,后面我们会用实例作详细说明 。 5、计算总的填、挖方量 将所有方格的填方量和挖方量分别求和，即得总的填、挖土石方量。如果设计高程 各方格的平均高程值，则最后计算出来的总填方量和总挖方量基本相等。 用方格法计算场地填、挖土方量 ,为了使土方量计算更为准确一般分为四种形式 ,如图 1(a)、 (b)、 (c)、 (d)所示 ,设相应地面方格边长为 a ,i 方格点的填 (-)、挖 (+) 17 高度。 对照图 3.2(a)、图 3.2(b)、图 3.2(c)和图 3.2(d)四种形式 ,分别列出相应填 (挖 )土方量计算公式如 下 : 24321 4 )( )(53224322111 )(44224322211 （ )(63343242243311 图 格角点填 (挖 )高度的四种形式 上列式中 :方格相应地面正方形面积 ,431 , 2S 为相应地面梯形面积 ,+号表示挖方 ,。 由图 b)、 (c)、 (d)形式看出 ,这些方格的土方量计算属于既有填方又有挖方的方格 ,故在计算土方量前 ,应先确定此方格边上不填不挖点 (零点 ),相应零点连线则为此方格中不填不挖线 (零线 ),从而使填、挖土方量分开计算。方 格边上零点的确定可按下列公式计 算 : 18 挖填填（挖）填（挖）（ 式中 :d 填 (挖 )为方格边上零点至填高角点 (至挖深角点 )的距离 ; h 填 (挖 )为方格边上两个角点的填高值 (挖深值 ); a 为方格地面边 长。 场地平整成倾斜平面 对于地形复杂、大面积范围的建筑群 ,其场地平整应尽可能按地形条件平整为倾斜平面 ,这样既经济又利于排水 。 将原地形整理成某一坡度的倾斜面，一般可根据挖、填平衡的原则，绘制出设计倾斜面的等高线。绘制这组等高线必备的条件 是：等高距、平距、平行等高线的方向（或最大坡度线方向）以及高程的起算值。它们都是通过具体的设计要求直接或间接提供的。绘出倾斜面等高线后，通过内插即可求出每个方格角点的设计高程值。这样，便可以计算各方格网点的填、挖高度，并计算出每个方格的填、挖方量及总填、挖方量。但是，有时要求所设计的倾斜面必须包含某些不能改动的高程点（称设计倾斜面的控制高程点），例如已有道路的中线高程点，永久性或大型建筑物的外墙地坪高程等。如图 3示，设 A， B， C 三点为控制高程点，其地面高程分别为 求 将原地形整理成通过 A， B， C 三点的倾斜面，其土方量的计算步骤如 下： 1、确定设计等高线的平距 过 A， 比例内插法在 4， 53， 52各点的位置，也就是设计等高线应经过 d， e， f， g， 点。 2、确定设计等高线的方向 在 线上比例内插出一点 k，使其高程等于 C 点的高程 一直线，则 向就是设计等高线的方向。 3、插绘设计倾斜面的等高线 过 d， e， f， g 各点作 平行线（图 的虚线），即为设计倾斜面的等高线。过设计等高 线和原同高程的等高线交点的连线，如图中连接 1， 2， 3， 4， 5 等点，就可得到挖、填边界线。图中绘有短线的一侧为填土区，另一侧为挖 土区。 4、计算挖、 填土方量 与前面的方法相同，首先在图上绘制方格网，并确定各方格顶点的挖深和填高量。不同之处是各方格顶点的设计高程是根据设计等高线内插求得的，并注记在方格顶点的右下方。其填高和挖深量仍注记在各顶点的左上方。挖方量和填方量的计算和前面 19 的方法相同。 图 整 为倾斜面场地方格法土方计算 2 高线法 如果地形起伏较大时，可以采用等高线法计算土石方量。 但是， 等高线法其存储数据量大，数据结构复杂和难以建立。首先从设计高程的等高线开始计算出各条等高线所包围的面积，然后将相邻等高线面积的平均值乘以等高距即得总的填挖方量。 如 图 形图的等高距为 5m，要求平整场地后的设计高程为 492m。首先在地形图中内插出设计高程为 492m 的等高线（如图 虚线），再求出 492m、 495m、500m 三条等高线所围成的面积492A、495A、50A，即可算 出 每层土石方的挖方量为 495492V=21 （492A+495A） 3 500495V=21 （495A+50A） 5 503500V=3150A3 （ 则，总的土石方挖方量为 总V= V =495492V+500495V+503500V（ 20 图 高线法计算填挖方量 面法 断面法是在施工场地范围内，利用地 形图以一定间距绘出地形断面图，并在各个断面图上绘出平整场地后的设计高程线。然后，分别求出断面图上地面线与设计高程线所围成的面积，再计算相邻断面间的土石方量，求其和即为总土石方量。在地形起伏变化较大的地区，或者如道路、管线等线状建设场地，则宜采用断面法来计算填挖土方量。 图 面法 场地整平 如图 示， 某建设场地的边界线，拟按设计高程 85m 对建设场地进行平整，现采用断面法计算填方和挖方的土方量。根据建 筑 场地边界线 的地 21 形情况，每隔一定间距（图 图上距离 1一垂直于场 地左、右边界线 C 的断面图。图 断面图。由于设计高程定为 85m，在每个断面图上，凡低于 85m 的地面与 85m 设计等高线所围成的面积即为该断面的填方面积，如图 3 ， S ， S ，凡高于 85m 的地面与 85m 设计等高线所围成的面积即为该断面的挖方面积，如图 的 ， S 。 图 面的挖方面积 分别 计算出每一断面的总填、挖土方面积后，然后将相邻两断面的总填（挖）土方面积相加后取平均值，再乘上相邻两断面间距 L，即可计算出相邻两断面间的填、挖土方量。如在 面与 面间的填、挖土方量计 算公式为： 挖方： =21( + S )L 填方： )(21 式 （ 中 V ， V 相邻断面间的挖、填土方量； S断面处的挖方面积； , 断面处的填方面积； L相邻断面间距。 用同样的方法可以分别计算出其他相邻断面间的填挖土方量。汇总后则可以计算出 地的总填方量和总 挖方量。 积测定 面积测 量的方法很多，常用的有几何图形法、坐标计算法、透明方格法、透明平行线法和电子求积仪法 。 22 何图形法 当欲求面积的边界为直线时，可以把该图形分解为若干个规则的几何图形，例如三角形、梯形或平行四边形等， 如图 后，量出这些图形的边长，这样就可以利用几何公式计算出每个图形的面积。最后，将所有图形的面积之和乘以该地形图比例尺分母的平方，即为所求面积 。 标计算法 如果 图形为任意多边形，并且，各顶点的坐标已知，则可以利用坐标计算法精确求算该图形的面积如图 3顶点按照逆 时针方向编号 ，则面积为。 图 何图形法测算面积 图 标计算法测算面积 )(21 111 （ 式中，当 i=1 时，1 i=n 时，1。 明方格法 对于 不规则图形，可以采用图解法求算图形面积。通常使用绘有单元图形的透明纸蒙在待测图形上，统计落在待测图形轮廓线以内的单元图形个数来量测面积。 透明方格法通常是在透明纸上绘出边长为 1小方格，如图 3.9(a)，每个方格的面积为 1所代表的实际面积则由地形图的比例尺决定。量测图上面积时，将透明方格纸固定在图纸上，先数出完整小方格数 数出图形边缘不完整的小方格数 后，按下式计算整个图形的实际 面积 6221 10)2( （ 式 （ 中 M 为地形图比例尺分母； S 的单位为 23 图 明纸法测算面积 明平行线法 透明方格网法的缺点是数方格困难，为此，可以使用图 明平行线法。被测图形被平行线分割成若干个等高的长条，每个长条的面积可以按照梯形公式计算。例如，图中绘有斜线的面积，其中间位置的虚线为上底加下底的平均值 以直接量出，而每个梯形的高均为 h，则 其面积为 : ni i 1 （ 子求积仪法 电子求积仪是一种用来测定任意形状图形面积的 仪器，如图 地 形图上求取图形面积时，先在求积仪的面板上设置地形图的比例尺和使用单位，再利用求积仪一端的跟踪透镜的十字中心点绕图形一周来求算面积。电子求积仪具有自动显示量测面积结果、储存测得的数据、计算周围边长、数据打印、边界自动闭合等功能，计算精度可以 达到 。同时，具备各种计量单位，例如，公制、英制，有计算功能，当数据量溢出时会自动移位处理。由于采用了 口， 可以直接与计算机相连进 图 子求积仪 24 行数据管理和处理。 为了保证量测面积的精度和可靠性，应将图纸平整地固定在图板或桌面上。当需要测量的面积较大，可以采取将大面积划分为若干块小面积的方法，分别求这些小面积，最后把量测结果加起来。也可以在待测的大面积内划出一个或若干个规则图形（四边形、三角形、圆等等），用解析法求算面积，剩下的边、角小块面积用求积仪求取。 章小结 本章主要介绍了 平整场地的方法与步骤以及土方量的计算、施工面积计算等， 伴随着南 方 件的逐步完善也给测量工作的内业处理带来了极大的方便，尤其是使用 件计 算场地整平中土石方量以及面积计算方便得更是叫人瞠目结舌，在下一章节里将有具体的实用。在计算土石方量上用 格编一些小的程序也是比较方便的，本章对 这些内容都做了较为详细的介绍。 25 第 4 章 全站 仪 和经纬 仪 的实例及数据采集与整理 全站仪进行场地整平 为平面 对校园周边地区进行实地测量 ，主要采集高程点，其采集数据如 表 由 表 高程数据可以看出相互点之间的高差变化不大，所以采用方格网法进行场地整平。使用南方 件 进行场地整平，其步骤如下： 将野外采集到的数据用数据线传输到 件。下一步分别点击 “绘图处理 ”下面的 “展野外点点号 ”和 “展高程点 ”，将 “文件打开，这样就将野外采集到的数据成功地展绘到 件里了，如图 示 图 野外点点号 在下面命令符中 输入 “多段线绘制方格网边界。点击 “工程应用 ”中 “方格网法土方计算 ”，输入高程坐标数据文件 “选择土方计算边界线，输入方格宽度 20m,然后点击 “回车 ”，最大高程 图 4当设计面是平面并且场地土方的总填、挖量相等时选择 “3”数据文件，这样电脑就会自动生成（如图 示的数据， 非常方便 。 图 4.2 算 最值高程 电脑会自动合理的分配填、挖放量，使得填方量等于挖方量等于零 ，总面积s=然 有它的弊端，不能计算测区的最小土方量，不能自动生成设计高程，我觉得可以采用此方法来解决 这个问题： 26 表 站仪采集的野外数据 点号 坐标 X 坐标 Y 高程 H 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 先假设一个设计 高程，此高程最好在最小高程 最大高程 里输入的是 自动生成如图所示的方格网，其中每个方格网的左上方的高程为顶点的实际高程，再利用 公式： ）（ 中拐边角 324 10 （ 27 计算出场地平均 高成 为设计高程）利用公式： V=s （ 计算出填或挖的土石方量即可。算得此例的设 计 高程为 填方=总挖方 =据此数据作出场区的土石方量平衡和土石方量调配方案。然后根据控制点，将设计的方格网点测设到实地上，并钉设桩志，标明填、挖 图 4.3 格 网法土方量计算 图 4.4 算出 的填挖方量 高度 。 28 然后根据控制点，将设计的方格网点测设到实地上，并钉设桩 标 ，标明填、挖高度。 经纬仪、水准仪 将 场地平整 平面 根据设计用经纬仪将场区布设成一定大小的方格网，用水准仪观测方格网的顶点高程，然后用机械等 机具平整至设计值即可。 方格网的边长 a=20m， 表 用 算挖、填土方量 点号 实际高 m 所占方格面积 深