建筑工程测量学习情境三教学课件

学习情境3 土石方工程测量 国家共享型教学资源库 学习单元 1 地形图的识读与应用 n 3.1.1基础知识学习 n 3.1.1.1地形图图外注记识读 图名与图号 接图表与图外文字说明 直线比例尺与坡度尺 图廓与坐标格网 西三庄 3510.0-220.0 国家共享型教学资源库 n直线比例尺与坡度尺 学习单元 1 地形图的识读与应用 直线比例尺也称图示比例尺，它是将图上的线段 用实际的长度来表示，如上图a)。因此，可以用 分规或直尺在地形图上量出两点之间的长度，然 后与直线比例尺进行比较，就能直接得出该两点 间的实际长度值。 国家共享型教学资源库 坡度尺是按等高距与平距的关系d=htan制成的。如图b) 示，在底线上以适当比例定出0、1、2、等各点，并 在点上绘垂线。将相邻等高线平距d与各点角值i按关系 式求出相应平距di。然后，在相应点垂线上按地形图比例 尺截取di值定出垂线顶点，再用光滑曲线连接各顶点而成 。应用时，用卡规在地形图上量取量等高线a、b点平距ab ，在坡度尺上比较，即可查得ab的角值约为145。 国家共享型教学资源库 n3.1.1.2 地物识读 符号比例 地物注记 轮廓较大的地物，如 房屋、运动场、湖泊 、森林、田地等，凡 能按比例尺把它们的 形状、大小和位置缩 绘在图上的，称为比 例符号。这类符号表 示出地物的轮廓特征 。 对地物加以说明的文字、数字或特定符号，称为地物注记 。 学习单元 1 地形图的识读与应用 国家共享型教学资源库 轮廓较小的地物，或无法将其形状和大小按比 例画到图上的地物，采用一种统一规格、概括 形象特征的象征性符号表示，这种符号称为非 比例符号，只表示地物的中心位置，不表示地 物的形状和大小。 非比例符号 对于一些带状延伸地物，如河流、道路、通 讯线、管道、垣栅等，其长度可按测图比例 尺缩绘，而宽度无法按比例表示的符号称为 半比例符号 半比例符号 国家共享型教学资源库 n 3.1.1.3 地貌识读 学习单元 1 地形图的识读与应用 国家共享型教学资源库 等高线的原理 典型地貌等高线 地面上高程相等的各相邻点相连接的闭合曲线，称 为等高线。 山头和洼地，山脊和山谷，鞍部. 等高性 闭合性 非交性 陡稀缓性 正交性 等高线的特点 国家共享型教学资源库 n3.1.2教学内容实施 学习单元 1 地形图的识读与应用 n 3.1.2.1 确定图上点位的坐标 n 3.1.2.2 确定图上直线段的距离 n 3.1.2.3 图上确定直线的坐标方位角 n 3.1.2.4 确定图上点的高程 n 3.1.2.5 确定图上地面坡度 n 3.1.2.6 在图上坡度选择最短线路 国家共享型教学资源库 n3.1.2教学内容实施 学习单元 1 地形图的识读与应用 n 3.1.2.5 确定图上地面坡度 n 3.1.2.6 在图上坡度选择最短线路 n 3.1.2.7 沿图上已知方向绘制断面图 n 3.1.2.8 确定两地面点间是否通视 n 3.1.2.9 在地形图上绘出填挖边界线 n 3.1.2.10 确定汇水面积 n 3.1.2.11 图形面积计算 国家共享型教学资源库 n3.2.1 基础知识学习 学习单元 2 建筑场地平整测量 n 地貌的测量 1、地貌点的选择 地貌点应选在最能反映地貌特征的山脊线、山谷线等地 性线上，如山顶、鞍部、山脊、山脚、谷底、谷口、沟 底、沟口、洼地、台地、河川、湖池岸旁等的坡度和方 向变化处。根据这些特征点的高程勾绘等高线，即可将 地貌在图上表示出来。 若选择正确，就可以逼真地反映地形现状， 保证工程要求的精度；若选择不当，如图 3.2.1中，漏选碎部点2，则绘图时，将用1 3连线代替真实现状123，致使成图失 真走样、歪曲地面形状，影响工程用图。 国家共享型教学资源库 n 3.2.1 基础知识学习 学习单元 2 建筑场地平整测量 倾斜变换点 方向变换点 山顶点 鞍部点 山脊线 分水线 山谷线 合水线 山脚点 国家共享型教学资源库 n3.2.1 基础知识学习 学习单元 2 建筑场地平整测量 n地貌的测量 2、经纬仪测图法 国家共享型教学资源库 经纬仪测图法就是将经纬仪安置于测站点 （例如导线点A）上，绘图板安置于测站 旁，用经纬仪测定碎部点的方向与已知方 向之间的水平夹角，用视距测量方法测定 测站点到碎部点之间的水平距离和高差， 然后根据测定数据按极坐标法，用量角器 和比例尺把碎部点的平面位置展绘于图纸 上，并在点位的右侧注明高程，再对照实 地勾绘地形图。 国家共享型教学资源库 n 3.2.1 基础知识学习 学习单元 2 建筑场地平整测量 n 地貌的测量 国家共享型教学资源库 n3.2.1 基础知识学习 n地貌特征点展绘结果 国家共享型教学资源库 n3.2.1 基础知识学习 n地性线 国家共享型教学资源库 n3.2.1 基础知识学习 n绘制地性线 国家共享型教学资源库 n3.2.1 基础知识学习 n绘制等高线 国家共享型教学资源库 n3.2.2 教学内容实施 n 3.2.2.1 方格网法 平整土地设计高程H0的推导 设H1、H2、H3、H4分别表示各桩点的高程（见右图）， 则: 第1方格平均高程= (H1+H2+H4+H5)/4； 第2方格平均高程=(H4+H5+H7+H8)/4； . . . . . . . . . . . 第5方格平均高程=(H5+H6+H8+H9)/4。 所以平整土地总的平均高程H。为5个方格平均高程再取平均. 即: 国家共享型教学资源库 式中：H1、 H10、H11、H9、H3 均为角点; H4、 H7、H6、H2 为 边点; H8为拐点; H5为中点； 式中 分母5表示方格数 n3.2.2 教学内容实施 n3.2.2.1 方格网法 国家共享型教学资源库 因此，同理可写出通式： n 为方格总数 H角 为各角点高程总和 H边 为各边点高程总和 H拐 为各拐点高程总和 H中 为各中点高程总和 式中： 国家共享型教学资源库 n3.2.2 教学内容实施 n土方计算例题 在地形图上对某地段进行场地平整，首先在图上绘制方格 ，共绘制7个方格，方格边长10m。从等高线内插求得方格顶 点高程如图所示。 1.计算平整土地设计高程 图中：A1、 A4、B4、C1 、C3均为角点；A2、A3、 B1、C2均为边点；B3为拐 点；B2为中点。 =25.2 国家共享型教学资源库 n3.2.2 教学内容实施 n土方计算例题 2.2.计算各方格顶点的施工量计算各方格顶点的施工量 施工量=地面高程-设计高程 施工量为正表 示挖深，负数 表示填高数； 它们应注明在 方格顶点旁的 圆括号内。 国家共享型教学资源库 式中l表示方格的边长；h1、h2表示方格边两 端点挖、深填高的绝对值。x1为填挖分界点距标有 h1方格顶点的距离。 3.3.计算填挖分界线的位置计算填挖分界线的位置 按下列公式计算 (见右图) 国家共享型教学资源库 n3.2.2 教学内容实施 n土方计算例题 总的土方体积为各方格体积之和.可以看出：角点、 边点、拐点和中点分别进行计算各点所占的体积： 国家共享型教学资源库 n3.2.2 教学内容实施 n土方计算例题 计算应列一表格，填入所有方格顶点编号、挖深及填高。最 后，按挖方与填方分别求和，可求得总控方量与总填方量。 国家共享型教学资源库 n3.2.2 教学内容实施 n 3.2.2.2 断面法 断面法是以一组等距（或不等距）的相互平行的截面将拟 整治的地形分截成若干“段”，计算这些“段”的体积， 再将各段的体积累加，从而求得总的土方量。 断面法的计算公式如下： 式中，S1、S2 两相邻断面上的填土面积（或挖土面积） ； L两相邻断面的间距。 断面法根据其取断面的方向不同主要分为垂直断面法和水 平断面法（等高线法）两种。 国家共享型教学资源库 n3.2.2 教学内容实施 n 3.2.2.2 断面法 1.垂直断面法 如图所示之1：1000地形图局部，ABCD是计划在山梁上拟平 整场地的边线。设计要求：平整后场地的高程为67m，AB边线 以北的山梁要削成1：1的斜坡。分别估算挖方和填方的土方量 。 国家共享型教学资源库 n3.2.2 教学内容实施 n3.2.2.2 断面法 （1）ABCD场地部分 根据ABCD场地边线内的地形图，每隔一定间距（ 本例采用的是图上10cm）画一垂直于左、右边线 的断面图，上页右图为A-B、1-1和8-8的断面图（ 其它断面省略）。断面图的起算高程定为67m，这 样一来，在每个断面图上，凡是高于67m的地面和 67m高程起算线所围成的面积即为该断面处的挖土 面积，凡由低于67m的地面和67m高程起算线所围 成的面积即为该断面处的填土面积。 国家共享型教学资源库 n3.2.2 教学内容实施 n3.2.2.2 断面法 AB线以北的山梁部分 首先按与地形图基本等高距相同的高差和设计坡度， 算出所设计斜坡的等高线间的水平距离。在本例中，基本等 高距为1m，所设计斜坡的坡度为1：1，所以设计等高线间的 水平距离为1m，按照地形图的比例尺，在边线AB以北画出这 些彼此平行且等高距为1m的设计等高线，如下左图中AB边线 以北的虚线所示。每一条斜坡设计等高线与同高的地面等高 线相交的点，即为零点。把这些零点用光滑的曲线连接起来 ，即为不填不挖的零线。在零线范围内，就是需要挖土的地 方。 国家共享型教学资源库 浙江同济科技职业学院工程测量技术 为了计算土方，需画出每一条设计等高线 处的断面图，如下图所示，画出了68-68和69-69 两条设计等高线处的断面图（其它断面省略）。 国家共享型教学资源库 当地面高低起伏较大且变化较多时，可以采用等 高线法。此法是先在地形图上求出各条等高线所 包围的面积，乘以等高距，得各等高线间的土方 量，再求总和，即为场地内最低等高线以上的总 土方量。如要平整为一水平面的场地，其设计高 程可按下式计算： n3.2.2 教学内容实施 n 3.2.2.3 等高线法 国家共享型教学资源库 式中 场地内的最低高程，一般不在某一条等 高线上，需根据相邻等高线内插求出； 场地总面积，由场地外轮廓线决定。 当设计高程求出以后，后续的计算工作可按方格网 法进行。 当设计高程求出以后，后续的计算工作可按方格网 法进行。 场地内最低高程以上的总土方量； 国家共享型教学资源库 n3.3.1 基础知识学习 学习单元 3土方开挖施工测量 n 3.3.1.1投影法 根据建筑物的对应控制点，投影建筑物的轮廓线。具体作法 如图所示。将仪器设置在A2，后视A2，投影A2A2方向线， 将仪器移至A3，后视A3，定出A3A3方向线。用同样方法在 B2B3控制点上定出B2B2，B3B3方向线，此方向线的交点即 为建筑物的四个角点，然后按设计图纸用钢尺或皮尺定出其 开挖基坑的边界线。 国家共享型教学资源库 n3.3.1 基础知识学习 学习单元 3土方开挖施工测量 n 3.3.1.2 主轴线法 国家共享型教学资源库 建筑方格网一般都确定一条或两条主 轴线。主轴线的形式有“L”字形、 “T”字形或“十”字形等布置形式。这 些主轴线是作为建筑物施工的主要控 制依据。因此，当建筑物放样时，按 照建筑物柱列线或轮廓线与主轴线的 关系，在建筑场地上定出主轴线后， 然后根据主轴线逐一定出建筑物的轮 廓线。 国家共享型教学资源库 n3.3.1 基础知识学习 学习单元 3土方开挖施工测量 n 3.3.1.3 极坐标法 由于建筑物的造型格式从单一的方形向“S”形、扇面形、 圆筒形、多面体形等复杂的几何图形发展，这样对建筑物的 放样定位带来了一定的复杂性，极坐标法是比较灵活的放样 定位方法。具体做法是，首先将设计要素如轮廓坐标，曲线 半径、圆心坐标等与施工控制网点的关系，计算其方向角及 边长，在工作控制点上按其计算所得的方向角和边长，逐一 测定点位。将所有建筑物的轮廓点位定出后，再行检查是否 满足设计要求。 国家共享型教学资源库 学习单元 3土方开挖施工测量 n3.3.2教学内容实施 n 3.3.2.1 基坑上肩的放样 国家共享型教学资源库 A1和A2为基础底部轮廓线一边之两端 ，而B1和B2则为与此两端点相适应的 两点，这两点就是坡度被A1B1和 A2B2与地表面的交叉点，那么h1=H1 一H和h2=H2一H 式中H基坑 底部的设计标高； H1B1点的实 际标高；H2B2点的标高。 国家共享型教学资源库 式中 a1定线时采用的A1和B1两点之同的距离；a2 A2和B2两点同的距离；m坡度(1：1；l：1.5；1：2等) 。 h2h1，a2a1线段B1B2为基坑上肩线 现场的基坑上肩线的测定工作，通常都是从作为固定基坑底 部轮廓线的各个点开始的。由于在挖土时，所测定的上肩轮 廓线可能被毁掉，所以还应在转角点处作补充加固。其方法 是，将加固桩移至土壤挖掘范围以外。把用于标定轮廓线折 点的所有木桩或钉桩都测出标高。在交路土建人员的施测图 上，注明加固桩示意图，以及加固桩之间和加固桩超对标高 之间的现场距离。 国家共享型教学资源库 n3.3.2教学内容实施 学习单元 3土方开挖施工测量 n 3.3.2.2 个别轮廓线的测定 国家共享型教学资源库 将土壤挖到段升标高以后，再在基坑底部重新测定 基础地基的轮廓线。一般都是在基坑底的总标高以 下，补挖独立基础的基坑。这种基础的轮廓线的测 定工作，都是由固定在基坑底部的建筑物主轴线开 始。如果独立基础的基坑是阶梯形的，那么基坑的 所有阶梯的轮廓线则用围柱，这个围桩段在基坑外 轮廓线的一块木板上；当基坑挖掘水准面降低到适 当的水平面时，利用垂球由拉紧的钢尺开始做出内 基坑角。如果这种阶梯形的，基坑尺寸很大，那就 实地依次测定适当的水平面。 国家共享型教学资源库 在土方工程开始之前，将上肩轮廓线内的地表面 测定出10x10米的方格，并测出标高。所建立的 方格网要与建筑物的轴线平行。平行于纵轴线的 方格边以罗马数字编号；平行于横轴线的方格边 以阿拉伯数字编号。将所测定的横断面用木桩在 方格边的端点加以标定，相邻两横断面的距离是 l0米。在一个月内，这些横断面至少要距过两次 检查测量，以便计算挖方的量数。 n3.3.2教学内容实施 学习单元 3土方开挖施工测量 n3.3.2.2 挖方的测量 国家共享型教学资源库 在已划出的横断面上，根据水准测量的数据，绘 出挖方的线段，这个线段是用来表明每日的工作 情况的。在每一个横断面上，土方工作开始前测 出的平面线与土方测量时的土方挖掘线所组成的 面积，采用求积仪(既迅速又简便)或共它方法进行 计算，而挖方量别按下列 公式计算： 式中 A1和A2横断面的面积； L横断面之间的距离。 国家共享型教学资源库 在深基坑开挖过程中，基坑内外的土体将由原来的静止土 压力状态向被动和主动土压力状态转变，应力状态的改变 引起围护结构承受荷载并导致围护结构和土体的变形，当 变形中任一量值超过容许范围时，将造成基坑的失稳破坏 或对周围环境造成不利影响深基坑开挖工程往往位于建筑 密集的市中心，施工场地四周有建筑物和地下管线，基坑 开挖所引起的土体变形将在一定程度上改变这些建筑物和 地下管线的正常状态，当土体变形过大时，会造成邻近结 构和设施的失效或破坏。同时，基坑相邻的建筑物又相当 于较重的集中荷载，基坑周同的管线常引起地表水的渗漏 ，这些因素又是导致土体变形加剧的原闲。 学习单元 4 基坑工程施工监测 n 3.4.1.1 基坑监测的意义 国家共享型教学资源库 因此，在深基坑施工过程中，只 有对基坑支护结构、基坑周围的土体 和相邻的构筑物进行全面、系统的监 测，才能对基坑工程的安全性及其对 周围环境的影响程度有全面的了解， 以确保工程的顺利进行；在出现异常 情况时应及时反馈，并采取必要的工 程应急措施，甚至调整施工工艺或修 改设计参数。 国家共享型教学资源库 n3.4.1基础知识学习 学习单元 4 基坑工程施工监测 n3.4.1.2 基坑监测的目的 2、确保基坑支护结构和相邻建筑物的安全。 3、积累工程经验，为提高基坑工程的设计和施 工的整体水平提供依据。 1、检验设计假设和参数的正确性， 指导基坑 开挖和支护结构的施工。 国家共享型教学资源库 n3.4.2 教学内容实施 学习单元 4 基坑工程施工监测 n 3.4.2.1 基坑监测的要求 基坑监测数据必须是可靠、真实、及时的。数 据的可靠性由测试元件安装或埋设的可靠性、 监测仪器的精度以及监测人员的素质来保证。 监测数据真实性要求所有数据必须以原始记录 为依据，原始记录任何人不得更改、删除。因 为基坑开挖是一个动态的施工过程，只有保证 及时监测，才能有利于及时发现隐患，及时采 取措施， 国家共享型教学资源库 对重要的监测项目，应按照工程具体情况预先设 定预警值和报警制度，预警值应包括变形值及其 变化速率。但目前预警值的确定还缺乏全国