土木工程测量第十章施工测量的基本方法.ppt

第十章 施工测量的基本方法,土木工程测量,教学课件,施工测量也以地面控制点为基础，根据图纸上的建筑物的设计尺寸，计算出各部分的特征点与控制点之间的距离、角度（或方位角）、高差等数据，将建筑物的特征点在实地标定出来，以便施工，这项工作又称“放样”。,按照设计和施工的要求将设计的建筑物、构筑物的平面位置在地面上标定出来，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之间的施工。 施工测量的主要内容有：,建立施工控制网 建筑物、构筑物的详细放样。 检查、验收。 变形观测。,施工测量与一般测图工作相比具有如下特点： 目的不同将图上设计的建筑物放样到实地。 精度要求不同高层低层，钢结构钢混结构，装配式非装配式，细部放样整体放样 施工测量工序与工程施工的工序密切相关。 受施工干扰工程多、交叉频、地面变动大，测量标志易破坏。,由整体到局部，先控制后细部”的原则。 检核是测量工作的灵魂。,取决于工程的性质、规模、材料、施工方法等因素。 由工程设计人员提出的建筑限差或按工程施工规范来确定。 建筑限差一般是指工程竣工后的最低精度要求容许误差。 设建筑限差为，工程竣工后的中误差M应为的一半，即 M/2,工程竣工后的中误差M由测量中误差m10和施工中误差m20组成，而测量中误差又由控制测量中误差m11和细部放样中误差m12两部分组成，则 M2=m112+m122+m202 (10-1),测量精度要比施工精度高。它们之间的比例关系为：,(10-2),工业场地：施工测量的细部放样精度高于控制测量，取：,(10-3),桥梁和水利枢纽：应使控制点误差所引起的放样点误差，相对于施工放样来说小到可忽略不计的程度。,若上式括号中第二项0.1，即控制点误差的影响占测量误差总影响的10%，即可忽略不计，则,综上所述，对于工业场地：,(10-4),(10-5),(10-6),(10-7),对于桥梁和水利枢纽工程：,建筑基线的布设 建筑基线是建筑场地的施工控制基准线，即在场地中央放样一条长轴线或若干条与其垂直的短轴线。它适用于建筑设计总平面布置比较简单的小型建筑场地。 布设形式根据建筑物的分布、场地地形等因素来确定。 常见形式有“一”、“L”、“十”、“T”字形，如图101。,建筑基线的布设,建筑基线的布设要求 主轴线位于场地中央，与主要建筑物轴线平行，定位点3，以便相互检核。 基线点位应通视良好、不易被破坏、设置成永久性控制点。,建筑基线的放样方法 根据建筑红线或中线放样（图102）,DAP定P点,DAQ定Q点,过B点作AB垂线量取DAQ得2点,过C点作AC垂线量取DAP得3点,边P3和Q2直线交出1点,1、2、3点即为基线点，角为直角20,建筑基线的放样方法,利用测量控制点放样 利用建筑基线的设计坐标和附近已有测量控制点的坐标，按照极坐标放样方法计算出放样数据（和D），然后放样。 施工坐标与测量坐标往往不一致，在计算放样数据时，应将放样数据统一到同一坐标系中。（图103）,若将P点的施工坐标转化为测图坐标，换算公式为：,若将P点的测图坐标转化为施工坐标，换算公式为：,施工坐标,测图坐标,APcos,BPsin,APsin,BPcos,建筑基线的放样方法 利用测量控制点放样,以“一”字形建筑基线为例，说明利用测量控制点放样建筑基线点的方法。图10-4所示，A、B为附近已有的测量控制点，1、2、3为选定的建筑基线点。,首先，将1、2、3点的施工坐标换算成测量坐标，再根据其坐标反算放样数据1、2、3和D1、D2、D3(式6-9、6-10)；然后，用经纬仪和钢尺按极坐标法放样1、2、3点。,建筑基线的放样方法 利用测量控制点放样,由于测量误差不可避免，放样的基线点往往不在同一直线上，且点与点之间的距离与设计值不完全相符。,需精确测出已放样直线的折角和距离D，并与设计值相比较。若=-180超限(15），则应对1、2、3点在横向进行等量调整，图10-5所示。调整量按下式计算：,(10-10),若放样距离超限，,则以2点为准，按设计长度在纵向调整1、3点。,建筑方格网的布设,建筑方格网场的布设应根据总平面图上各种已建和待建的建筑物、道路及各种管线的布设情况，结合现场的地形条件来确定。 方格网的形式有正方形、矩形两种，常分两级布设。用直角坐标法进行定位，放样较为方便，且精度较高。但工作量大、不够灵活、易毁坏，有全站仪的条件下，正逐步被导线网或三角网代替。 如图106，先确定方格网的主轴线C-C和3-3，然后再布设方格网。,建筑方格网的放样,主轴线放样与建筑基线放样方法相似。,首先，准备放样数据，然后实地放样两条相互垂直的主轴线C-C、3-3，如图10-6所示。主轴线实质上是由5个主点C1、C3、C5、A3、和E3点所组成。最后精确检测主轴线点的相对位置关系，并与设计值相比较。若角度较差大于10，则需要横向调整,点位，使角度与设计值相符；若距离较差大于1/15000,则纵向调整点位使距离与设计值相符。,建筑方格网的放样,方格网点放样如图10-6所示,主轴线放样后，分别在主轴线端点C1、C5、A3、E3上安置经纬仪，后视主点C3，向左右分别拨角90，这样就可交会出田字形方格网点。随后再作检核，测量相邻两点间的距离，看是否与设计值相等，测量其角度是否为90，误差均应在允许范围内，并埋设永久标志。此后，再以田字形方格网为基础，加密方格网的其余各点。,在一般情况下，施工场地平面控制点也可兼作高程控制点。高程控制网可分首级网格和加密网，相应的水准点称为基本水准点和施工水准点。 基本水准点四等水准测量；为连续性生产车间、地下管道放样的基本水准点三等水准测量。 场地高程控制网应布设成闭合路线、附合路线或结点网形。 施工水准点直接放样建筑物的高程。应靠近建筑物。 为放样方便，每栋较大的建筑物附近，要布设0.000水准点。,测量的基本工作是测距离、测角度和测高差。放样的基本工作与之相似放样已知的水平距离、已知的水平角和已知的高程。,用钢尺放样已知水平距离 一般方法用钢尺直接丈量，为检核应往返丈量，取平均 精确方法 三项改正 D设DDLDt-Dh,用光电测距仪放样已知水平距离,先用跟踪法放出另外一端点，再精确测定其长度，最后进行改正。图107,根据水平角的已知数据和一个已知方向，把该角的另一个方向放样在地面上。 一般方法如图10-8所示。,精确方法,如图109所示，先按一般方法放样出B1点。,反复观测水平角AOB1若干个测回，准确求其平均值1，并计算出=-1。,计算改正距离：,从B1点沿OB1的垂直方向量出BB1，定出B点，则AOB应是要放样的已知水平角。 如为正，则沿OB1垂直方向向外量取；反之向内量取。,根据已知水准点，在地面上标定出某设计高程的工作，称为高程放样。如图10-10所示。,设计室内地坪高程为21.500m，HA20.950m，将室内地坪高程放样到B桩上。,安置水准仪于A、B之间，在A点竖立水准尺，测得后视读数为a=1.675m。,在B点处设置木桩，在B点地面上竖立水准尺，测得前视读数为b=1.332m。,与水准尺0.207m处对齐，在木桩上划一道红线，此线位置就是室内地坪的位置。,计算：视线高 Hi=HA+a=20.950+1.675=22.625m B点的地面高程 HBHi-b=22.625-1.332 放样点的高程位置 C21.500-(22.625-1.332)=0.207m,Hi=HA+a=20.950+1.675=22.625m,HBHi-b=22.625-1.332,20.950m,21.50m,C21.500-(22.625-1.332)=0.207m,C=设计高程HB,在深基坑内或在较高的楼层面上放样高程时，水准尺的长度不够，这时，可在坑底或楼层面上设置临时水准点，然后将地面高程点传递到临时水准点上，再放样所需高程。如图10-11所示。,B点的标高为：,测设B点的高程 HBHAhAB=(a1-b1)+(a2-b2) 得 b2=a2+(a1-b1)-hAB 用逐渐打入木桩或在木桩上划线的方法，使立在B点的水准尺上读数为b2,即可确定B点的设计高程。检核。,HBHAa1-(b1-a2)-b2 (10-12),HBHAa1-(b1-a2)-b2 (10-12),HBHAhAB=(a1-b1)+(a2-b2),b2=a2+(a1-b1)-hAB,HA,b1-a2,a,点的平面位置放样常用方法有极坐标法、角度交会法、距离交会法和直角坐标法。,当在施工现场有相互垂直的主轴线或方格网线时，可用直角坐标法放样点的平面位置。,2后视323方向线，量20m和100m得P、M两点；置经纬仪于P点，后视2或3点中的较远点，正倒镜转动90取平均值，得PC方向线，沿此方向量20m和40m，得A、C两点；检测。,直角坐标法只量距和直角，数据直观，计算简单，工作方便，因此，应用较广泛。,根据水平角和水平距离来放样点的平面位置。当已知点与放样点之间的距离较近，且便于量距时，常用极坐标法放样点的平面位置。如图1013所示。,计算放样数据DAP和（BAP）。,当放样地区地形限制或量距困难时，常采用角度交会法放样点位。如图10-14所示。,根据控制点A、B、C和放样点P的坐标计算1、2、3、4角值。在A点安置经纬仪，后视B点根据1盘左盘右取平均放样出AP方向线，在AP方向线P点附近打两小木桩，桩顶钉小钉，如1、2两点。,将每的小钉用细线拉紧，拉出三条线，得三个交点，这三个交点构成误差三角形。当误差三角形边长不超过4cm时，取其重心作为所求P点的位置，若误差三角形的边长超限，则应重新放样。,当建筑场地平坦，量距方便，且控制点离放样点不超过一整尺段长度时，可用距离交会法。,首先根据P点的设计坐标和控制点A、B的坐标，先计算放样数据D1、D2。放样时，用钢尺分别以控制点A、B为圆心，以D1、D2为半径，在地面上画弧，交出P点。距离交会法的优点是不需要仪器，但精度较低，在施工中放样细部时，常用此法。,本质是极坐标法，适合于种类地形，且精度高，操作简便，在生产中已被广泛采用。,放样前，将全站仪置于放样模式，向全站仪输入测站点坐标、后视点坐标（或方位角），再输入放样点坐标。准备工作完成后，用望远镜照准棱镜，按坐标放样功能键，则可立即显示当前棱镜位置与放样点位置的坐标差。根据坐标差值，移动棱镜位置，直至坐标差值为零，这时，棱镜所对应的位置就是放样点的位置。,圆曲线是道路工程、管道工程以及水利工程中常用的一种曲线。当线路方向转折时，常用圆曲线进行连接，应先进行圆曲线要素的计算，再放样出圆曲线的主点，最后放样圆曲线的加密点。,（图10-15）中，线路在转折点JD处（也称交点）改变方向，转折角为（偏角），现设置一半径为R的圆曲线。圆曲线要素及其计算公式：,在JD点安置经纬仪，以线路方向（亦即切线方向）定向，自JD沿两线路方向分别量出切线长T，即得线路起点ZY或终点YZ。 后视YZ点，以YZ为零方向，测设水平角（180-）/2，得分角线方向，沿此方向自JD点量出外矢距E，得轴线中点QZ。,在施工时，还需要放出曲线上除主点之外的若干点，称为轴线的详细放样。常用的方法有偏角法和直角坐标法等。,偏角法利用偏角（弦切角）和弦长交会的方式来放样轴线。（图10-6）,圆曲线起点为B，终点为E，转点为P。为把曲线上各放样点里程凑成整数，曲线长度分为首尾两段零头弧长S1、S2和n段相等的弧长之和，即： LS1+nS+S2 (10-15),LS1+nS+S2 (10-15),偏角法,S1、S2所对圆心角为1、2，S所对圆心角为。放样数据按下式计算：,偏角法,相应于弧长S1、S2、S的弦长计算公式：,偏角法,圆曲线上各点的偏角（弦切角等于弦长所对圆心角的一半）为：,偏角法,放样时，将仪器安置于圆曲线起点ZY(即B点）上，后视JD（P）点，并将水平度盘置于零，拨角PB1，在此方向上量取d1，得1点；然后，再拨角PB2，钢尺零点对准1点，以d为半径，摆动钢尺到经纬仪方向线上，得2点；再拨角PB3，钢尺零点对准2点，以d为半径，摆动钢尺到经纬仪方向线上，得3点；依此类推,当拨角PBE时，视线应当通过圆曲线的终点YZ点。YZ点至圆曲线上最后一个细部点的距离应为d2。以此检查放样质量。,直角坐标法切线支距法，以曲线起点ZY或终点YZ为坐标原点，以切线为x轴，切线的垂线为y轴，如图10-17所示。根据坐标xi、yi放样曲线上各细部点。,设各细部点之间的弧长为S，所对应的圆心角为，则,已知R，又给定S值后，即可求出待放样的细部点坐标。S值一般为10m、20m、30m等整数值。放样前可按上述公式计算，将计算得结果列表备用。,直角坐标法,放样步骤如下：,在垂足m、n、p等处用经纬仪、直角尺法作切线的垂线，分别在各自的垂线上放样y1、y2、y3等，以桩