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测量培训讲义 2010年9月 建筑施工测量工作浅谈 第一部分建筑施工测量的任务和作用第二部分测量的基本工作第三部分民用建筑施工测量的具体工作第四部分测量资料的编写第五部分怎样干好测量工作 第一部分建筑施工测量的任务和作用 一 建筑施工测量的任务建筑施工测量是在建筑工程施工的各个阶段 应用测量仪器和工具 采用一定的测量技术和方法 根据施工进度和质量要求所进行的各种测量工作 建筑施工测量的基本任务是进行建 构 筑物的施工放样 竣工总平面图的汇编和建筑物的变形观测 其具体工作如下 1 开工前的准备工作 施工场地的施工控制网 建筑场地的平整测量 土方方格网 建 构 筑物的定位 放样测量 2 施工进程中的测量工作 基础工程的施工测量 主体工程的施工测量 构件安装时的定位测量和标高测量 施工质量的检验测量3 完工后的测量工作 配合施工验收检查工作的测量 进行竣工图测量4 变形观测对一些重要的建 构 筑物 在施工或运营期间 定期对其进行沉降 倾斜 裂缝和平移等变形测量 二 建筑施工测量的作用建筑施工测量贯穿于施工全过程 它是施工的一个重要组成部分 施工测量的质量和速度对按设计图纸施工 保证工程质量和工程进度有着直接的影响 起着重要的作用 因此 从事工程建设的人员都必须掌握建筑工程测量的基本知识和基本技能 以适应建筑业发展的需要 测量质量事故案例 中铁大桥局桥遂工程 华东分公司的车库工程等 第二部分测量的基本工作 测量的基本工作是 高程测量 角度测量和距离测量 一 水准测量测定地面点工程的工作称为高程测量 按使用仪器和实测方法的不同 高程测量可分为水准测量 三角高程测量 物理高程测量 GPS高程测量等 水准测量是高程测量中最常用和精度较高的一种方法 建筑施工中通常采用水准测量来测定点位的高程 1 水准测量原理水准测量原理是利用水准仪提供的水平视线 测出地面两点的高差 然后 根据已知点的高程 推算出未知点的高程 高差hAB表示B点对于A点的高差 高差有正负 当hAB为正值时 表示B点高于A点 当hAB为负值时 表示B点低于A点 2 水准测量的仪器和工具水准测量所使用的仪器和工具有水准仪 水准尺和尺垫 水准仪按精度分为DS0 5 DS1 DS3 DS10 DS20等几种等级 D S分别为 大地测量 和 水准仪 的汉语拼音的第一个字母 其下标的数字表示仪器能达到的精度 即 每公里往返测得的高差中数的偶然中误差 mm 工程测量一般使用DS3水准仪 微倾式水准仪 自动安平水准仪 DSZ2 DSZ3 电子水准仪 S3微倾式水准仪 DS32自动安平水准仪 DSZ2自动安平水准仪 DSZ3自动安平水准仪 DSZ3自动安平水准仪 精密水准仪 徕卡电子水准仪 索佳电子水准仪 拓普康电子水准仪 激光标线仪 3 水准仪的使用水准仪在一个测站上使用的基本操作程序为 安置仪器 粗略整平 粗平 精平 调焦照准 读数 整平过程中 气泡移动的方向与左手大母子转动脚螺旋的方向一致 圆水准器的整平 4 水准测量的施测方法水准测量的施测方法可以概括为 埋设水准点 按拟定水准路线 从已知点开始 足站进行水准测量 测至路线终点 然后计算出各待定点的高程 水准点 用水准测量的方法测定的高程控制点 称为水准点 以BM表示 水准点是水准测量引测高程的依据 水准点分为永久性和临时性两种 水准路线 在水准测量中 为保证测量成果能达到一定的精度要求 必须布设某种形式的水准路线 利用一定的条件来检核所测成果的正确性 在一般的工程测量中 水准路线的形式有如下三种 a 闭合水准路线 从已知点BMA出发 沿待定高程点1 2 3进行水准测量 最后回到原来的水准点BMA的水准路线 称为闭合水准路线 b 附合水准路线 从已知点BMA出发 沿待定高程点1 2 3进行水准测量 最后附合到另一已知水准点BMB上的水准路线 称为附合水准路线 c 支线水准路线 从已知点BMA出发 沿待定高程点1 2进行水准测量 最终既不闭合又不附合的水准路线 称为支水准路线 支水准路线要进行往 返测量 以资检核 水准路线示意图 5 水准测量的精度要求 二 角度测角度测量包括水平角测量和竖直角测量 常用的测角仪器 经纬仪 光学 电子 光学经纬仪按精度划分为DJ0 7 DJ1 DJ2 DJ3 DJ6等级别 代号D J分别表示 大地测量 和 经纬仪 的汉语拼音第一个字母 其下标数字表示经纬仪的精度指标 DJ2表该仪器一测回观测中误差为 2 DJ6光学经纬仪 DJ2激光经纬仪 DJ2电子经纬仪 1 光学经纬仪的使用经纬仪的使用包括安置仪器 照准目标和读数 安置仪器a 垂球对中及整平方法 J6现在基本不用 b 光学对中及整平方法 目前最常用 c 激光对中及整平方法 照准目标照准就是使望远镜十字丝交点精确照准目标目镜调焦 十字丝清晰 粗略照准目标 物镜调焦 目标影像清晰 精确照准 读数a 先打开反光镜 调节镜面位置 使读数窗内明亮均匀 b 调节读数目镜 使读数窗内分划线清晰 然后读数 2 电子经纬仪的使用电子经纬仪测角的步骤与光学经纬仪的相同 使用也非常简单 熟悉键盘及操作指令就能正确用好仪器了 三 距离测量所谓距离 是指地面上两点间的水平线长度 即水平距离 斜距也可以转换成水平距离 距离的测量方法有多种 常用的有 卷尺 皮尺和钢尺 量距 视距测量 光电测距和GPS测量等 可根据不同的测距精度要求 不同的地形情况选用测距方法 建筑工程施工测量中 常采用钢尺量距 1 卷尺量距 一般尺头有个10CM才是起点0刻度线 2 视距测量水准仪 经纬仪 观测水准尺的读数 上丝读数 下丝读数 常数100 该段水平距离 精度一般为1 300 3 光电测距光电测距仪测距 全站仪测距 要注意菜单命令是否是水平距离 否则测的就是斜距或竖向距离 田岛50米钢卷尺 徕卡手持测距仪 光电测距仪 四 全站仪的应用 索佳全站仪 拓普康全站仪 苏一光全站仪 徕卡全站仪 GPS全站仪 单棱镜组 铝合金对中杆 1 测量前的准备工作 安装电池将电池充足电 充电要用仪器自带的专用充电器 注意 整平仪器前应装上电池 因为装上电池后仪器会发生微小的倾斜 观测完毕须将电池从仪器上取下 架设仪器全站仪对中和整平两项工作 通常对中均采用光学对中器 激光对中 开机开机有两种 一种是通过电源开关开启 另一种是通过仪器键盘上的开关键开启 水平度盘和竖直度盘指标设置全站仪每次开机后 必须对水平度盘和竖直度盘指标进行设置 正常后方可开始测量工作 设置仪器参数测前应通过仪器的键盘操作来选择和设置参数 主要包括 观测条件参数设置 日期和时钟的设置 通讯条件参数的设置和计量单位的设置等 其他方面对于不同型号的全站仪 在必要情况下 应根据测量的具体情况进行其他方面的设置 例如 恢复仪器参数出厂设置 数据初始化设置 水平角恢复 倾角自动补偿 视准差改正及电源自动切断等 2 全站仪放样 按角度和距离放样 又称极坐标放样 基本原理 根据相对于某参考方向转过的角度和至测站点的距离测设出所需要的点位 a 全站仪安置于测站 精确照准选定的参考方向 并将水平度盘的读数设置为0 选择放样模式 依次输入距离和水平角的放样数值 b 进行水平角放样 在水平角放样模式下 转动照准部 当转过的角度值与放样角度值的差值显示为零时候 固定照准部 C 进行距离放样 在望远镜的视线方向上安置棱镜 并移动棱镜被望远镜照准 选取距离放样测量模式 按照屏幕显示的距离放样引导 朝向或背离仪器方向移动棱镜 直至距离实测值与放样值的差值为零时候 定处待放样点 坐标放样a 同全站仪坐标测量进行准备工作 b 输入放样点坐标 进入放样准备状态 转动全站仪的照准部使DHA变为0 然后沿此方向立对中杆 使棱镜的中心正对仪器 按一下测距键 根据仪器显示的距离差值DHD 沿此方向前后移动中杆使DHD为零 3 全站仪导线测量 公路 桥梁施工测量中应用多 全站仪具有坐标测量的功能 在外业观测时 可直接得到观测点的坐标 全站仪导线测量的外业工作 a 踏勘 定观测路线 附合导线 闭合导线 支导线 选点及建立标志 b 测得导线点的坐标 c 相邻点间的边长 观测步骤如下 a 将全站仪安置于起始点A 高级控制点 按距离及三维坐标的测量方法测定控制点2与A点的距离DA2及2点的坐标 x 2 y 2 b 再将仪器安置在已测坐标的2点上 用同样的方法测得2 3点间的距离和3点的坐标 x 3 y 3 c 依此方法进行观测 最后测得终点C 高级控制点 的坐标观测值 x c y c 由于C为高级控制点 其坐标已知 在实际测量中 由于各种因素的影响 C点的坐标观测值一般不等于其已知值 因此 需要进行观测成果的处理 以坐标为观测值的导线近似平差计算在图中 设C点坐标的已知值为 xc yc 由于其坐标的观测值为 x c y c 则纵 横坐标闭合差为 由此可计算出导线全长闭合差 导线全长闭合差fD是随着导线的长度增大而增大 所以 导线测量的精度是用导线全长相对闭合差K 即导线全长闭合差fD与导线全长 D之比值 来衡量的 即 上式中 D 导线边长 在外业观测时已得到 不同等级的导线全长相对闭合差的容许值K容列于表8中 用时可查阅 若K K容表明测量结果满足精度要求 则可按下式计算各点坐标的改正数 式中 D 导线的全长 Di 第i点之前导线边长之和 根据起始点的已知坐标和各点坐标的改正数 可按下列公式依次计算各导线点的坐标 式中 x i y i 第i点的坐标观测值 高程的计算可与坐标计算一并进行 高程闭合差为 式中 H c C点的高程观测值 Hc C点的已知高程 各导线点的高程改正数为 改正后各导线点的高程为 式中 H i 第i点的高程观测值 五 全球卫星定位系统 GPS 测量 简单介绍一下 GPS分 静态GPS 动态GPS RTK 按精度等级可分为 AA级 A级 B级 C级 D级和E级 GPS测量的观测工作主要包括天线安置 观测作业 观测记录及观测数据的质量判定等 详见 全球卫星定位系统 GPS 测量规范 GB T18314 2001 电子版 静态GPS 三个一组 动态GPS RTK 六 测量误差误差就是某未知量的观测值与其真值 理论值 的差数 测量结果中不可避免的存在 1 测量误差产生的原因 人的影响由于观测者感觉器官的鉴别能力有限 使得在安置仪器 瞄准目标及读数等方面均生误差 同时观测者的技术水平 工作态度和状态等也影响观测结果的质量 仪器及工具的影响测量仪器个工具的精密度及仪器本身校正不完善等 都会使观测结果收到影响 外界条件的影响在观测过程中由于外界条件 如温度 湿度 风力 气压 地球曲率和大气折光等 的影响 必然给观测结果带来误差 2 如何减小测量误差 测量施工质量保证措施 为保证测量工程的施工质量 所有测量人员必须持证上岗 并严格按照测量规范进行操作 测量仪器必须按照国家规定年检鉴定合格 并在有效期内使用 在使用过程中 随时检查仪器的常用指标 一旦偏差超过允许范围 应当及时校正以保证测量精度 设置的测量控制点 标高控制点要设置保护装置 确保测点不被损坏 测点附近严禁堆放材料 避免影响测量工作的顺利进行 为了保证测量精度 土建和钢结构等主控轴线及标高控制点的测量时间尽量安排在每天的上午进行 测量精度控制 第三部分民用建筑施工测量的具体工作 一 施工测量的准备工作施工测量的准备工作是保证施工测量全过程顺利进行的重要环节 包括图纸 施工流程和测量规范的熟悉 测量方案的确定 对业主提供的测量基准点进行交接和校核 并做好记录 针对该工程测量难度及工程量安排测量人员数量及分工 所有进场的仪器设备均按照国家规定检定合格 并在使用有效期内 在使用过程中 随时检查仪器的常用指标 一旦偏差超过允许范围 将及时校正以保证仪器的使用精度 1 测量规范 业主和设计所指定的技术要求和标准 CJJ8 99 城市测量规范 GB50026 2007 工程测量规范 目前常用的 JGJ T8 2007 建筑变形测量规程 GB12897 2006 国家一 二等水准测量规范 JSB304 建设工程竣工规划验收测量规范 建筑工程 2 人员 测量设备由于工程测量的难度和工作量都非常大 为确保本工程优质高速的完成 测量施工人员计划配备有多年丰富经验的测量高级工程师1名 测量工程师4名 二 测量三维控制网的建立1 建立依据根据规划部门提供测量成果表 总平面布置图及建筑施工图 分析本工程结构布局特点 根据现场实际情况采用坐标法建立平面控制网 2 平面控制网的建立进场后 在业主 监理的指引下 对首级测量控制网办理正式的书面移交手续 实地踏勘点位 对已经损坏的点位作出标记说明 平面控制网是土建 幕墙装修 机电安装 沉降及变形观测施工测量的依据 也是监理等各检测单位复查的基准 布网要求 各级平面控制点可靠 稳定 使用方便 通视条件好 检校方便 满足施工精度要求 由于该工程量巨大 而且工况复杂 因而必须设置多级平面控制网 而且各级控制网之间必须形成有机的整体 由此本工程建立三级平面控制网 首级平面控制网首级平面控制网是在业主提供的一级导线点基础上 根据建筑物的总平面定位图 建立一个稳定可靠 不受施工影响的施工控制网 该控制网作为首级平面控制网 它是二级平面控制网建立和复核的唯一依据 也是幕墙装修测量 机电安装测量 沉降及变形观测的唯一依据 在整个工程施工期间 必须保证这个控制网的稳定可靠 该控制点的设置位置选择在稳定可靠处 且设置保护装置 示意图如下 根据总平面定位图及现场场地实际情况 我们在工地的周围布设了8个控制点与甲方提供红线点联测建立一个矩形的首级平面控制网 依据工程进度定期 结构施工阶段每月一次 对该控制网点进行观测比较 并及时对破坏的控制点进行修复 首级平面控制网如下图 二级平面控制网二级平面控制网的布网以首级平面控制网为依据 布置在施工现场以内相对可靠处 用于为受破坏可能性较大的下一级平面控制网的恢复提供基准 同时也可直接引用该级平面控制网中的控制点测量 由于建筑物的沉降 每次使用时要复测二级控制点的坐标 确保二级控制点的准确性 二级平面控制网布置图如下 三级平面控制网地上结构施工时 在首层楼板上 三级平面控制网的布置以二级平面控制网为依据 依据图纸设计分别在楼内布设2个L形 1个T形 1个口形轴线网 其点为K1 K14 然后加密形成多个矩形网 用于核心筒的测放及校核 三级平面控制网布置图 3 高程控制网的建立为保证建筑物竖向施工的精度要求 在现场建立高程控制网 根据业主提供的水准点采用LeicaSPRINTER250精密水准仪 往返测精度0 7mm km 对所提供的水准基点进行复测检查 校测合格后 根据设计要求采用二等水准的精度观测 在建筑物周围测设一条闭合合水准路线 现场共引测8个高程基准点 并组成闭合的水准路线 BM1 BM2 BM3 BM4 BM5 BM6 BM7 BM8组成高程控制网 它不仅是土建 幕墙装修 机电安装标高控制的依据 还可以作为以后沉降观测的基准点 水准控制点标桩做法示意图 水准点采用预制水准桩 桩内置 20mm L 550mm的钢筋 外露20mm 如下图所示 本工程 0 000相对于绝对标高 45 000m 高程控制网如下图 4 垂直控制网的建立为了保证建筑物垂直度 几何形状和截面尺寸达到设计要求 该工程的垂直控制采用天顶法 坐标法相结合的方法来控制 由于该工程的垂直测量控制比一般工程精度要求高 拟采用垂直精度为1 20000的激光铅直仪 依据二级平面控制网在首层楼面上建立垂直控制网 同用本工程的三级平面控制网 在首层垂直基准点上架设激光铅直仪 将垂直控制基准点逐个投测至施工楼层面 放出控制轴线 机电安装 幕墙装修施工根据楼层控制轴线测放出其施工控制线 三 测量控制网的垂直传递1 地上部分平面控制网的引测地上部分测量施工采用 内控法 采用激光铅垂仪直接架设在控制点上向上部楼层投测 苏光DZJ2激光铅垂仪 苏光激光铅垂仪 2 高程控制点的竖向传递 0 00以下高程引测向基坑内引测标高时 首先联测高程控制网的基准点 经联测确认无误后 方可向基坑内引测所需的标高 为保证竖向控制的精度要求 对每层所需的标高基准点 必须正确测设 在同一层上所引测的高程点 不得少于三个 并作相互校核 取平均值作为该平面施工中标高的基准点 采用全站仪的三角测距原理 将全站仪架设到1F地面 将反射片置于高程控制点上 垂直放置 用底部十字丝中丝对准预埋桩阳冲顶部中点 将仪器内部高程参数设置为零 然后照准反射片底部中线 进行测设 假设测设出数据为A 即用预埋桩阳冲顶部实际高程加上仪器与水准点预埋桩之间高差A值 将总和输入到高程参数中 然后将反射贴片置于地下室墙面 用铅笔在反射贴片中线对准的墙面处做点 用仪器对准反射贴片与墙面接触的中线处 进行观测 所显示的数据即为标高 然后在该点处做上标高标记 标明此处标高读数 0 00以上高程引测首层楼面上 根据高程控制网水准点将结构标高 1 000m引测至电梯井外壁 做好红三角标志 作为向上引测标高的基准点 本工程高程基准线布设在1层 基准标高线标识示例如下所示 基准标高线标识示例 a 大盘尺垂直量距 常用 标高的竖向传递 用50米大盘尺从基准标高线竖直量取 在电梯井内墙三个面隔7 10层 接近50米 分阶将标高控制点分阶段向上转移 量取时钢尺需加拉力 尺长 温度三差改正 采用往返引测法 引测到同一目标高度 引测完成后 三点进行闭合检查 建立水准点标志 之间楼层则在下方基准标高线处逐层排尺量距 3 垂直控制网的竖向传递根据三级控制网的布置 见三级控制网图 在F1楼层面布置激光放测点 0 000m层由于人员走动较频繁 激光点测放到楼面后需进行特殊的保护 激光点穿过楼层时 需在组合楼板上预留300 x300的孔洞 浇注砼后将点位引线测放在各楼层上 做法