第七章建筑工程施工测量-工程测量

第七章建筑工程施工测量,本章知识体系图：,第一节施工测量概述,一、概述1、施工测量：工程在施工阶段所进行的测量工作。2、测量主要任务：在施工阶段，按设计和施工的要求，将图纸上设计的建（构）筑物的平面位置和高程，在施工现场测设（放样）出来，作为施工的依据。3、施工测量的内容包括：建立施工控制网、进行场地平整，根据施工控制网点在实地测设出各个建（构）筑物的主轴线和辅助轴线及其各个细部点。,对一些大型、高层或特殊建（构）筑物进行变形观测，作为鉴定工程质量和验证工程设计、施工是否合理的依据。编绘竣工图和资料，作为验收时鉴定工程质量和工程交付后管理、维修、扩建、改建的依据。,构件与设备的安装，也要进行一系列的测量工作，以确保施工质量符合设计要求。施工中每道工序完成后，都要通过测量检查工程各部位的实际平面位置和高程是否符合要求。,二、施工测量的特点1、施工测量是为工程施工服务的，其工作直接影响工程质量及施工进度，它必须与施工组织计划相协调。测量人员应了解设计内容、性质及对测量精度的要求，熟悉有关图纸，了解施工的全过程，随时掌握工程进度及现场的变动，与设计、施工人员密切联系，使测设精度和速度满足施工的需求。2、施工测量的精度主要取决于建（构）筑物的大小与用途、性质、材料、施工程序与施工方法等诸多因素。例如，高层建筑与低层建筑；装配式建筑与非装配式；连续性自动设备厂房与独立厂房；钢结构建筑与钢筋混凝土结构、砖石结构。,3、由于建筑施工现场多为地面与高空各工序交叉作业，材料堆放、运输频繁、土方填挖及施工机械震动等，使地面情况变动很大，测量标志易遭破坏，因此测量标志从选点到埋设均应考虑方便实用、并要妥善保护和检查，如有破坏，应及时恢复。4、施工测量前应做好一系列准备工作，认真核算图纸上的尺寸与数据；检校好仪器和工具；制定合理的测设方案；在测设过程中，应采取安全措施，以防止发生事故。,第二节测设的基本工作,测设工作就是根据已有的施工控制点，按工程设计要求，将设计建（构）筑物的特征点测设于实地上。测设基本工作:水平距离测设、水平角测设和高程测设。一、测设已知水平距离测设已知水平距离，是从地面一个已知点开始，沿已知方向，根据设计的水平距离，定出这段距离的另一端点。（一）钢尺测设法1一般方法,精确测设方法,步骤：）利用一般方法，测设出已知水平距离，定出终点；）利用水准仪测得起终点之间的高差；）利用下式计算出实地应测设的距离；（d+t+h)d：尺长改正数t：温度改正数h：高差改正数）利用经纬仪定向，使用检定过的钢尺，根据计算出，实地标定出已知水平距离,图7-1钢尺测设法,如图7-1所示，从A点沿AC方向测设B点，使水平距离D=28m，所用钢尺的尺长方程为：测设之前通过概量，定出B点，并测得两点之间的高差为h=+1.267m。测设时温度为t=15,测设时拉力与检定钢尺时拉力相同，均为100N。试求测设距离L的长度。,首先求出Ld、Lt、Lh三项改正数。由于D与L相差不大，故式中的L可用D代替。计算如下：,测没时可在AC方向用钢尺实量28.030m，定出B点，则AB的水平距离正好为28m。,（二）电磁波测距仪测设法,图7-2电磁波测距,安置电磁波测距仪于A点，反光棱镜在已知方向上前后移动，使仪器显示值略大于测设的距离，定出C点。在点C安置反光棱镜，测出竖直角及斜距L（测设精度要求较高时应加测气象改正数），计算水平距离求出D与应测设的水平距离D之差。根据D的符号在实地用钢尺沿测设方向将C改正至C点，并用木桩标定其点位。,为了检核，应将反光镜安置于C点，再实测AC距离，其差值应在限差之内，否则应再次进行改正，直至符合限差为止。,（三）全站仪测设法全站型电子速测仪是由电子测角、电子测距、电子计算和数据存储单元等组成的三维坐标测量系统。用全站仪测设水平距离，其竖直角、斜距L及水平距离D均能自动显示。测设时，反光棱镜在已知方向上前后移动，使仪器显示值等于测设的距离即可。,(一)直接测设法,当角度测设精度要求不高时，可用盘左、盘右取平均的方法，获得欲测没的角度。如图7-3所示，A点为已知点，AB为巳知方向，欲放样角，标定AP方向。,二、测设已知水平角,水平角的测设就是根据地面已知的一条直线方向，在直线的一个端点安置经纬仪，定出水平角的另一条直线方向，使两条直线方向的水平角等于设计的水平角值。,图7-3直接测设法测设水平角,测设方法如下：1在A点安置经纬仪。2先用盘左位置照准B点，使水平度盘读数为L（L的读数应稍大于0）。3顺时针方向转动照准部使水平度盘读数恰好为L+值，沿视线方向定出P2点。4用盘右位置照准B点，重复上述步骤，测设角定出P1点。5最后取P1、P2两点连线的中点P，则BAP就是要测设的角。AP方向线就是需要定出的方向,图7-4精确测设法测设水平角,在一般测设的基础上进行垂线改正。,（二）精确测设法,当测设水平角精度要求较高时,采用精确方法精确测设水平角的步骤:1）用一般方法测设水平角；2）精测BAC，观测结果为；3）计算观测角与待测设水平角之差，进而计算出改正数CC1；CC1ACtanAC）根据CC1，现场将C改正至C1。,例如放样的角值=872836”，初步测设的角=BAP=872754，AP边长S=50m，角差为=-=872754-872836”=-42故P点的横向改正数为:,因角差为负值，应自P点起向角外量取0010m得到P点.,三、测设已知高程,1、地面上点的高程测设,A为已知水准点，高程为；点的设计高程为设，则：水准仪视线高：iaB点尺上的应读数为：b应=i-设,图7-5平地测设已知高程,2、高程传递,点水准尺上的应读数：d=HA+a-(b-c)-H设,水准仪的前视读数应为：b=HB-(HA+a),第三节点的平面位置的测设,一、直角坐标法,1、计算测设数据,2、安置经纬仪于A点，瞄准B点沿视线方向测设距离，定出E点。,3、在E点安置经纬仪，照准A顺时针方向测设90得方向线EP，以E为起点沿EP方向测设距离得设计点P。,二、极坐标法,极坐标法是根据一个角度和一段距离测设点的平面位置。,1、计算测设数据,A、B为已知平面控制点，其坐标值分别为，、，P为设计的建筑物特征点，其设计坐标为，测设P点的工作步骤如下：,2、点位测设方法,在A点安置经纬仪，瞄准B点测设角，标定出AP方向。沿AP方向自A点测设水平距离DAP，定出P点的位置。,三、前方交会法,适用于待放样点距控制点较远或不便量距的情况。,A、B、C为坐标已知点，P为待测点，其设计坐标为P（XP，YP）现根据A、B、C三点测设P点。,1、计算测设数据,根据坐标反算公式分别计算出、，然后计算测设数据、。,2、点位测设方法,在已知点A、B上安置经纬仪，分别测设出相应的角，通过两个观测者指挥把标杆移到待定点的位置。当精度要求较高时，先在P点处打下一个大木桩，并在木桩上依AP、BP绘出方向线及其交点P。然后在已知点C上安置经纬仪，同样可测设出CP方向。若交会没有误差，此方向应通过前两方向线的交点，否则将形成个“示误三角形”，如图（b）所示。若“示误三角形”的最大边长不超过1cm，则取三角形的重心作为待定点P的最终位置。若误差超限，应重新交会。,四、已知坡度直线的测设,已知坡度直线的测设：就是每隔一定距离测设一个符合设计高程的位置桩,使之构成已知坡度。,如图所示，设A点为坡度的起点，其高程为H，B为放坡终点，高程待定。A、B间的水平距离为D，设计坡度为i。,计算B点的设计高程为：,HB=HA+iDAB,1、先根据附近水准点,将设计坡度线的两端A、B的设计高程HA，HB测设于地面上，并打入木桩；,2、将水准仪置于A并量仪器高i,安置时使一个脚螺旋在AB方向上,另两个脚螺旋的连线大致垂直于AB方向线;3、瞄准B点上的水准尺,调节脚螺旋,使视线在B标尺上的读数等于仪器高i,此时水准仪的倾斜视线与设计坡度线平行;4、在AB之间按一定的间距打桩,当各桩点上水准尺读数都为仪器高i时,则各桩顶连线就是所需测设的设计坡度。,若设计坡度较大，测设时超出水准仪脚螺旋所能调节的范围，则可用经纬仪进行测设。,第四节施工控制测量,一、概述测图控制网，根据地形条件和测量技术的要求确定，点位的分布与密度不能满足放样的要求。点位的密度和精度是按测图比例尺的大小来确定。施工控制网的密度和精度则要根据工程建设的性质来决定，通常要高于测图控制网。在施工放样前，要重新建立施工控制网，作为施工放样的依据。,（一）施工控制网的特点,1控制范围小，控制点密度大，精度要求高。施工控制网点主要用于建筑物轴线的放样。这些轴线位置的放样精度要求较高，,2使用频繁,3易受施工干扰或破坏,（二）施工控制网的布设形式,种类：平面控制网和高程控制网,平面网布设形式：三角网，导线网，建筑方格网，建筑基线。,平面控制网一般分两级布设，首级网作为基本控制，目的是放样各个建筑物的主要轴线，第二级网为加密控制，它直接用于放样建筑物的特征点。,高程网布设形式：四等水准或图根水准网。,高程控制网一般也分两级布设，基本高程控制布满整个测区，加密高程控制的密度应达到只设一个测站就能进行高程放样的程度。,注意事项：布设施工控制网时，必须考虑施工程序、方法，以及施工场地的布置情况。为防止控制点被破坏或丢失，施工控制网的设计点位应标在施工设计的总平面图上，以便破坏后重新布点。,（三）施工控制点的坐标换算,施工坐标系：就是以建筑物的主轴线为坐标轴建立起来的坐标系统。,施工坐标系的建立：原点应设置在总平面图的西南角之外，纵轴记为A轴，横轴记为B轴，用A、B坐标标定建筑物的位置。,坐标换算：就是把一个点的施工坐标换算成测图坐标系中的坐标，或是将一个点的测图坐标换算成施工坐标系中的坐标。,如图，AOB为施工坐标系，xoy为测图坐标系。设为建筑基线上的一个主点，将点的施工坐标换算成测图坐标，其公式为：,若将测图坐标换算成为施工坐标，其公式为：,二、建筑基线,（一）建筑基线的布置,施工场地范围不大时，在场地上布置一条或几条基准线，作为施工场地的控制，这种基准线称为“建筑基线”。,布设形式：“一”字形、“L”，形、“T”形和“十”字形。,要求：建筑基线应平行于拟建的主要建筑物的轴线，尽可能与施工场地的建筑红线相连系。若建筑场地面积较小时也可直接用建筑红线作为现场控制。建筑基线相邻点间应互相通视，点位不受施工影响，为能长期保存，应埋没永久性的混凝土桩。为便于复查建筑基线是否有变动，基线点不得少于3个。,（二）测设建筑基线的方法,常用方法：根据建筑红线测设建筑基线和根据附近已有控制点测设建筑基线。,1、用建筑红线测设,如图所示，、点是在现场地面上标定出来的边界点，其连线、通常是正交的直线，称为“建筑红线”。一般情况下，建筑基线与建筑红线平行或垂直，故可根据建筑红线用平行推移法测设建筑基线OA、OB。当在地面上用木桩标定A、O、B三点后，将经纬仪安置于O点，检查AOB是否等于9020，测量OA、OB的距离是否等于设计长度，其不符值应不大于110000。若误差在允许范围内，则适当调整A、B点的位置。若误差超限，应检查推平行线时的测设数据。,2、用附近的控制点测设,若在建筑场地中没有建筑红线时，可依据建筑基线点的设计坐标和附近已有控制点的关系，放样基线点。,因存在测量误差，测设的基线点往往不在同一直线上，如图I、，所以，还须在点安置经纬仪，精确的检测出。若此角值与180之差超过15，则应对点位进行调整。调整时，应将I、点沿与基线垂直的方向各移动相同的调整值。其计算公式如下：,除了调整角度，还应调整、点之间的距离。若丈量长度与设计长度之差的相对误差大于120000，则以点为准，按设计长度调整、两点。,三、建筑方格网,（一）建筑方格网的布设,在大中型的建筑场地上，由正方形或矩形格网组成的施工控制网，称为建筑方格网。,注意事项：,（1）方格网的主轴线应位于建筑场地的中央，并与主要建筑物的轴线平行或垂直。（2）根据实地的地形布设的控制点，应便于测角和测距。标桩高程与场地的设计标高不能相差太大。（3）方格网的边长一般为100200m，也可根据测设对象而定。点的密度应根据实际需要来定。方格网各交角应严格成90。（4）场地面积较大时，应分成两级布网。（5）同一块标石最好是平面和高程控制点。,（二）建筑方格网的测设,1主轴线的测设,测设主轴线AOB的方法与建筑基线测设方法相同，但AOB与180的差，应在5之内。,A、O、B三个主点测设好后，将经纬仪安置在O点，瞄准A点，分别向左、向右转90，测设另一主轴线COD，并在地上定出其概略位置C和D。然后精确测出AOC和AOD，分别算出它们与90之差和，并计算出调整值和，其公式为：,2方格网点的测设,主轴线测设好后，分别在主轴线端点安置经纬仪，均以O点为起始方向，分别向左右精密地测设出90，这样就形成“田”形方格网点。为了校核，还应在方格网点上安置经纬仪，测量其角值是否为90，并测量各相邻点间的距离，检验其是否与设计边长相等，误差均应在允许的范围之内。此后再以基本方格网点为基础，加密方格网中其余各点。,将C垂直于OC方向移动距离得C点；将D，沿垂直于OD方向移动距离得D点。点位改正后，应检查两主轴线的交点及主点间距离，均应在规定限差之内。,四、高程控制网,建筑场地的高程控制测量必须与国家水准点联测，建成水准网。水准测量等级般为三等，点位应单独埋设，点间距离通常以600m为宜，其距厂房或高大建筑物一般不小于25m，在震动影响范围以外不小于5m，距回填土边线不小于15m。使用最多的是四等水准测量，可利用平面控制点作水准点。其密度应满足测量放线要求，尽量做到设一个测站即可测设出待测高程。,高程控制有以下特点：,（1）工业安装和施工精度要求在13mm以内，可设置三等水准点23个。（2）建筑施工测量精度在35mm以内，可设置四等水准点。（3）设计中各建、构筑物的土000的高程不一定相等。,第五节工业与民用建筑的定位和放线,一、建筑物的定位,建筑物的定位，就是把建筑物外廓各轴线的交点测设在地面上以确定建筑物的位置，并以此为依据作基础放样和细部放样。,定位方法可选择用测量控制点、建筑基线、建筑方格网定位，还可以用已有建筑物进行定位。,二、建筑物的放线,建筑物的放线是指根据已定位的外墙轴线交点桩详细测设出建筑物的交点桩（或称中心桩），然后根据交点桩用白灰撒出基槽开挖边界线。,由于角桩和中心桩在开挖基槽时将被挖掉，为了在施工中恢复各轴线的位置，需要把各轴线适当延长到基槽开挖线以外，并做好标志。其方法有设置轴线控制桩和龙门板两种形式。,1、设置轴线控制桩,2、设置龙门板,三、民用建筑施工测量概述,主要工作包括建筑物的定位和放线，基础施工测量，墙体施工测量等。,1熟悉设计图纸,2现场踏勘,3.定测设方案,4准备放样数据,（1）从建筑总平面图上查出或计算拟建建筑物与原有建筑物或测量控制点之间的平面尺寸和高差，作为测设建筑物总体位置的依据。,（2）从建筑平面图中查取建筑物的总尺寸和内部各定位轴线之间的关系尺寸，作为施工放样的基础资料。,（3）从基础平面图上查取基础边线与定位轴线的平面尺寸，以及基础布置与基础剖面位置的关系。（4）从基础详图中查取基础立面尺寸，设计标高，以及基础边线与定位轴线的尺寸关系。作为基础高程放样的依据。,（5）从建筑物的立面图和剖面图上，查取基础地坪、楼板、门窗、屋面等设计高程。作为高程放样的主要依据。,5绘制放样略图,四、工业建筑施工测量概述,施工中测量内容：厂房矩形控制网的测设；厂房柱列轴线放样；杯形基础施工测量；厂房构件及设备安装测量。,1制定厂房矩形控制网的测设方案及计算测设数据,其主要内容:确定主轴线位置、矩形控制网位置、距离指标桩的点位、测设方法和精度要求。,2绘制测设略图,五、厂房矩形控制网的测设,安装要求测设的厂房柱列轴线有较高的精度。先建立厂房矩形施工控制网,（一）中小型工业厂房控制网的建立,简单矩形控制网的测设可以采用直角坐标法、极坐标法和角度交会法等，现以直角坐标法为例,先由M、O点的坐标推算出控制点E、F、G、H的坐标，然后以建筑方格网点C、D坐标值为依据，计算测设数据CJ、CK、JE、JF、KH、KG。直角放样法。,精度指标：误差不应超过边长相对误差不应超过110000125000,（二）大型工业厂房控制网的建立,建立有主轴线的矩形控制网，按照主轴线测设法放样。在测定矩形控制网各边时按一定间距测设出距离指标桩,第六节施工过程中的测量工作,一、建筑物基础施工测量,（一）基槽开挖的深度控制,每隔34m处测设一个水平桩，允许误差为l0mm,（一）基槽底面和垫层轴线投测,垫层打好后，用经纬仪或用拉绳挂垂球的方法把轴线投测到垫层上，并用墨线弹出墙中心线和基础边线，作为砌筑基础或支槽板的依据。,（一）基础标高的控制,立皮数杆法控制基础标高,二、墙体施工测量,（一）墙体定位,利用轴线标志，用经纬仪或拉细线绳挂垂球的方法恢复轴线。检查外墙轴线交角，把墙轴线延伸并画在外墙基础上，作为向上投测轴线的依据。把门窗和其他洞口的边线在外墙基础立面上画出。,（一）墙体各部位标高的控制,墙身皮数杆上根据设计尺寸，按砖、灰缝厚度画出线条，标明000m、门、窗、楼板等标高位置；墙的竖直用托线板进行校正,三、厂房柱列轴线与柱基测设,定位轴线,（一）厂房柱列轴线的测设,根据厂房控制桩和距离控制桩，按照厂房的跨度和柱距用钢尺沿矩形控制网各边逐段量出各柱列轴线端点的位置，并设轴线控制木桩，作为柱基测设和施工的依据。,（二）柱基测设,柱基的测设应以柱列轴线为基线，按基础施工图中基础与柱列轴线的关系尺寸进行。经纬仪,（三）柱基施工测量,当基坑开挖至接近基坑设计坑底标高时，在基坑壁的四周测设标高相同的水平桩，水平桩位置距设计坑底标高相差05m，以此作为修正基坑底位置和控制垫层位置的依据。基础垫层做好后，根据基坑旁的基础定位小木桩，用拉线吊垂球法将基础轴线投测到垫层上，弹出墨线，作为柱基础立模的依据。,第七节厂房预制构件安装测量,柱子安装就位差要求：,（1）柱中心线与柱列轴线之间的平面关系尺寸容许偏差为5mm。,（2）牛腿顶面及柱顶面的实际标高与设计标高容许偏差：当柱高5m时应不大于5mm；柱高5m时应不大于8mm。,（3）柱身的垂直度容许偏差：当柱高5m时应不大于5mm；柱高在510m时应不大于10mm；当柱高超过10m时，限差为柱高的11000，且不超过20mm。,一、柱的安装测量,（一）柱吊装前的准备工作,1基础杯口顶面弹线及柱身弹线,利用柱身的中心线和基础杯口顶面的中心定位线进行对位实现。柱与杯做标记,2柱身长度的检查及杯底找平,检查时沿柱子中心线根据牛腿顶面标高H2用钢尺量出H1标高位置，井量出H1处到柱最下端的距离，使之与杯口内壁H1标高线到杯底的距离相比较，从而确定杯底找平厚度。同时根据牛腿顶面标高在柱下端量出m位置，并画出标志线,（二）柱安装时的测量工作,当柱子被吊入基础杯口里时，使柱子中心线与杯口顶面柱中心定位线相吻合，并使柱身概略垂直后，用钢楔或硬木楔插入杯口，用水准仪检测柱身已标定的0000位置线，并复查中心线对位情况，符合精度要求后将楔块打紧，使柱临时固定，然后进行竖直校正。,二、吊车梁吊装测量,测量工作的任务是使柱子牛腿上的吊车梁的平面位置、顶面标高及梁端中心线的垂直度都符合要求。,平移轴线的方法，在地面上测设出吊车轨道中心线A1A1和B1B1。用钢尺沿柱侧面向上量出吊车梁顶面设计标高线。,第八节烟囱、水塔的施工测量,测量的主要工作是控制烟囱筒身中心线的垂直度。,（一）烟囱基础施工测量,限差：当烟囱高度H大于100m时，筒身中心线的垂直偏差不应大于00005H，烟囱圆环的直径偏差值不得大于30mm。,1、定出烟囱的中心位置O点上打上木桩，2、测设出正交的两条定位轴线AB和CD。每个轴线上设置两个轴线控制桩。,3、为使基础开挖后能恢复基础中心点，在基础开挖边线外侧的轴线上测设出四个定位小木桩a、b、c、d。4、烟囱基础浇筑完毕后，在基础中心处埋设一块钢板，根据基础定位小木桩用经纬仪将中心点O引测到钢板上，并刻出“+”字，作为烟囱竖向投点和控制筒身半径的依据。,（二）烟囱筒身施工测量,1、将中心点引测到施工作业面上，烟囱高度不大时采用垂球引测法。经纬仪复核轴线，将轴线投测到施工面边上并做标记。2、对较高的混凝土烟囱，为保证精度要求，采用激光铅垂仪进行烟囱铅垂定位。,烟囱筒身标高控制是先用水准仪在筒壁测设出+05m的标高线，以此位置用钢尺竖直量距，来控制烟囱施工的高度。,第九节高层建筑施工测量,一、轴线投测,限差：层高偏差不得超过5mm，总高偏差不得超过20mm。主要内容：精确地向上引测轴线，轴线投测方法：一般采用经纬仪投测法和激光铅垂仪投测法两种,（一）经纬仪投测法,用经纬仪将轴和C轴引测在基础的侧面上用经纬仪向上投测轴线，盘左、盘右两个竖盘位置向上投测用平行椎移的方法确定出其他各轴线，,中心轴线埋设半永久性轴线控制桩，称为引桩,经纬仪引桩正倒镜分中投点法,（二）激光铅垂仪投测法,天顶、天底准直法进行竖向投测。,天顶准直法是使用能测设铅直向上方向的仪器.投测时是将仪器安置在底层轴线控制点上，进行严格整平和对中。在施工层预留孔中央设置用透明聚酯膜片绘制的接收靶，起辉激光器，经过光斑聚焦，使在接收靶上形成一个最小直径的激光光斑。接着水平旋转仪器，检查光斑有无划圆情况，以保证激光束铅直，然后移动靶心使其与光斑中心重合，将接受靶固定，则靶心即为欲铅直投测的轴线点。,天底准直法是使用能测设铅直向下方向的垂准仪器