教学材料《测量》-第七章

7.1施工测量概述7.1.1施工测量的内容任何一项工程建设，都需要经过勘测、设计、施工三个阶段。勘测阶段主要是大比例尺地形图测绘，是将现场的地物、地貌信息通过一定的测量方法绘制在图纸上，是为各种工程进行规划设计而提供的必要资料；设计阶段即在地形图上规划出拟建建（构）筑物的平面位置和高程，形成施工设计图纸；施工阶段是把图纸上规划设计好的建（构）筑物的平面位置和高程采用一定的方法和手段，在地面上标定出来的过程。施工测量即是在工程施工阶段进行的测量工作，也称放样或测设。下一页返回7.1施工测量概述施工阶段在对设计图纸、测量依据的点位及使用的测量仪器及工具检定、校核无误后，将图纸上设计的建（构）筑物的平面位置x、y

和高程H，采用测量仪器及通过正确的测量方法，按照设计要求及施工规范，放样（测设）到施工作业面上，作为施工的依据，并在施工过程中进行一系列的测量工作，以指导各阶段的施工。施工测量是在工程施工阶段进行的测量工作，是直接为工程施工服务的，从场地平整、建（构）筑物定位到基础施工、墙体施工、各种建筑构件的安装，包括后期的检查、验收，建筑的变形监测都离不开施工测量。施工测量的主要内容可以归结为：（1）施工测量的准备工作。下一页

返回上一页7.1施工测量概述（2）建立施工控制网。（3）依据设计图纸进行建（构）筑物放样。（4）检核、交底并组织施工。遵守测量工作基本原则“前一步工作未经检核，不进行下一步工作”，每道工序完成后，都要检查放样的点位是否满足精度要求，并以书面形式与现场施工人员交底。（5）验收工作。工程竣工后，为了验收时进行工程质量鉴定，便于工程交付使用后的管理、维修和扩建，还要根据实测验收的记录编绘竣工图。（6）变形观测。下一页

返回上一页7.1施工测量概述在施工过程中和工程竣工后对一些高大或特殊建（构）筑物进行位移和沉降观测，作为鉴定工程质量和验证工程设计、施工是否合理的依据及掌握建（构）筑物的变形规律，以便及时发现和处理问题，确保建（构）筑物的施工和使用的安全。7.1.2施工测量的特点施工测量一般具有如下特点：（1）准备工作较细。现代工程项目规模大，机械化程度高，施工进度快，为了提高施工测量的正确性及精度，在施工测量之前应做好相应的准备工作，如审核设计图纸、领悟设计意图、制订测量施工方案、校检仪器及工具、检核施工控制网等。下一页

返回上一页7.1施工测量概述（2）精度要求高。施工测量是将建（构）筑物的点位在地面上标定出来，放样的正确性决定了建（构）筑物的正确性，故施工测量的精度要求较高，但总结起来，施工测量的精度主要取决于建（构）筑物的大小、性质、用途、材料、施测方法等因素,施工时应选择合理的施工测量精度。一般情况下，施工控制网的精度高于测图控制网的精度，高层建筑放样精度高于低层建筑，钢结构建筑放样精度高于钢筋混凝土结构和砖石结构。（3）与施工联系紧密。测量是工程建设的先锋队，一般每道工序开始前必须先进行施工放样。为了使施工按计划进行，不延误工期，确保工程质量及工程项目的经济效益，应按施工进度及时完成相应的测量工作，可见施工测量工作的重要性。下一页

返回上一页7.1施工测量概述同时，施工现场各工序交叉作业，大量大型运载车辆进出频繁，大量材料堆放，土方开挖，施工车辆震动大，测量标志很容易被埋及破坏或移动，故选点时应考虑便于今后的使用和保管，测量标志选点合理，埋设稳固，便于保存维护，如发现点位遭到破坏或移动，应及时恢复，以便今后使用。（4）对测量人员的要求高。为了能更快更好地进行测量工作，保证点位放样的准确性，施工前测量人员应熟悉设计图纸，了解施工方案和进度安排，从而制订可行的施测方案，建立健全检查制度，进行系统的安全教育，做到有备无患。

返回上一页7.2测设基本工作测设就是将设计的建（构）筑物的特征点的点位在实地标定出来，而点位确定是通过与原有建筑物或施工控制点间的距离、角度、高差之间的关系来确定，也就是说距离、角度、高差是测设的基本要素，所以说距离测设、角度测设、高程测设是测设的基本工作。7.2.1已知水平距离的测设水平距离的测设就是以一个已知点为起点，沿着已知方向量距定出终点，使起点和终点间的水平距离等于设计值。根据所使用器材的不同分为钢尺测设法、光电测距仪测设法等。1.钢尺测设法（1）一般测设法。在测设精度要求不高的情况下，可采用一般测设法。下一页

返回7.2测设基本工作当测设的距离小于一把钢尺的长度时，可采用拉线绳的方法进行定线，将钢尺零点对准起始点位，沿着线绳方向将钢尺拉直拉平，找到要测设的尺寸，定出该点点位，即为测设线段的终点。为了校核和提高精度，可将钢尺移动10～20cm，重复刚才的过程，再次定出线段的终点；当两终点的相对误差在允许范围内，一般在1/5000～1/3000时，取两终点的中点作为测设的线段的终点。当然，为了提高精度，可多次测设取其均值。如图7-1中A

为起点，AB为已知方向，O1

为第一次测设所定的端点，O2

为第二次测设所定的端点，O

为O1、O2

的中点，即为要测设线段的终点。当测设距离较长，超过一尺段长度时，可采用经纬仪定线，进行分段测设，方法同上。下一页

返回上一页7.2测设基本工作（2）精确测设法。当测设精度要求较高时，应当将给定的测设距离D，通过尺长改正、温度改正和高差改正，求出在地面上应测设的实际距离L。求某段改正后的水平距离的公式为D=L+

ld+

lt+

lhL=D

-（

ld+

lt+

lh）（7-1）式中，D——某段的实际水平距离；

L——实测某段的长度L；

ld、

lt、

lh——尺长改正、温度改正、高差改正。使用检定后的钢尺，采用经纬仪定线法，将计算结果L

在实地测设出来。下一页

返回上一页7.2测设基本工作2.光电测距仪测设法由于光电测距仪操作简便、精度高，适用于距离测设中较困难的坡度较大、长度较长的地区。光电测距如图7-2所示，测设步骤如下：（1）在A

点安置光电测距仪，指挥立镜员在已知方向上前后移动，使仪器显示值略大于测设值，标定C′点。（2）在C′点精确对准棱镜，读取竖直角

，斜距L，计算出平距D′，D′=Lcos

，求出测设值D

和D′的差值

D=D′-

D。（3）将

D

值报给立镜员，根据

D

的正负情况，用钢尺从C′点沿AC′方向，向里或向外量

D（差值较小且放样精度要求不高的情况下，可通过经验目测）定出C

点。下一页

返回上一页7.2测设基本工作（4）将棱镜安置于C

点，精确测定出AC

的水平距离，再与设计值进行比较，在允许限差之内，C

点即为测设的结果；若超出限差，则重复刚才的过程，直到符合要求。7.2.2已知水平角度的测设测设已知水平角度就是通过一已知点，并通过经过该点的已知方向，将设计好的水平角值在地面上标定出来，也就是定出该角度的另一方向。通常情况下，所使用的仪器为经纬仪，测设的方法根据精度的不同，可分为一般测设法和精确测设法。1.一般测设法如图7-3所示，已知地面上的A

点及AB

方向，沿AB

方向顺时针方向测设一已知角

（设

为56°26′24″），测设步骤如下：下一页

返回上一页7.2测设基本工作（1）在A点安置经纬仪，对中整平。（2）盘左照准B

方向，配置水平度盘度数值为0°00′00″。（3）顺时针方向旋转照准部，当水平度盘度数值为设计的

角值（56°26′24″）时，在该方向的适当距离定出一点，并在地面上标定出来，即图中的C′点。（4）盘右状态重复刚才的过程，同样在地面上定出另一点C″。（5）取C′C″的中点位C，在地面上标定出来，则∠BAC

即为要测设的水平角

（56°26′24″）。盘左盘右取中法可以有效消除仪器轴系间不满足要求对测设水平角度所带来的影响，大大提高了角度测设的精度。下一页

返回上一页7.2测设基本工作2.精确测设法精确测设法是在一般测设法的基础上进行的一种精度更高的角度测设方法。如图7-4所示，已知

为56°26′24″，设AC

为50m，精密测设水平角的步骤如下。（1）先用一般方法测设出C点。（2）用测回法测量∠BAC，得角值

′（假设

′为56°26′00″）。（3）比较测量值

′与设计值

之差

（

=

′-

=6°26′00″-56°26′24″=-24″）。下一页

返回上一页7.2测设基本工作（4）过C

点作AC

的垂线，当

为正值时，说明实际测设值比设计值大，应沿垂线往内改正；当

为负值时，说明实际测设值比设计值小，应沿垂线往外改正。（5）设改正后C

点的点位为C0，那么我们需要确定CC0

的长度。要求出CC0，可连接AC0，通过直角三角形ACC0

求解。∠CAC0=

过C

点沿AC

的垂线方向向外量0.006m，定出C0

点，则∠BAC0

即为精密测设法测设的水平角

（56°26′24″）。下一页

返回上一页7.2测设基本工作7.2.3已知高程的测设已知高程的测设就是将设计好的高程测设到指定的点位上，所使用的仪器一般为水准仪。根据测设情况不同，有一般测设法和高程传递法等方法。1.一般测设法一般测设法中的视线高程法使用较方便，故以此法为例进行阐述。如图7-5所示，已知A

点为已知的水准点，其高程为23.266m，P

点的设计高程为23.678m，要求将P

点的设计高程标定在P

点所在木桩上，测设步骤如下：（1）在

A、P

两点间安置水准仪，整平，并在A、P

两点立上水准尺。下一页

返回上一页7.2测设基本工作（2）后视水准点A

上所立水准尺读取后视度数a=1.256m，求出视线高Hi=HA+a=23.266+1.256=24.522（m）（3）通过公式Hi=HP+b

求出B

点上所立水准尺底部刚好为设计高程时，P

点所立水准尺的读数b=Hi–HP=24.522–23.678=0.844（m）。（4）测量员观察前视读数，指挥P

点立尺员贴着木桩一侧上下移动，当观测的前视读数刚好为0.844m时，紧靠尺底在木桩上画水平线，此线即为设计高程的位置。2.高程传递法当建筑是深基坑或高楼层，需要向下或向上传递高程而水准尺的长度不够时，需要借助钢尺配合水准仪进行高程测设。下一页

返回上一页7.2测设基本工作如图7-6所示，地面上有一已知水准点A，需测设B

点的设计高程，在基坑一侧架吊杆，下吊一根鉴定过的钢尺，零刻度朝下，并挂一相当于钢尺鉴定拉力的重物。可推出下列关系式HB+d=HA+a-（b–c）d=HA–HB+a–b+c

（7-2）式中，d——B

点所立水准尺底部刚好为设计高程时，水准尺上应该的读数。当向建筑物上部传递高程时，可参照图7-7。已知水准点A，测设B点，仍采用悬吊钢尺法，钢尺零刻度在上，得出关系式下一页

返回上一页7.2测设基本工作HA+a=HB–bb=HB–HA–a

（7-3）上下移动钢尺，当前视读数为b

时，钢尺零刻度的位置就是要测设的高程位置。

返回上一页7.3坐标系统及坐标换算7.3.1坐标系统1.施工坐标系设计图纸中所有建（构）筑物的坐标都是建立在施工坐标系统中的。施工坐标系的坐标原点，通常建立在整个测区的西南角，使所有建（构）筑物的设计坐标都为正值，轴线通常与建筑物主轴线或主要道路管线平行或垂直，便于采用直角坐标法进行建筑物的放样。施工坐标系是一个独立的坐标系，也称为建筑坐标系，纵轴用A

字母表示，横轴用B字母表示。2.测量坐标系下一页

返回7.3坐标系统及坐标换算在进行现场施工测量时，原有的施工控制点是建立在测量坐标系统中的，可能是高斯平面直角坐标系或测区独立平面直角坐标系，坐标原点位置虽有不同，但纵轴均指向正北方，用x

表示，横轴指向正东方，用y

表示。施工坐标系和测量坐标系的位置关系可用图7-8表示。7.3.2坐标换算在总平面图中，建（构）筑物的平面位置通常是用施工坐标系表示的，而施工场地的已知控制点通常是建立在测量坐标系中的，这就要求在施工放样之前将两坐标系中的坐标统一在一个坐标系统中，因此，要进行坐标换算。下一页

返回上一页7.3坐标系统及坐标换算如图7-8所示，已知xOy为测量坐标系，AQB

为施工坐标系，施工坐标系原点在测量坐标系中的坐标为（xQ，yQ），

为施工坐标系纵轴的坐标方位角，有一点P，它在测量坐标系中的坐标用（xP，yP）表示，在施工坐标系下的坐标用（AP，BP）表示。假设已知（AP，BP），要求（xP，yP），通过推导，可用下式进行计算：xP=xQ+APcos

-

BPsin

（7-4）yP=yQ+APsin

+BPcos

（7-5）假设已知（xP，yP），要求（AP，BP），通过推导，可用下式进行计算：AP=（xP–xQ）cos

+（yP–yQ）sin

（7-6）BP=-（xP–xQ）sin

+（yP–yQ）cos

（7-7）

返回上一页7.4平面施工控制网平面施工控制网的布设形式主要有建筑基线、建筑方格网、三角网和导线网，选择什么网形应根据施工总平面图的设计和施工现场的地形情况而定。本节主要介绍建筑基线和建筑方格网。7.4.1建筑基线建筑基线是建筑场地内进行施工控制的基准线。对地势平坦、面积较小、平面布置较简单的施工场地通常采用建筑基线。1.建筑基线的布设根据总平面图建筑物的分布情况，施工场地地形等因素，常用的建筑基线的布设形式有“一”字形、“L”形、“十”字形、“丁”字形等，如图7-9所示。下一页

返回7.4平面施工控制网布设建筑基线时应注意以下几点：（1）建筑基线应尽量靠近拟建建（构）筑物，基线中的主要轴线应尽量位于场地中心，并与主要建筑轴线平行或垂直。（2）基线点不能少于三个，便于检核。（3）基线点间应通视良好，且选在不受土方开挖等施工破坏的地方，并做成永久性控制点。（4）建筑基线的测设精度必须满足施工放样的要求。2.建筑基线的测设建筑基线的测设主要有以下两种方法：下一页

返回上一页7.4平面施工控制网（1）根据建筑红线测设。建筑红线是城市规划部门测定的建筑用地界定基准线，如图7-10所示，根据设计图中红线与基线间的尺寸关系为依据进行测设，已知CAB为建筑红线，步骤如下：①从A点沿AB方向量取d2

定出P点，作出标志。②过C点作AC的垂线，在垂线上量取d2

定出C′点，作出标志。③同理定出Q、B′点，分别作出标志。④用细线拉出PC′和QB′两条直线，交会出A′点，将A′点作出标志。⑤将经纬仪安置于A′点，测量∠BAC，将观测值与90°比较，如差值满足限差，则A′、B′、C′点即为要测设的建筑基线点；如超出限差，则需要重新进行测设。下一页

返回上一页7.4平面施工控制网（2）根据已有的控制点进行测设。如图7-11所示，A、B

点为已知控制点，A′、B′、C′点为建筑基线点，通过A、B

点测设A′、B′、C′点的步骤如下：①计算放样数据，通过A、B、A′、B′、C′点的坐标反算出图中

1、

2、

3

和D1、D2、D3。②测设基线点，将经纬仪安置于A点，采用极坐标法放样A′、B′、C′点并在地面上作标志。③检查三个主点的直线性。如图7-12所示，安置经纬仪于B″，检测∠A″B″C″（

′），如果观测角值

′与180°相差超过容许值，则进行调整。④对A″、B″、C″在于基线垂直的方向上进行等量调整，调整值为下一页

返回上一页7.4平面施工控制网（7-8）

=

′-180°式中，

——各点的调整值；

a，b——A′B′的长度和B′C′的长度。⑤调整三个定位点之间的距离，检查A′B′、B′C′的距离，若实测值与设计值的相对误差不满足要求，则应以B′点为准，沿基线方向按设计长度调整A′、C′两点，最后确定A′、B′、C′点。7.4.2建筑方格网在按矩形布置的建筑群或大型建筑场地，由正方形或矩形组成的施工平面控制网称为建筑方格网。在建筑方格网中可以采用直角坐标法进行建筑物的定位放线，既方便推算测设数据，又可以提高测设精度。下一页

返回上一页7.4平面施工控制网1.建筑方格网的布设方格网的布设应根据总平面图上设计的各建（构）筑物、道路、管线的分布情况，再结合现场的地形条件来确定。先布设方格网的主轴线，再确定其他的方格网点。方格网的布设应满足以下要求：（1）主轴线应位于场地中央，与建筑物轴线平行或垂直。（2）纵横主轴线严格正交，长度能控制整个场地为宜。（3）主轴线的定位点称为主点，一条主轴线上不能少于三个主点，以便检核。（4）主点间应能通视，距离适中，以满足精度要求。（5）其他方格网线要垂直于主轴线，网点间应通视良好、距离适宜。下一页

返回上一页7.4平面施工控制网2.建筑方格网的测设建筑方格网先进行主轴线的测设，再进行其他方格网点的测设。（1）主轴线的测设。如图7-13所示，MN

和CD

是建筑方格网的主轴线，也是建筑方格网扩展的基础。先测设主轴线MN，其测设方法与建筑基线测设方法相似。比较角值误差和距离误差应满足方格网测设的相关技术要求。再将经纬仪安置于O

点，如图7-14所示，瞄准M

点，分别向左、向右转90°，测设另一主轴线主点C′、D′，并在地面上标定两点，然后精确测定