水准测量在工程中的应用

第三部分水准测量在工程中的应用一、已知高程的测设已知高程的测设，是利用水准测量的方法，根据已知水准点，将设计高程测设到现场作业面上。1．±0.000的测设某建筑物的室内地坪设计高程为45.000m，附近有一水准点BM.3，其高程为H3=44.680m。现在要求把该建筑物的室内地坪高程测设到木桩A上，作为施工时控制高程的依据。BM3Am556.1a大地水准面m680.443Hm236.46iHm236.101bm000.450H±0.000（1）在水准点BM.3和木桩A之间安置水准仪，在BM.3立水准尺上，用水准仪的水平视线测得后视读数为1.556m，此时视线高程为：m236.46m556.1m680.44（2）计算A点水准尺尺底为室内地坪高程时的前视读数：m236.1m000.45m236.46b（3）上下移动竖立在木桩A侧面的水准尺，直至水准仪的水平视线在尺上截取的读数为1.236m时，紧靠尺底在木桩上画一水平线，其高程即为45.000m。2、水平桩的测设当基坑开挖接近设计标高时，在基坑四壁，距基底设计标高0.3m～0.5m处，测设水平桩，作为检查基坑底标高和控制垫层的依据。如下图所示，欲在一基坑内设置一水平桩，使其高程为48.600m。附近有地面水准点(室内地坪±0.000)，其高程为49.800m。欲在深基坑内设置一点B，使其高程为H。地面附近有一水准点R，其高程为HR。BMR吊杆a1b1a2b2用同样的方法，亦可从低处向高处测设已知高程的点。（1）在基坑一边架设吊杆，杆上吊一根零点向下的钢尺，尺的下端挂上10kg的重锤，放入油桶中。（2）在地面安置一台水准仪，设水准仪在R点所立水准尺上读数为a1，在钢尺上读数为b1。（3）在坑底安置另一台水准仪，设水准仪在钢尺上读数为a2。（4）计算B点水准尺底高程为H时，B点处水准尺的读数应为：HabaHbR)()(21121．利用皮数杆传递高程一般建筑物可用墙体皮数杆传递高程。二．高程传递基础墙标高的控制房屋基础墙是指±0.000m以下的砖墙，它的高度是用基础皮数杆来控制的。（1）基础皮数杆是一根木制的杆子，如图11-14所示，在杆上事先按照设计尺寸，将砖、灰缝厚度画出线条，并标明±0.000m和防潮层的标高位置。（2）立皮数杆时，先在立杆处打一木桩，用水准仪在木桩侧面定出一条高于垫层某一数值（如100mm）的水平线，然后将皮数杆上标高相同的一条线与木桩上的水平线对齐，并用大铁钉把皮数杆与木桩钉在一起，作为基础墙的标高依据。基础面标高的检查基础施工结束后，应检查基础面的标高是否符合设计要求（也可检查防潮层）。可用水准仪测出基础面上若干点的高程和设计高程比较，允许误差为±10mm。主体墙标高的控制（1）在墙身皮数杆上，根据设计尺寸，按砖、灰缝的厚度画出线条，并标明0.000m、门、窗、楼板等的标高位置。（2）墙身皮数杆的设立与基础皮数杆相同，使皮数杆上的0.000m标高与房屋的室内地坪标高相吻合。在墙的转角处，每隔10～15m设置一根皮数杆。（3）在墙身砌起1m以后，就在室内墙身上定出+0.500m的标高线，作为该层地面施工和室内装修用。（4）第二层以上墙体施工中，为了使皮数杆在同一水平面上，要用水准仪测出楼板四角的标高，取平均值作为地坪标高，并以此作为立皮数杆的标志。框架结构的民用建筑，墙体砌筑是在框架施工后进行的，故可在柱面上画线，代替皮数杆。2．利用钢尺直接丈量对于高程传递精度要求较高的建筑物，通常用钢尺直接丈量来传递高程。对于二层以上的各层，每砌高一层，就从楼梯间用钢尺从下层的“+0.500m”标高线，向上量出层高，测出上一层的“+0.500m”标高线。3．吊钢尺法用悬挂钢尺代替水准尺，用水准仪读数，从下向上传递高程。二、测设水平面工程施工中，欲测设设计高程为H设的某施工平面，可先在地面上按一定的间隔长度测设方格网，用木桩定出各方格网点。然后，在场地与已知点A之间安置水准仪。在场地与已知点A之间安置水准仪，读取A尺上的后视读数ａ，则仪器视线高程Hｉ为：依次在各木桩上立尺，使各木桩顶或木桩侧面的尺上读数b应为：aHHAi设应＝HbiH此时各桩顶或桩侧面标记处构成的平面就是需测设的水平面。AaHA视线高：Ｈi＝ＨＡ＋a各木桩顶尺上的读数均为：b应=Ｈi-Ｈ设坡道或管道施工中，为了控制坡道或管道按设计高程和坡度顶进，需要在工作坑（面）内设置临时水准点。用水准测量的方法将坡度线上各点的设计高程标定在地面上。三、坡度线的测设(一)水平视线法如下图所示，A、B为设计坡度线的两端，已知A点的高程H，设计坡度为ｉ，则B点的设计高程为：H＝H+i×DDiHHABAB（1）根据A点的高程、坡度iAB和A、B两点间的水平距离D，计算出B点的设计高程。（2）按测设已知高程的方法，在B点处将设计高程HB测设于B桩顶上，此时，AB直线即构成坡度为iAB的坡度线。BD1234ａｂ1ｂ2ｂ3ｂ4ｂ5ｈ（二）倾斜视线法根据视线与设计坡度线平行时，其两线之间的铅垂距离处处相等的原理，以确定设计坡度上的各点高程位置。此法适用于坡度较大，且地面自然坡度与设计坡度较一致的场合。AABBD1234iiiiii（1）将水准仪安置在A点上，使基座上的一个脚螺旋在AB方向线上，其余两个脚螺旋的连线与AB方向垂直。量取仪器高度i，用望远镜瞄准B点的水准尺，转动在AB方向上的脚螺旋或微倾螺旋，使十字丝中丝对准B点水准尺上等于仪器高i的读数，此时，仪器的视线与设计坡度线平行。AABBD1234iiiiii（4）在AB方向线上测设中间点，分别在1、2、3…处打下木桩，使各木桩上水准尺的读数均为仪器高i，这样各桩顶的连线就是欲测设的坡度线。如果设计坡度较大，超出水准仪脚螺旋所能调节的范围，则可用经纬仪测设，其测设方法相同。AABBD1234iiiiiiA、B为坡度线的两端点，其水平距离为D，设A点的高程为HA，要沿AB方向测设一条坡度为iAB的坡度线。AABBDi大地水准面HAHBi1i2i3i4i实习项目四：±0.000的测设、水平面的测设、坡度线的测设日期：天气：实习同组参与者：指导教师：实习器材：实习目的：实习步骤：数据处理：分析与讨论：记录格式日期天气小组仪器型号观测记录1、测设高程（m）水准点高程后视读数视线高程设计高程前视应读数2、高程检测点号后视读数前视读数高差（m）高程（m）备注四、建筑物的沉降观测建筑物沉降观测是用水准测量的方法，周期性地观测建筑物上的沉降观测点和水准基点之间的高差变化值。2001200220033579113579110408010012010203040F/(t/m2)s/mmt时间（年、月）图11-36沉降曲线图12沉降观测的目的主要工作有：1．水准基点的布设2．沉降观测点的布设3．沉降观测4．沉降观测的成果整理1．水准基点的布设水准基点是沉降观测的基准，要求：（1）要有足够的稳定性水准基点必须设置在沉降影响范围以外，冰冻地区水准基点应埋设在冰冻线以下0.5m。（2）要具备检核条件为了保证水准基点高程的正确性，水准基点最少应布设三个，以便相互检核。（3）要满足一定的观测精度水准基点和观测点之间的距离应适中，相距太远会影响观测精度，一般应在100m范围内。2．沉降观测点的布设进行沉降观测的建筑物，应埋设沉降观测点，沉降观测点的布设应满足以下要求：（1）沉降观测点的位置沉降观测点应布设在能全面反映建筑物沉降情况的部位，如建筑物四角，沉降缝两侧，荷载有变化的部位，大型设备基础，柱子基础和地质条件变化处。（2）沉降观测点的数量一般沉降观测点是均匀布置的，它们之间的距离一般为10～20m。（3）沉降观测点的设置形式。3．沉降观测（1）观测周期（2）观测方法（3）精度要求（4）工作要求（1）观测周期1）当埋设的沉降观测点稳固后，在建筑物主体开工前，进行第一次观测。2）在建（构）筑物主体施工过程中，一般每盖1～2层观测一次。如中途停工时间较长，应在停工时和复工时进行观测。3）当发生大量沉降或严重裂缝时，应立即或几天一次连续观测。4）建筑物封顶或竣工后，一般每月观测一次，如果沉降速度减缓，可改为2～3个月观测一次，直至沉降稳定为止。（2）观测方法观测时先后视水准基点，接着依次前视各沉降观测点，最后再次后视该水准基点，两次后视读数之差不应超过±1mm。沉降观测的水准路线（从一个水准基点到另一个水准基点）应为闭合水准路线。2）高层建筑物的沉降观测则应采用DS1精密水准仪，用二等水准测量的方法进行，其水准路线的闭合差不应超过:1）多层建筑物的沉降观测可采用DS3水准仪，用普通水准测量的方法进行，其水准路线的闭合差不应超过（n测站数）。mm0.1nmm0.2n（3）精度要求沉降观测的精度应根据建筑物的性质而定。（4）工作要求沉降观测是一项长期、连续的工作，为了保证观测成果的正确性，应尽可能做到四定：1）固定观测人员2）使用固定的水准仪和水准尺3）使用固定的水准基点4）按固定的实测路线和测站进行4．沉降观测的成果整理（1）整理原始记录（2）计算沉降量（3）绘制沉降曲线（1）整理原始记录每次观测结束后，应检查记录的数据和计算是否正确，精度是否合格，然后，调整高差闭合差，推算出各沉降观测点的高程，并填入“沉降观测表”中。（2）计算沉降量1）计算各沉降观测点的本次沉降量：本次沉降量=本次观测所得的高程－上次观测所得的高程2）计算累积沉降量：累积沉降量=本次沉降量+上次累积沉降量将计算出的沉降观测点本次沉降量、累积沉降量和观测日期、荷载情况等记入“沉降观测表”中。（3）绘制沉降曲线沉降曲线分为两部分，即时间与沉降量关系曲线和时间与荷载关系曲线。2001200220033579113579110408010012010203040F/(t/m2)s/mmt时间（年、月）图11-36沉降曲线图121）绘制时间与沉降量关系曲线首先，以沉降量s为纵轴，以时间t为横轴，组成直角坐标系。然后，以每次累积沉降量为纵坐标，以每次观测日期为横坐标，标出沉降观测点的位置。最后，用曲线将标出的各点连接起来，并在曲线的一端注明沉降观测点号码，这样就绘制出了时间与沉降量关系曲线。2）绘制时间与荷载关系曲线首先，以荷载为纵轴，以时间为横轴，组成直角坐标系。再根据每次观测时间和相应的荷载标出各点，将各点连接起来，即可绘制出时间与荷载关系曲线。（三）沉降观测应提交的资料(1)沉降观测记录手簿；(2)沉降观测成果表；(3)观测点位置图；(4)沉降量、荷载与时间三者的关系曲线图；(5)编写沉降观测分析报告。（四）沉降观测中常遇到的问题及其处理1、曲线在首次观测后即发生回升现象2、曲线在中间某点突然回升3、曲线自某点起渐渐回升4、曲线的波浪起伏现象