第9章-建筑工程测量

第十一章第九章建筑工程测量《测量学》172第九章建筑工程测量内容提要：◆建筑工程测量概述◆施工测量的基本工作◆建筑施工控制测量◆建筑施工测量◆建筑工程变形测量272§9-1建筑工程测量概述任何土木建筑工程，都需要经过勘测、设计和施工三个阶段。地形图和各种测量数据为工程的勘测设计提供必要的测绘资料,在工程施工中必须应用测量方法,使其正确定位。本章及最后一章将讨论土木工程施工测量，包括变形观测。施工测量的基本任务是将土木工程设计的建筑物与构筑物的平面位置和高程按照设计数据以一定的精度在实地测设，使能据此施工，因此又称为“施工放样”。在施工现场，由于各种建、构筑物的分布面较广，而且施工有先后。为了保证各建、构筑物在平面位置和高程上都能整体合乎设计要求，应遵循“由整体到局部”和“先控制后细部”的测量原则，也需要先进行控制测量。372施工测量的基本工作§9-2施工测量的基本工作内容：一、水平角测设二、水平距离测设三、平面点位测设四、点位高程测设五、坡度线测设六、铅垂线测设472基本工作施工测量的基本工作：测设三个基本量：水平距离（D）水平夹角（β）高差（h）通过测设D和β,放样点的平面位置(X,Y)通过测设h,放样点的高程H。572一.水平角测设测设设计的水平角时，地面上应有一个已知的方向，一般为两个固定点，需要测设水平角度的点为测站点(A)，另一点为“定向点”(B)，或称为“后视点”。测设水平角(β)随着精度要求的不同，有以下几种方法：半测回法一测回法(正倒镜分中)多测回法修正法(修正值Δβ)672一.设计长度的测设1.钢尺法测设水平距离用经纬仪定线,指出A-B方向；用钢尺测设DAB；用木桩(或其他方法)标定B点。已有：起点A和A-B方向测设精度要求较高时，应加距离的尺长改正、温度改正；地面倾斜时应加高差改正。此时,实际测设的距离应为：二、水平距离测设AB方向设计：距离AB测设：在地面标定B点htkABABDDDDD772测距仪测设距离DABAB2.测距仪法测设水平距离测距仪反光棱镜◆在A点安置测距仪(或全站仪),在A-B方向上估计B点附近安置反光棱镜或反射片；◆观测距离,据此在方向线上调整棱镜位置,直至与设计距离AB相等,在地面标定B。●测距仪观测斜距时，应读取垂直角，改正成平距；●全站仪直接设置为平距读数。872三.设计平面点位的测设●现场至少有一条基线(两个相互通视的已知点)测设方法:测设数据:直角坐标法角度β(直角),距离D极坐标法角度β,距离D距离交会法距离D1,距离D2角度交会法角度β1,角度β2三、平面点位的测设将设计的平面点位(x,y)测设到实地上。972(一).直角坐标法(一)直角坐标法1072现场有控制基线(A-B),且待测设线段(P1-P2)与基线平行。测设方法:在AB方向线上量Δy1,置经纬仪或全站仪于E1,测设直角,量Δx,得到P1点。同法测设P2点。量E1-E2,用(Δy2-Δy1)检核。(二)极坐标法1.计算测设数据AB(XA,YA)(XB,YB)P(XP,YP)设计2.极坐标法测设P点用经纬仪测设水平角β,用钢尺测设水平距离D;或用全站仪测设β和D,在实地标定P点。aAB=tg-1YB-YAXB-XAaAP=tg-1YP-YAXP-XAb=aAP-aABD=(XP-XA)2+(YP-YA)2aABaAPbD1172AB为已知点,设计P点的坐标(XP,YP),用极坐标法测设P点：极坐标放样算例例：右图中J、K为已知导线点,P为某设计点位。按图中数据计算在J点用极坐标法测设P点的放样数据β、D。KJPXK=746.202mYK=456.588mXJ=502.110mYJ=496.225mXP=450.000mYP=560.000mbD解：XJP=XP-XJ=-52.110YJP=YP-YJ=+63.775XJK=XK-XJ=+244.092YJK=YK-YJ=-39.637aJK=tg-1=360-9°13′25“=350°46′35-39.637+244.092β=aJP-aJK=129°15′07″-350°46′35″=138°28′32″aJP=tg-1=180-50°44′53″=129°15′07″+63.775-52.110mD357.82775.63)110.52(221272(三)角度交会法ABP(XA,YA)(XB,YB)(XP,YP)设计bg1372测设时通常先沿AP、BP的方向线打“骑马桩”(图中红点)，然后交会出P点位置。应使交会角30oγ150°。在测站A测设α，得AP方向；在测站B测设β，得BP方向，两方向相交得到P点。已知点AB,用角度交会法测设P点。BABPAPABaabaaaα2.测设交会角α,β1.计算交会角α,β：(四)距离交会法ABP(XA,YA)(XB,YB)(XP,YP)设计1.计算测设数据DAPDBP距离交会法适用于场地平坦、便于用钢尺量距且测设距离不大于一尺段的场合。1472已知点AB,用距离交会法测设P点。2.测设距离交会点在测站A用钢尺测设D1；在测站B用钢尺测设D2，相交得P点位置。2222)()()()(BPBPBPAPAPAPyyxxDyyxxD已知：水准点A的高程HA设计：B点的高程HB测设：测设B点高程标志例：水准点A的高程HA=4.376m，要测设某设计地坪高程HB=5.000m。设a=1.534m，则：水平视线高:Hi=HA+a=4.376+1.534=5.910mB点水准尺应有读数：b=Hi-HB=5.910-5.000=0.910mHA=4.376HB=5.000大地水准面ABaHib调整B尺高度,至b=0.910时,沿尺底做标记即设计高程HB。四、点位高程测设15721.测设设计高程在A、B间安置水准仪，在B处设木桩；对水准尺A读数：1.5340.910深基坑的高程测设7216当需要测设高程处与水准点的高差很大时，可以用垂直悬挂的钢卷尺代替水准尺。先后视立于水准点A（高程为HA）的水准尺,读数为a1，前视悬挂的钢卷尺（尺的零点在下）,读数为b1；移置水准仪于基坑内，后视悬挂的钢卷尺读数为a2;按下式计算需要测设其高程为HB的木桩旁水准尺的应有读数b2：AB2211ABh)b(a)b(aHHAB1122h)b(aab7217在铺设管道、修筑路面等工程中，需要测设设计的坡度线，采用的仪器为水准仪或经纬仪。设A点桩顶高程为HA，A、B两点间的平距为D,两点间的设计坡度为i，则B点的设计高程为：HB＝HA+i×D，按坡度测设B点的高程。置水准仪(或经纬仪)于A点，把仪器的一个脚螺旋放在AB方向上,量取仪器高h；瞄准竖立在B点的水准尺,转动AB方向上的脚螺旋,使横丝在尺上的读数为h,此时仪器视准轴平行于需测设的坡度。按仪器视准轴测设1,2,3…各点的高程。五、坡度线测设六、铅垂线测设（一）悬挂垂球法最原始的方法为悬挂垂球线得到一条铅垂线。1872（二）经纬仪垂直投影法用两架经纬仪或全站仪(也可以用一架仪器两次安置)，在两个大致垂直的方向上，利用置平仪器后的视准轴上下转动为一铅垂面，两铅垂面相交而测设铅垂线。经纬仪垂直投影法在建筑施工中有广泛的用途。铅垂面一铅垂面二两铅垂面相交而得铅垂线安装直角目镜的全站仪7219用经纬仪或全站仪作点的垂直投影，望远镜需要瞄准较高的目标时，仪器应配置直角目镜，能使望远镜的视准轴转折90o,便于俯仰角较大时的瞄准,甚至可瞄准天顶,作垂直投影。较大仰角的瞄准瞄准天顶作垂直投影7220安装直角目镜的全站仪旋下全站仪原有的目镜，旋上直角目镜全站仪安装直角目镜——在高层建筑施工中的应用72217222（三）垂准仪法用专用仪器—垂准仪测设铅垂线能向上、向下瞄出精确的铅垂视线能向上、向下投射出精确的铅垂激光束部分铅垂仪生产厂型号及精度：生产厂型号铅垂线精度中国苏州一光公司DZJ2001/40000日本SOKKIA公司PD31/40000瑞士Leica公司WILDNZL1/30000WILDNL1/200000WILDZL1/200000铅垂仪PD3铅垂仪及内部光学结构23721.上目镜2.下目镜3.水准管4.上物镜5.上物镜调焦螺旋6.下物镜调焦螺旋7.脚螺旋8.底板9.上调焦透镜10.上直角棱镜11.下直角棱镜12.下调焦透镜13.下物镜；14.连接螺旋孔及向下瞄准孔激光垂准仪DZJ200用激光指示铅垂线方向激光束光学对中器物镜调焦螺旋水准管发射激光束2472目镜激光发射器激光垂准仪目镜视场中—看到的瞄准十字丝及激光光斑7225目镜十字丝及激光光斑目镜视场高层建筑施工中激光垂准仪作垂直投影用接收靶接收激光光斑7226垂准仪发射激光接收靶接收激光光斑精密垂准仪—高精度测设铅垂线向下投射铅垂线向上投射铅垂线2772WILD-NLWILD-ZL为施工场地建立施工专用控制网平面控制：建筑基线、建筑方格网(平坦地区)导线网(山区或条件复杂地区)高程控制:布设水准网或水准点§9-3建筑施工控制测量一、施工控制网概述2872在建筑施工时，需要建立施工控制网。工业厂房、民用建筑、内部道路等大部分是沿着互相平行或垂直的方向布设的，因此，在新建的大、中型建筑工地上，施工的平面控制网一般布设成矩形格网，称为“建筑方格网”。对于面积不大而又不太复杂的建筑设计，常采用平行于主要建筑物的轴线布设一条或若干条基线，作为建筑施工的平面控制，称为“建筑基线”；也有布设导线作为建筑施工的平面控制网。高程控制布设水准网或水准点。（一）建筑基线—用于较小建筑场地,因地制宜布设。2972（二）建筑方格网一字形丁字形十字形直角形根据设计建筑群的主轴线将平面控制网布置成矩格网形二、施工平面控制网建筑方格网特点：*精度要求高；*采用建筑坐标系(坐标轴方向与建筑群主轴线平行或垂直)；*各边相互平行或垂直，且为整数；*点位便于保存(布置于设计的通道位置)；*测设控制点，然后调整。应用于大型公矿企业的施工，例如钢铁厂等按建筑方格网进行施工放样的优点：*计算简单—用加、减法计算直角坐标法放样数据*使用方便—布置在待测设建筑物的就近位置*放样迅速—可用直角坐标法放样3072β1D1*根据导线点1、2点的坐标与A、B、C的设计坐标反算放样数据βi、Di；*在测站2，用极坐标法测设轴线点A、B、C；*调整A、B、C，满足直角和距离关系。根据测量控制点测设建筑基线12ABC根据导线点1、2，测设建筑基线点A、B、C。3172在建筑施工场地，用四等水准测量精度，从国家或城市水准点连测高程，布设若干个（一般不少于3个）临时水准点,建立高程控制网。水准点的密度应尽可能一次安置水准仪即可测设所需的高程点。三、施工高程控制网3272(一).建筑物的定位（一）民用房屋墙轴线测设§9-4建筑施工测量一、建筑物轴县测设3372城市规划道路红线是城市规划部门测设的城市规划道路用地和单位用地的界址线，新建筑物的设计位置与红线的关系应得到规划部门的批准。因此，靠近道路的建筑物轴线放样应根据规划道路的红线点来测设。设计民用房屋A-BC-MC-EC-D规划道路红线极坐标法测设距离交会法测设已有新建(b)直角坐标法2.根据与原有建筑物的关系测设根据与原有建筑物的关系测设已有新建(a)延长直线法新建(c)平行线法3472根据建筑方格网测设厂房矩形控制网M-N-P-Q；根据矩形控制网测设柱列纵横轴线◆要求：直角误差±10″；距离误差1/10000(二)工业厂房柱列轴线测设MNPQdbddaad221135727236施工控制桩测设是用经纬仪延长直线的方法将控制桩测设在轴线的延长线上，离基槽开挖边线一般在2m以外。民用房屋建造引测轴线,在基槽外侧用龙门桩和龙门板。龙门桩上测设±0.000标高线,按线钉龙门板,板上划线或打钉标明轴线方向。二、施工控制桩和龙门板测设（一）墙基础施工测量开挖基槽或开挖基坑，槽底或基坑底标高控制。*确定开挖边线；*控制开挖深度；*在垫层上测设基础结构施工的轴线。水平桩-1.200m-1.500