高等教育测量学B施工测量的基本工作.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,第九章 施工测量的基本工作,9.1,施工测量概述,9.2,测设的基本工作,9.3,测设平面点位的方法,9.4,坡度线与圆曲线测设,9-5,施工控制测量,内容提要：,1.,定义：,在施工阶段所进行的测量工作,测设或放样,它是根据施工的需要，将图纸上设计好的建筑物的平面位置和高程，按设计要求以一定的精度在实地上标定出来，作为施工的依据，以便进行施工。,2.,基本任务：,场地平整、施工控制网的建立；,建,(,构,),筑物的定位和基础放线；,基础施工、构件与设备安转的测设；,竣工测量；,变形观测。,9.1,施工测量概述,3.,施工测量的主要特点：,与测图工作程序相反；,精度要求高,工业建筑比民用高；高层建筑比底层高等等,与施工联系密切，贯穿施工的全过程；,施工现场干扰大。,通视、交叉作业、点位保存,测定,:,地面 图纸,测设,:,图纸 地面,4.,施工测量的原则,从整体到局部；,由高级到低级；,先控制后碎部。,测定两点间水平距离,测定两个方向间水平角,测定点的高程,测设已知水平距离,D,测设已知水平角,测设已知高程,H,测定三项工作,过程相反,测设三项工作,平面位置,X,、,Y,9.2,测设的基本工作,一,.,测设已知水平距离,1.,钢尺测设法,一般方法,例,:,沿,AC,方向放样,B,点，,D,AB,=20m,A,D,AB,B,B,C,a.,沿,AC,方向量,20m,得,B,点；,b.,往返丈量,AB;,如,D,AB,=19.998m,，,D,B,A,=20.000m,，,D,平均,=19.999m,c.,D=D-D,平均,向外改正,1mm,得,B,点,已知方向；,已知距离；,确定已知距离的点位,1.,钢尺测设法,精确方法,用检定过的钢尺；,使用经纬仪定线；,根据已知水平距离,D,，经过,l,l,、,l,t,和,l,h,后,计算出实地测设长度,D(,在钢尺上,),。,（,1,）,A,点置仪，棱镜在已知方向上前后移动，定出,C,1,点；,A,C,1,D,D,C,D,2.,光电测距仪测设法,（,2,）测出,AC,1,水平距离,D,，求,D,D,D,（,3,）根据,D,，改正至,C,点，用木桩标定其点位,(4),实测,AC,距离，其不符值应在限差之内，否则应再次进行改正，直至符合限差为止。,二、测设已知水平角,1.,直接测设法,正倒镜分中法,测站,O,后视,A,待定点,P,（盘左）,P,（盘右）,P,（盘左盘右平均）,设计角度的标定，就是根据一条已知边的方向和设计的角值，在地面上定出第二条边方向。,2.,精确测设法,例：,已知,OP,=100.00,米，设计值,=40,，,设测得,=39,59,20,，计算,修正值,PP,。,解：,=,-,=40,PP,100,40,206265,0.0194m,19mm,得：点位修正值为,19mm(,向外,),，,PP,OP,待定点,P,测站,O,后视,A,P,D,方法：直接法放样角值,测回法实测角值，量距离,计算改正值并修正,三,.,高程的测设,根据给定点位的设计高程,H,设,利用附近的水准点,H,水,在点位上标定出设计高程的位置。,H,BM,H,P,大地水准面,BM,P,在建筑设计和施工中，为了计算方便，一般把建筑物的室内地坪用,0,表示，基础、门窗等的标高都是以,0,为依据确定的。,b,B,a,A,图,9-5,高程放样,BM3,A,大地水准面,0,1,0.000,例：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,H,3,=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。,1.,视线高法,a.,读,BM,点后视读数,a,，求,b,应,=H,BM,+a H,设,b.,上、下移动水准尺至前视读数为,b,应,，沿尺底画线,待测设高差大，用钢尺代替水准尺。,A,B,H,A,H,B,h,AB,大地水准面,2.,高程传递法,例：欲在深基坑内设置一点,B,，使其高程为,H,B,。地面附近有一水准点,R,，其高程为,H,R,。,BM,R,吊杆,a,1,b,1,a,2,b,2,注：该方法亦可从低处向高处测设已知高程的点,b,2,=H,R,+a,1,-|b,1,-a,2,|-H,B,9.3,测设平面点位的方法,确定点的平面位置通常需要两个放样的要素：它们可以是两个角度，或两个距离，或一个角度加一个距离。下面介绍几种常用的放样方法。,测设方法有,:,1,、直角坐标法,2,、极坐标法,3,、距离交会法,4,、角度交会法,直角坐标法是根据直角坐标原理，利用纵横坐标之差，测设点的平面位置。,直角坐标法适用于施工控制网为,建筑方格网或建筑基线,的形式，且量距方便的建筑施工场地。,什么样的建筑施工场地适宜用直角坐标法测设点的平面位置？,一、直角坐标法,x,:600.00m,y,:500.00m,x,:700.00m,x,:650.00m,x,:620.00m,y,:600.00m,y,:580.00m,y,:530.00m,a,b,c,d,1,计算测设数据,建筑物的长度,建筑物的宽度,测设,a,点的测设数据（,点与,a,点的纵横坐标之差）：,30.00m,30.00m,m,n,50.00m,20.00m,a,b,d,c,20.00m,30.00m,2,点位测设方法,检查建筑物四角是否等于,90,，各边长是否等于设计长度，其误差均应在限差以内。,测设距离和角度时，可根据精度要求分别采用一般方法或精密方法。,极坐标法是根据一个水平角和一段水平距离，测设点的平面位置。,极坐标法适用于量距方便，且待测设点距控制点较近的建筑施工场地。,什么样的建筑施工场地适宜用极坐标法测设点的平面位置？,二、极坐标法,P,S,R,Q,A,B,x,1,计算测设数据,（,1,）计算,AB,、,AP,边的坐标方位角。,（,2,）计算,AP,与,AB,之间的夹角。,（,3,）计算,A,、,P,两点间的水平距离。,(,x,P,y,P,),(,x,A,y,A,),(,x,B,y,B,),D,AP,例,：,已知,试计算测设数据,和,D,AP,。,解：,D,AP,A,B,P,Q,R,S,2,点位测设方法,检查建筑物四角是否等于,90,，各边长是否等于设计长度，其误差均应在限差以内。,测设距离和角度时，可根据精度要求分别采用一般方法或精密方法。,D,AS,D,BQ,D,BR,角度交会法是在两个或多个控制点上安置经纬仪，通过测设两个或多个已知水平角角度，交会出点的平面位置。,角度交会法适用于待测设点距控制点较远，且量距较困难的建筑施工场地。,什么样的建筑施工场地适宜用角度交会法测设点的平面位置？,三、角度交会法,P,A,B,C,x,x,x,1,计算测设数据,（,1,）按坐标反算公式，分别计算出,AB,、,AP,、,BP,、,CB,和,CP,。,（,2,）计算水平角,1,、,2,和,3,。,2,点位测设方法,A,B,C,示误三角形,P,若示误三角形边长在限差以内，则取示误三角形重心作为待测设点,P,的最终位置。,测设,1,、,2,和,3,时，视具体情况，可采用一般方法和精密方法。,四、距离交会法,距离交会法是由两个控制点测设两段已知水平距离，交会定出点的平面位置。,距离交会法适用于待测设点至控制点的距离,不超过一尺段长,，且地势平坦、量距方便的建筑施工场地。,什么样的建筑施工场地适宜用距离交会法测设点的平面位置？,1,计算测设数据,P,S,R,Q,A,B,D,AP,D,BP,根据,A,、,B,、,P,三点的坐标值，分别计算出,D,AP,和,D,BP,。,2,点位测设方法,A,B,D,AP,D,AP,D,BP,D,BP,P,Q,R,S,丈量,P,、,Q,两点间的水平距离，与设计长度进行比较，其误差应在限差以内。,（,1,）设计坡度线的测设,修筑道路和管线时，经常需要在实地测设已知设计坡度的直线。如图,9-7,所示。设地面上有一点,A,，其高程为,H,A,，今欲由,A,点沿,AB,方向测设一条坡度为,i,坡的直线，若,A,、,B,两点间的水平距离为,D,，则坡度线另一端,B,的高程,H,B,=H,A,+iD,（,9-4,）,从而，可按标定高程的方法标出,B,点。,如果要在坡度线上设置同坡度的点，在坡度变化不大的地方，可使用水准仪。,9.4,坡度线与圆曲线测设,如图,9-7,所示，要在,AB,方向上定出与,AB,同坡度的点,C,、,D,，可在,A,点安置水准仪，使其中一个脚螺旋在,AB,方向上，另两个脚螺旋连线垂直于,AB,方向，量得仪器高,i,。视线照准,B,点的水准尺后，转动,AB,方向上的脚螺旋，使,B,尺的读数等于,A,点的仪器高，此时视线就平行于设计坡度线,AB,了。然后，在,C,、,D,等处各打入木桩，使立于桩上的尺子的读数均等于仪器高,i,，则各木桩的连线即为设计的坡度线。,用经纬仪同样可以标定同坡点，不过不是转动脚螺旋，而是转动望远镜的制、微动螺旋，使视线平行于标出的坡度线。,图,9-7,坡度放样,A,B,D,C,i,i,i,i,（,2,）圆曲线的测设,在线路施工中，线路转变处有时会遇到一些曲线的测设，这里，仅以圆曲线为例说明曲线的测设方法。圆曲线的测设分两步进行。首先是圆曲线主点的测设，然后再进行圆曲线的细部测设。,图,9-8,为一圆曲线。,ZY,为曲线的起点，,QZ,为曲线的中点，,YZ,为曲线的终点，称为圆曲线的三主点。,JD,表示转向点。,圆曲线的元素包括：曲线转向角,a,、曲线半径,R,、切线长,T,、曲线长,L,、曲线外矢距,E,及切曲差,q,。,圆曲线元素的计算公式如下：,T=R tan,a,/2,L=,/180,o,*a*R=R*,a,/,r,E=R(sec,a,/2,-,1),q=2T,-,L,图,9-8,圆曲线元素,ZY,QZ,O,JD,YZ,R,L,T,E,J,(9-5),（一）圆曲线主点的测设,在,JD,上安置经纬仪，沿两切线方向各丈量切线长,T,，分别得到曲线的起点和终点，并打入木桩写上桩号；然后由,JD,瞄准,(180,-,a,),方向，得分角线方向。沿此方向量出外矢距,E,，求得曲线中点,QZ,，打入木桩，写上桩号。这样曲线三主点的位置就确定了。,（二）、圆曲线细部点的测设,测设较长的曲线时，仅测定出曲线主点是不够的，还需要在曲线上测设出一系列的细部点，以便详细表示曲线在地面上的位置。,下面仅介绍一种常用的细部测设方法,偏角法。采用偏角法测设曲线的几何原理是：切线与弦线间的夹角称为偏角，它等于该弦所对圆心角值的一半。如图,9-9,所示，设弧长为,S,，半径为,R,，则相应的偏角,为,若曲线上各点间的距离均等于,S,时，则各点的偏角均为第一个点偏角的整数倍，即,2,=2,1,n,=n,1,实际测量时，不量弧长而量弦长，弦长的计算公式为,d=2Rsin,1,（,9-7,）,偏角法测设细部点的步骤是：,将仪器安置在起点,ZY,上，瞄准交点,JD,，并使度盘读数为,000,，然后转动照准部使度盘读数为,1,，沿视线方向量取长度,d1,，定出第一个曲线桩。再转动照准部，使度盘读数为,2,，由第一个曲线桩量取长度,d2,与望远镜视线相交，定出第二个曲线桩，同法测设其它曲线桩，偏角法测设圆曲线,。,O,图,9-9,圆曲线的细部,测设,S,f,3,f,2,f,1,ZY,JD,YZ,1,2,3,9-5,施工控制测量,一、施工测量的特点与原则,施工测量的精度应比测绘地形图的精度高，而且根据建筑物、构筑物的重要性，结合材料及施工方法等不同，对施工测量的精度要求也有所不同。一般高层建筑物的测设精度应高于低层建筑物，钢结构建筑物的测设精度应高于其它结构，装配式建筑物的测设精度应高于非装配式建筑物。,由于施工测量与工程质量及施工进度有着密切的联系。所以测量人员必须了解设计内容、性质及对测量工作的精度要求，熟悉有关图纸，了解施工的全过程，并掌握施工现场的变动情况，使施工测量工作能够与施工密切配合。,施工现场上有各种建（构）筑物，且分布较广往往又不是同时开工，为了保证各个建筑物、构筑物的平面和高程位置都符合设计要求，互相连成统一的整体，施工测量必须遵循“从整体到局部，先控制后碎部”的原则。由于施工现场工种多，交叉作业频繁，并有大量土、石方填挖，地面变化较大，原来布设的测图控制点往往会被破坏，因此在施工以前，应在建筑场地重新建立施工控制网，以供建筑物施工放样和变形观测等使用。,施工控制网一般布置成矩形格网，称为建筑方格网。当建筑物面积不大、结构又不复杂时，只需布置一条或几条基线作平面控制，称为建筑基线。建筑场地的高程控制多采用水准测量方法。一般用三、四等水准测量的方法测定各水准点的高程。当布设的水准点不够用时，建筑基线点、建筑方格网点都可做为高程控制点。,二、建筑基线的测设,建筑基线的布置根据建筑物的分布，场地的地形和原有控制点的状况而选定的。,建筑基线应靠近主要建筑物，并与其轴线平行，以便采用直角坐标法进行放样，通常建筑基线可布置成（,a,）三点直线形、（,b,）三点直角形、（,c,）四点丁字形和（,d,）五点十字形，如图,9-14,所示。为了便于检查建筑基线点有无变动，基线点数不应少于三个。,据建筑物的设计坐标和附近已有的测量控制点，在图上选定建筑基线的位置，求算测设数据，并在地面上测设出来。如图,9-15,所示，根据测量控制点,1,、,2,，用极坐标法分别测设出,A,、,O,、,B,三个点。然后把经纬仪安置在,O,点观测,AOB,是否等于,90,，其不符值不应超过,24,。丈量,OA,、,OB,两段距离，分别与设计距离相比较，其不符值不应大于,1/1000,。否则，应进行必要的点位调整。,(a),(b),(c),(d),图,9-14,建筑基线形式,图,9-15,建筑基线的测设,1,2,A,B,O,三、建筑方格网的测设方法,（一）建筑方格网的布设,建筑方格网的布设，应根据建筑设计总平面上各建筑物、构筑物及各种管线的布设情况，结合现场的地形情况拟定。通常先选定建筑物的主轴线然后再布置方格网。方格网的形式可布置成正方形或矩形，当场区面积较大时，常分两级。首级可采用“十”字形、“口”字形或“田”字形，然后再加密方格网。当场区面积不大时，尽量布置成全面方格网。,布网时，方格网的主轴线应布设在场区的中部，并与拟建主要建筑物的基本轴线相平行；方格网的折角应严格成,90,。方格网的边长一般为,100,200m,；矩形方格网的边长视建筑物的大小和分布而定，为了便于使用，边长尽可能为,50m,或它的整倍数。方格网的边应保证通视且便于测距和测角，点位标石应能长期保存。,（二）确定建筑方格网主点的测量坐标,在设计和施工部门，为了工作上的方便，常采用一种独立坐标系统，称为施工坐标系，如图,9-16,所示，其纵轴通常采用,A,表示，横轴用,B,表示，因此，施工坐标也叫,A,、,B,坐标。,O,x,y,A,B,a,O,9,x,o,y,o,x,p,A,p,B,p,P,图,9-16,建筑坐标转化为测量坐标,y,p,1,2,3,4,施工坐标系的,A,轴和,B,轴应与场区主要建筑物或主要道路、管线方向平行。坐标原点设在总平面图的西南角，使所有建筑物和构筑物的设计坐标均为正值。主点是主轴线的定位点，它的施工坐标一般由设计单位，也可在总平面图上用图解法求得一点的施工坐标后，再按主轴线的长度推算其它主点的施工坐标。当施工坐标系与国家测量坐标系不一致时，在施工方格网测设之前，应把主点的施工坐标换算为测量坐标，以便求算测设数据。,施工坐标系与国家测量坐标系之间的关系，可用施工坐标系原点,O,在测量系坐标的坐标,xo,、,yo,及,oA,轴在测量坐标系的坐标方位角,a,来确定。在进行施工测量时，上述数据由勘测设计单位给出。如图,9-16,所示，设已知,P,点的施工坐标为,AP,和,BP,，换算为测量坐标时，可按下式计算：,x,p,=x,9,0,+A,p,cos,a,-,B,p,sin,a,y,p,=y,9,0,+A,p,sin,a,+B,p,cos,a,(9-8),