综合项目施工测量控制网的建立修改稿.doc

4 施工测量控制网建立
4.1 建筑物放样程序和规定
4.1.1 建筑物放样程序
放样，又称为测设，它是按照设计和施工规定，将设计好建筑物位置、形状、大小及高程，按照一定精度规定在地面标定出来，以便进行施工。实质是将图纸上建筑物某些轮廓点（特性点）标定于实地上，其工作目与普通测图工作相反，是由图纸到地面过程。
普通，建筑物设计思路是：一方面作出建筑物总体布置，拟定各建筑物位置间互有关系（也就是各建筑物轴线间互有关系），然后环绕重要轴线设计各辅助轴线，再依照辅助轴线设计各项细部位置、形状、尺寸等。
因而，工程建筑物放样工作程序，应当与设计时状况同样，遵循从整体到局部原则，即一方面在现场定出建筑物轴线，然后再定出建筑物各个某些。采用这样一种放样程序，可以免除因建筑物众多而引起放样工作紊乱，并且能严格保持各放样元素之间存在几何关系。例如放样工业建筑物，则一方面放样出厂房主轴线，再拟定机械设备轴线，然后依照机械设备轴线，拟定机械设备安装位置。又如放样民用建筑物，则一方面放样建筑物外廓轴线，再拟定建筑物内部各条轴线，然后依照建筑物内部各轴线拟定房间形状、尺寸等。
4.1.2 建筑物放样规定
工程建筑物重要轴线放样规定，应依照建筑物性质、它与已有建筑物关系及建筑区地形（重要决定工程量大小）和地质（重要决定建筑物稳定）状况来决定。例如扩建建筑场地上建筑物主轴线，要考虑与既有建筑物联系，而大坝主轴线放样，重要考虑地形与地质状况。
主轴线放样，可以依照在建筑区为施工测量专门建立控制网——施工控制网进行。而细部放样普通可依照重要轴线进行，但有时也可以依照施工控制网进行。测量人员应当创造从现场标定轴线进行细部放样条件。这对于保证建筑物几何形状、尺寸及放样工作顺利进行，都具备很大影响。
当施工控制网仅仅用于放样建筑物重要轴线时，对该控制网精度规定并不一定很高。例如，工业场地上主轴线放样精度为2cm，建立厂区施工控制网时，控制网可以满足这样精度规定即可。但是，如果施工控制网除了用于放样主轴线，还用来放样各辅助轴线和细部构造时，则对施工控制网精度规定就大大提高。例如桥梁施工控制网除了用来精密测定桥梁长度外，还要用来放样桥墩位置，保证其上部构造对的连接，因而其精度规定就比较高。
因此，放样工作应当建筑物施工详细状况（精度规定，施工条件等），分别采用区别对待办法，以减少施工施工控制网精度规定，从而便于测量工作进行。
施工控制网建立好后来，就可以依照施工控制网进行轴线放样。但在实际工作中，并不意味着运用施工控制网一次就能将所有建筑物轴线都放样出来，而是根据施工进度和施工需要，依次进行。由于过早放样某些点位，一是由于进度所限，不利于桩位保护，二是施工过程中，设计有也许修改，过早放样某些点位必要重新放样。
综上所述，施工放样程序可以做如下选取：一、依照施工控制网放样建筑物轴线，再依照建筑物轴线进行细部放样；二、依照施工控制网直接放样建筑物轴线和细部。如何选取，视设计、施工等实际状况而定。
需要强调是，放样是整个施工过程中重要构成某些，因而，必要与施工组织筹划相协调，在精度和速度方面满足施工需要。测量人员必要具备高度责任心，做到胆大心细，满足进度，保证质量。
4.2 施工控制网布设
4.2.1 施工控制网特点
勘测阶段所建立测图控制网，其目是为测图服务，控制点选取是依照地形条件和测图比例尺综合考虑。由于建筑设计根据之一是地形图，测图控制网不也许考虑到待设计建筑物总体布置，又由于施工控制网精度取决于工程建设性质，因而测图控制网无论从点位精度方面还是从点位密度方面，都难以满足施工放样规定。为此，为了进行施工放样测量，必要建立施工控制网。
施工控制网布设应当依照建（构）筑物总平面布置和施工区地形条件来考虑。对于地形起伏较大山岭地区和跨越江河地区，普通可以考虑建立三角网或GPS网。对于地形平坦但通视比较困难地区，例如改建、扩建居民区及工业场地，可以考虑布设导线网。对于建筑物比较密集且布置比较规则工业与民用建筑区，也可以将施工控制网布设成规则矩形格网，即建筑方格网。
相对于测图控制网而言，施工控制网普通具备如下特点：
1控制范畴小，控制点密度大，精度规定较高
相对于测图区域而言，施工区域相对较小。对于普通工业与民用建筑场地，许多施工区域面积不大于1km2。但在如此小场地上，各种建筑物分布错综复杂，没有较为密集控制点，就无法胜任施工期间放样工作。
另一方面，建筑物放样，其偏差均有一定限差。如工业厂房主轴线定位精度为2cm，相对于地形测绘而言，这样精度规定是相称高。因而，施工控制网精度规定就比较高。
2施工控制网使用频繁
在施工过程中，控制点往往直接用于放样。对于复杂建（构）筑物，在不同高度层上，往往具备不同形状、不同尺寸和不同附属工程，随着施工层面和浇筑面升高，往往对每一层都要进行放样工作。由此可见，控制点使用是相称频繁。从施工初期到工程竣工，有些控制点甚至用到几十次。这样一来，对于控制点稳定性、长期保存也许性、使用时以便性就提出了比较高规定。工地上常用轴线控制桩、观测墩、混凝土桩等就是基于这一规定建立。
3放样工作容易受施工干扰
在当代建筑工地上，经常采用交叉作业办法，这样会使得不同建筑物施工高度有时相差悬殊，会妨碍到控制点之间互相通视。此外，施工机械遍及场地，人员往来频繁，运送车辆往来穿梭等，都会成为阻碍视线严重障碍。因而，施工控制点位置分布要恰当，密度也应当较大，便于工作时能有所选取。
依照上述特点，施工控制网应当作为整个工程施工设计一某些。布网时，应当充分考虑施工程序、办法及施工场地布置状况等。控制网布置好后来，还要注意桩位保护。如标注在施工设计总平面图上，对施工人员进行宣教等。
4.2.2 施工坐标系与测量坐标系转换
在设计总平面图上，建筑物平面位置常惯用施工坐标系统坐标来表达。所谓施工坐标系，就是以建筑物重要轴线作为坐标轴建立起来局部坐标系统。如工业与民用建筑中往往以重要车间或建筑物轴线作为坐标轴来建立施工坐标系，大桥用桥轴线，曲线隧道用其一条切线。当施工坐标系与测量坐标系（如高斯平面直角坐标系和都市坐标系）发生联系时，应当进行坐标换算，以使坐标系统统一。如图4-1：
设xoy为测量坐标系，AO′B为施工坐标系，施工坐标系坐标原点在测量坐标系中坐标为（xo′,yo′），O′A轴坐标方位角为α，则P点在两个坐标系换算关系为：
xp=xo′+Apcosα-Bpsinα
(4-1)
yp=yo′+Apsinα+Bpcosα
以及
Ap=(y-yo′)sinα+(x-xo′)cosα
(4-2)
Bp=(y-yo′)cosα-(x-xo′)sinα
上式中参数xo′，yo′,α由设计文献给出。

图4-1 测量坐标系与施工坐标系
4.2.3 施工控制网布设方案
施工控制网与测图控制网在投影面选取上是不同样。由于施工放样需要是控制点之间实地距离，因此施工控制网基线长度不需要投影到平均海水面上。例如，工业建设场地上是将施工控制网投影到厂区平均高程面上，桥梁控制网规定化算到桥墩顶面上，也有工程规定将基线投影到精度规定最高平面上，等等。
有些复杂工程往往是各种建筑物、构筑物、公路、铁路、工业设施综合体，各个项目对放样精度规定不同；此外，各项目之间轴线几何联系，相对于其内部各轴线间几何联系，在精度上往往有较大差别。因而，在布置施工控制网时，采用分级布设是比较合理。即一方面布置整个施工区域首级控制网，其作用是放样各个建（构）筑物轴线，然后建立加密二级控制网，其作用是控制各建（构）筑物内部几何关系。需要指出是，由于工程建设特殊规定，二级控制网精度有时要高于首级控制网，例如大坝坝体建设与其内部发电机组安装在精度上是有很大区别，这也是施工控制网一种特点。
4.2.4 高程控制网布设方案
在测图期间建立高程控制网，在点位密度和分布方面往往难以满足放样规定，因而也需要建立专门高程控制网。
在施工期间，规定在建筑物附近不同高度上都必要布置暂时水准点，暂时水准点密度应当保证进行高程放样是只设一种测站就能将高程传递到建筑物上。因而，高程控制网普通也采用分级布设，即一方面布设遍及施工区域基本高程控制网，然后依照不同施工阶段布设加密网。加密点普通为暂时水准点，可以因地制宜，置于凸出岩石上或已经浇筑好混凝土上，但标记要醒目，便于保存和寻找。
需要指出是，平面控制网和高程控制网可以分开单独布设，也可以把平面控制点联测到高程控制网上，作为一种整体来布设，详细采用哪一种形式状况应当视地形起伏和测量难易限度而定。
4.3 施工控制网精度拟定办法
与工程建设勘测阶段不同，在施工阶段，测量工作精度重要体当前相邻点位相对位置上。对于各种不同建筑物，或对于同一建筑物中不同某些，这些精度规定并不一致，并且往往相差非常悬殊。施工控制网精度拟定，应当从保证各种建筑物放样精度规定来考虑。
对的制定工程建筑物放样精度规定，是一项极为重要工作。如果订得过宽，就也许导致质量事故；反之，若订得过严，则给放样工作带来不少困难，从而增长了放样工作量，延长了放样时间，也就无法满足当代化高速度施工需要。
建筑物放样时精度规定是依照建筑物竣工时对于设计心尺寸容许偏差（即建筑限差）来拟定。建筑物竣工时实际误差是由施工误差（涉及构件制造误差、施工安装误差等）和测量放样误差所引起，测量误差只是其中一某些。为了依照验收限差对的地制定建筑物放样精度规定，除了测量知识之外，还必要具备一定工程知识。
由于各种建筑物，或同一建筑物中各不同建筑某些，对放样精度规定是不同。因而，一方面遇到问题是依照哪一种精度规定来考虑控制网精度。在选取时，应当考虑到施工现场条件与施工程序和办法，分析这些建筑物与否必要直接从控制点进行放样。对于某些建筑元素，虽然它们之间相对位置精度规定很高，但在放样时，可以运用它们之间几何联系直接进行，因而在考虑控制网精度时，可以不考虑它们。例如水利工程中闸门主轴线来放样，因此在考虑控制网精度时，就可以不考虑这一精度规定。
在拟定了建筑物放样精度规定后来，就可用它作为起算数据来推算施工控制网必要精度。此时，要依照施工现场状况和放样工作条件来考虑控制网误差与细部放样误差比例关系，以便合理地拟定施工挖掘网精度。
对于桥梁和水利枢纽地区，放样点普通离控制点较远，放样不甚以便，因而放样误差较大。同步考虑到放样工作要及时配合施工，经常在有施工干扰状况下高速度进行，不大也许用增长测量次数办法来提高精度。而在建立施工控制网时，则有足够时间和各种有利条件来提高控制网精度。因而在设计施工控制网时，应使控制点误差所引起放样点位误差，相对于施工放样误差来说，小到可以忽视不计，以便此后放样工作分行有利条件。依照这个原则，对施工控制网精度规定分析如下：
设M为放样后所得点位总误差；
为控制点误差所引起误差；
为放样过程中所产生误差。
则
M=± （4-3）
显然，故，将（4-3）二项式展开为级数，并略去高次项，则有：
（4-4）
若使上式中，亦即控制点误差影响仅占总误差10%，即得：

将上式与（4-4）式联合解算，可求得
（4-5
由以上推导可得，当控制点所引起误差为总误差0.4倍时，则它使放样点位总误差仅增长10%，这一影响事实上可以忽视不计。
由于施工控制网普通分两级布设，第二级网加密方式又各种各样（插点、插网、交会定点等），此外在放样过程中，随着放样办法、放样图形不同，控制点误差所引起影响，也随之变化。因而，在拟定了所需放样点位总误差后，应用（4-5）式来拟定施工控制网精度时，仍须依照详细状况作详细分析。
对于工业场地来说，由于施工控制网点位较密，放样距离较近，操作比较容易，因而放样误差也就比较小。在这种状况就没有必要采用“使控制点误差对放样点位不发生明显影响”原则，而是给控制网误差与细部放样误差以恰当比例，合理地拟定施工控制网精度。1
4.4 施工测量控制网建立
4.4.1 施工控制网概述
建筑施工控制测量重要任务是建立施工控制网。在勘测阶段所建立测图控制网，由于各种建筑物设计位置尚未拟定，无法考虑周全以满足施工测量需要；此外，在建筑物施工之前，普通先需要进行场地平整工作，这样，原场地测图控制点也许遭到破坏，因而，在建筑施工时，普通需要建立专门施工控制网。
道路、工业厂房、民用建筑等大某些是沿着互相平行或互相垂直方向进行布置，因而，对于建筑物比较密集且布置比较规则工业与民用建筑区，施工平面控制网普通布设成规则矩形格网，即建筑方格网，如图4-2中实线格网。在面积不大又不十分复杂建筑场地上，普通采用平行于道路或建筑物重要轴线方式布置一条或几条基线，作为施工测量平面控制，称为建筑基线。下面分别简朴简介。

图4-2 建筑方格网
工程建筑物设计普通采用独立建筑坐标系，即施工坐标系。当施工坐标系与测量坐标系发生联系时，需要进行相应坐标转换。坐标转换见公式4-1、4-2。
4.4.2 建筑方格网
1 建筑方格网布设
(1) 建筑方格网布置和主轴线选取
建筑方格网布置是依照建筑设计总平面图上各建筑物、构筑物、道路及各种管线布设状况，并结合现场地形状况拟定。如图4-3所示，布置时应先选定建筑方格网主轴线M-O-N和C-O-D，然后再布置其他方格网顶点。方格网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。

图4-3 建筑方格网主轴线
布网时，应注意如下几点：
（A）方格网主轴线应布设在厂区中部，并与重要建筑物基本线轴线平行。
（B）方格网折角应严格成90°，水平角测角中误差普通为±5″。
（C）方格网边长普通为100～300m，边长测量相对精度为1/0～1/30000；矩形方格网边长视建筑物大小和分布而定，为了便于使用，边长尽量为50m或它整倍数。方格网有边应保证通视且便于测距和测角，点位标石应能长期保存。
（D）方格网顶点应当埋设在土之坚实、不受施工影响且便于长期保存地方。
（2）拟定主点施工坐标
如图4-4所示，MN、CD为建筑方格网主轴线，它是建筑方格网扩展基本。当场区很大时，主轴线很长，普通只测设其中一段，如图中AOB段，该段上A、O、B点是主轴线定位点，称主点。主点施工坐标普通由设计单位给出，也可在总平面图上用图解法求得一点施工坐标后，再按主轴线长度推算其他主点施工坐标。

图4-4 建筑方格网主点

（3）求算主点测量坐标
由于都市建设需要有统一规划，设计建筑总体位置必要与都市或国家坐标一致，因而，重要轴线定位需要测量控制点来测设，使其符合直线、直角、等距等几何条件。当施工坐标系与都市坐标或国家坐标不一致时，在施工方格网测设之前，应把主点施工坐标换算为测量坐标，以便求算测设数据。见公式4-1、4-2。
2 建筑方格网测设
图4-5 建筑方格网主点测设 图4-6 建筑方格网主点纠正
图4-5中1、2、3点是测量控制点，A、O、B为主轴线主点。一方面将A、O、B三点施工坐标换算成测量坐标，再依照它们坐标反算出测设数据、、和、、，然后按极坐标法分别测设出A、O、B三个主点概略位置，如图所示，以A′、O′、B′表达，并用混凝土桩把主点固定下来。混凝土桩顶部常设立一块10cm×10cm铁板，供调节点位使用。由于主点测设误差影响，致使三个主点普通不在一条直线上，并且点与点之间距离也不等于设计值。因而需在O′点上安顿2″经纬仪，2～3测回精准测量∠A′O′B′角值，并且用鉴定过测距仪器测量O′A′和O′B′距离a和b。与180°之差超过±5″或a，b长度与设计值相差超过±5mm，都应当进行点位调节，各主点应沿AOB垂线方向移动同一改正值，使三主点成始终线。值可按式4-6计算。图4-6中，和角均很小，故

而
（4-6）
移动A′、O′、B′三点之后再测量∠A′O′B′，如果测得成果与180°之差仍超限，应再进行调节，直到误差在容许范畴之内为止。然后计算Δa、Δb，移动至对的位置，得到通过检查调节后一条主轴线。
A、O、B三个主点测设好后，如图4-7所示，将经纬仪安顿在O点，瞄准A点，分别向左、向右转90°，测设出另一主轴线COD，同样用混凝土桩在地上定出其概略位置C′和D′，再精准测出∠AOC′和∠AOD′，分别算出它们与90°之差和。并计算出改正值和
（4-7）
式中L——OC′或OD′间距离。
C、D两点定出后，还应实测改正后∠COD，它与180°之差应在限差范畴内。然后精密丈量出OA、OB、OC、OD距离，在铁板上刻出其点位。

图4-7 互相垂直主轴线纠正示意图
3 建筑方格网详细测设
主轴线测设好后，分别在主轴线端点上安顿经纬仪，均以O点为起始方向，分别向左、向右测设出90°，如图4-8所示，用角度交会法测设出方格网四个顶点E，F，G和H。再用测设相应距离进行校核，并作恰当调节。此后再以基本方格网点为基本，加密方格网中别的各点。

图4-8 建筑方格网详细测设
4.4.3 建筑基线
建筑基线布置也是依照建筑物分布，场地地形和原有控制点状况而选定。
建筑基线应接近重要建筑物，并与其轴线平行，以便采用直角坐标法进行测设，普通可布置如图4-9所示几种形式。(a)为三点直线形，(b)为三点直角形，(c)为三点直角形，(d)为五点十字形。

图49 建筑基线布置形式
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。

图4-10 建筑基线测设
依照建筑物设计坐标和附近已有测量控制点，在图上选定建筑物基线位置，求算测设数据，并在地面上测设出来。如图4-10所示，依照测量控制点1、2，用极坐标法分别测设出A、O、B三个点。然后把经纬仪安顿在O点，观测∠AOB与否等于，其不符合值不应超过±24"。丈量OA、OB两段距离，分别与设计距离相比较，其不符值不应不不大于1/10000，否则，应当进行必要点位调节。
4.4.4 高程控制
在建筑场地上，水准点密度应尽量满足安顿一次仪器即可测设出所需高程点。而测绘地形图时敷设水准点往往是不够，因而，还需增设某些水准点。在普通状况下，建筑方格网点也可兼作高程控制点。只要在方格网点桩面上中心点旁边设立一种突出半球状标志即可。
在普通状况下，采用四等水准测量办法测定各水准点高程，而对持续生产车间或下水管道，则需采用三等水准测量办法测定各水准点高程。
此外，为了测设以便和减少误差，在普通厂房内部或附近应专门设立±0．000水准点。但需注意设计中各建、构筑物±0．000高程不一定相等，应严格加以区别。
4.4.5 厂房控制网建立
工业场地上施工测量内容，按其进行工作程序来说，它涉及建立施工控制网，放样各工序施工中心线与高程，阶段性竣工测量（涉及阶段性验收与测出竣工中心线和必要高程点，作为下一阶段施工放样根据），各项工程竣工测量（测出其核心部位实际坐标和高程，关于尺寸，垂直度以及水平度等，以鉴定它们与否符合设计或规范规定），编绘竣工总平面，以及对于某些指定工程进行变形观测等。按其服务对象来说，它涉及土方工程施工测量，基本工程施工测量，构造安装测量，机械设备安装测量，以及管线工程和铁路修筑中放样与测量等。由此看来，工业场地上施工测量，工程相称多，任务相称大，因此需要专业测量队伍来进行这项工作。
工业场地上施工控制网，普通分两级布设。一方面是布满整个场地控制网，普通称为厂区控制网，其平均边长约为200m。为了进行厂房（或重要生产设备）细部放样，按照国内实践经验，还要依照由厂区控制网所定出厂房主轴线，建立厂房控制网，由于它普通都是矩形，因此也叫矩形控制网。关于它建立办法，不再赘述。
厂区控制网重要作用，重要用于放样厂房轴线以及各生产车间之间连系设备，例如皮带运送机、管道和铁路等。厂房轴线放样误差，会影响到它们间隔，由于这种间隔较大，因此这方面精度规定不是很高。而联系设备则布满整个工业场地，并且各处同步施工，如果放样误差较大，则将影响连接，而不能保证工程质量。因此咱们可依照建筑限关规定，保证联系设备连接质量。
厂区控制网依照建筑场地地形状况和建筑物布置状况，可以采用不同形式。地势平坦、建筑物密集且布置规则，可以采用建筑方格网；地势平坦，但建筑物布置不规则可以采用导线网；地势起伏较大，可以采用三角网。
由于厂区控制网控制点分布较稀，用以放样建筑物细部位置是远远不够，因而对于每一种车间厂房还需要建立厂房控制网。由于普通厂房都是矩形（有有些不规则凸出或凹入，但基本形状是如此），因而厂房控制网都是布设成矩形，因此也称为矩形控制网。它是厂房施工基本控制，厂房骨架及其内部重要设备关系尺寸，都是依照它放样到实地上去。
厂房控制网惯用建立办法，有下列两种：
第一种办法是先依照厂区控制网定出它一条边作为基线，例如图4-11中—，再在基线两端测设直角，设立矩形两条矩边，并沿着各边丈量距离，埋设距离指标桩。这种布设形式比较简朴，测设以便。但由于别的三边系由基线推出，误差集中在最后一条边—上，因而这条边上精度就比较差，这是它缺陷。此种形式矩形控制网只合用于普通中小型厂房。
第二种办法是参照建筑方格网测设（4.4.2），先依照厂区控制网定出矩形控制网主轴线。然后依照主轴线，在厂房柱基挖土范畴以外，测设出矩形网四条边而形成一种控制网。这样布网办法灵活性大，标桩容易选取适当位置，矩形四条边都是依照主轴线测设，其误差分布比较均匀。缺陷是测设工序较多，比较费时，它普通合用于为大型车间建立控制网。

图4-11 厂房控制网建立
矩形网主轴线，原则上应与厂房主轴线或重要设备基本轴线一致，但是还应考虑现场地形条件和施工状况。在设计时，如轴线长度超过400m，其定位点数目普通不得少于三个。按理论上来说，本来筹划在一条直线上点在实地上也应是一条直线，因此初步放样定出点还必要进行调节，使其在一条直线上。其办法是在轴线交点上测定交角（测角中误差不应超过），若交角不为180°则应按下列公式计算点位改正值δ，以便进行点位改正。

式中符号意义如图4-12所示。

图4-12 厂房长轴线调节
改正后必要用同样办法进行检查，其成果与180°之差不应超过，否则应再进行改正。
短轴线调节，依照调节后长轴线进行，其办法与规定和上述相似，但是这时观测直角，调节时只改正短轴线端点。其改正数d计算公式为

式中符号如图4-13所示。

图4-13 厂房短轴线调节
矩形网图形应参阅关于设计和施工图纸来进行设计。它们应布置在厂房柱子基本深度1.5倍以外空地上（太远了放样不便），要注意避开地下管网、道路和为施工服务暂时设施。只有这样，桩才不易被施工所破坏。
图4-14 标桩构造图
主轴线定出后，即可按所设计矩形网图纸，初步放样各距离指标桩位置。距离指标桩间距普通是等于厂房柱子间距倍数，这样就使它们与柱子中心线相合，既可减少桩点，又减少了使用时计算工作。
设立距离指标桩时，先依照所设计
位置进行初步定位，埋设顶部带有金属标
板混凝土标桩。标桩形式见图4-14，
其中桩上半球形圆球，可以作为暂时水准
点用。标桩埋设稳定后来，即可按规定
精度对它们进行距离丈量。距离丈量精
度规定，对于不同厂房来说，介于1/10000
～1/30000。