建筑施工测量-测量学.doc

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1、建筑施工测量 测量学建筑施工测量10.1.1 施工测量概述： 各种工程在施工阶段所进行的测量工作。施工测量贯穿于施工的全过程。一般情况下，施工测量的精度比测绘地形图的精度要高。10.1.2 施工坐标系与测量坐标系的坐标换算：如图10.1，设XOY为测量坐标系，XOY为施工坐标系，x0 、y0为施工坐标系的原点O在测量坐标系中的坐标，为施工坐标系的纵轴OX在测量坐标系中的方位角。设已知P点的施工坐标为( xp, yp)，可按下式将其换算为测量坐标( xp, yp )：xp = x0 + xpcos- ypsinyp= y0 + xpsin+ ypcos如已知P点的测量坐标( xp,yp),则可将

2、其换算为施工坐标( xp, yp)：xp= ( xp - x0) cos+ ( yp - y0 ) sinyp= - ( xp - x0 ) sin+ ( yp - y0) cos10.2.1 施工控制测量概述： 施工测量也必须遵循“先控制后碎部”的原则。根据施工测量的特殊情况，施工控制网一般布置成建筑方格网或建筑基线的形式。建筑场地的高程控制采用水准测量的方法。10.2.2 建筑基线：建筑基线应临近建筑物并与其主要轴线平行，以便使用比较简单的直角坐标法来进行建筑物的放样。通常建筑基线可布置成三点直线形、三点直角形、四点丁字形和五点十字形。建筑基线主点间应相互通视、边长为100400m，点位应

3、便于保存。10.2.3建筑方格网：建筑方格网的设计应根据建筑物设计总平面图上的建筑物和各种管线的布设，并结合现场的地形情况而定。设计时先定方格网的主轴线，后设计其他方格点。格网可设计成正方形或矩形。并且应注意：方格网的主轴线应布设在整个场区中部，并与拟建主要建筑物的基本轴线相平行；方格网的转折角应严格成90；方格网的边长一般为100200m，边长的相对精度一般为 110000120000；方格网的边应保证通视，点位标石应埋设牢固，以便能长期保存。建筑方格网主轴线的测设是根据测图控制点来测设的。在主轴线测定后，随后进行方格网的详细测设。10.3 多层民用建筑施工测量10.3.1 主轴线测量： 建

4、筑物主轴线是多层建筑物细部位置放样的依据，施工前，应先在建筑场地上测设出建筑物的主轴线。根据建筑物的布置情况和施工场地实际条件，建筑物主轴线可布置成三点直线形、三点直角形、四点丁字形、五点十字形。 （一）根据建筑红线测设主轴线：在城市建设中，新建建筑物均由规划部门给设计或施工单位规定建筑物的边界位置。限制建筑物边界位置的线称为建筑红线。建筑红线一般与道路中心线相平行。、三点设为地面上测设的场地边界点，其连线-、-称为建筑红线。建筑物的主轴线AO、OB就是根据建筑红线来测定的，由于建筑物主轴线和建筑红线平行或垂直，所以用直角坐标法来测设主轴线就比较方便。当A、O、B三点在地面上标出后，应在O点架

5、设经纬仪，检查AOB是否等于90。OA、OB的长度也要进行实量检验，如误差在容许范围内，即可作合理的调整。（二）根据现有建筑物测设主轴线：在现有建筑群内新建或扩建时，设计图上通常给出拟建的建筑物与原有建筑物或道路中心线的位置关系数据，建筑物主轴线就可根据给定的数据在现场测设。 所表示的是几种常见的情况，画有斜线的为现有建筑物，未画斜线的为拟建的多层建筑物。图10.8a中拟建的多层建筑物轴线AB在现有建筑物轴线MN的延长线上。测设直线AB的方法如下：先作MN的垂线MM及NN，并使MM= NN，然后在M处架设经纬仪作MN的延长线AB（使NA=d1），再在A、B处架设经纬仪作垂线可得A、B两点，其连

6、线AB，即为所要确定的直线。一般也可以用线绳紧贴MN进行穿线，在线绳的延长线上定出AB直线。图10.8b是按上法，定出O点后转90，根据有关数据定出AB直线。 图10.8c中，拟建的多层建筑物平行于原有的道路中心线，测法是：先定出道路中心线位置，然后用经纬仪测设垂线和量距，定出拟建建筑物的主轴线。（三）根据建筑方格网测设主轴线： 在施工现场有建筑方格网控制时，可根据建筑物各角点的坐标利用第九章介绍的直角坐标法来测设主轴线。10.3.2 定位测量：（一）房屋基础放线： 在建筑物主轴线的测设工作完成之后，应立即将主轴线的交点用木桩标定于地面上，并在桩顶上钉小钉作为标志，再根据建筑物平面图，将其内部

7、开间的所有轴线都一一测出。然后检查房屋各轴线之间的距离，其误差不得超过轴线长度的1/2000。最后根据中心轴线，用石灰在地面上撒出基槽开挖边线，以便开挖。（二）龙门板的设置： 施工开槽时，轴线桩要被挖掉。为了方便施工，在一般多层建筑物施工中，常在基槽外一定距离（至少1.5m）外钉设龙门板。钉设龙门板的步骤为：先钉设龙门桩，再根据建筑场地水准点，在每个龙门桩上测设0高程线。然后沿龙门桩上测设的0高程线钉设龙门板，龙门板高程的测定容许误差为5mm。最后根据轴线桩，用经纬仪将墙、柱的轴线投到龙门板顶面上，并钉小钉标明，所钉之小钉称为轴线钉。投点容许误差为5mm。在轴线钉之间拉紧钢丝，可吊垂球随时恢复

8、轴线桩点。（三）轴线控制桩 (引桩)的测设：龙门板由于在挖槽施工时不易保存，目前已很少采用。现在多采用在基槽外各轴线的延长线上测设轴线控制桩的方法(见图10.9a)。10.3.3 基础施工测量：（一）基槽抄平：建筑施工中的水准测量和高程测设，简称为抄平。（二）垫层中线投测与高程控制： 垫层打好以后，根据轴线控制桩或龙门板上的轴线钉，用经纬仪把轴线投测到垫层上，然后在垫层上用墨线弹出墙中心线和基础边线，以便砌筑基础。（三）防潮层抄平与轴线投测： 当基础墙砌筑到0高程下一层砖时，应用水准仪测设防潮层的高程，其测量容许误差为5mm。防潮层做好后，根据轴线控制桩或龙门板上的轴线钉进行投点，其投点容许误

9、差为mm。然后将墙轴线和墙边线用墨线弹到防潮层面上，并把这些线延伸并画到基础墙的立面上。（四）墙身皮数杆的设置： 墙身皮数杆一般立在建筑物的拐角和隔墙处，作为砌墙时掌握高程和砖行水平的主要依据。为了便于施工，采用里脚手架时，皮数杆立在墙外边；采用外脚手架时，皮数杆应立在墙里边。立皮数杆时，先在立杆处打一木桩，用水准仪在木桩上测设出0高程位置。其测量容许误差为3mm。然后，把皮数杆上的0线与木桩上0线对齐，并用钉钉牢。为了保证皮数杆稳定，可在皮数杆上加钉两根斜撑，前后要用水准仪进行检查。10.3.4主体施工测量：（一）轴线投测： 在多层建筑墙身砌筑过程中，为了保证建筑物轴线位置正确，可用经纬仪把

10、轴线投测到各层楼板边缘或柱顶上。每层楼板中心线应测设长线(列线) 12条，短线(行线)23条，其投点容许误差为5mm。然后根据由下层投测上来的轴线，在楼板上分间弹线。如图10.12。（二）高程传递：1、 利用皮数杆传递高程：2、 利用钢尺直接丈量：3、 吊钢尺法：在楼梯间吊上钢尺（钢尺零点朝下），用水准仪读数，把下层高程传到上层。如图10.13。4、 普通水准测量法：使用水准仪和水准尺，按普通水准测量方法沿楼梯间可将高程传递到各层楼面。10.4 工业厂房施工测量10.4.1工业厂房控制网的测设： 工业厂房控制网依据建筑方格网，采用直角坐标法进行定位的方法。（如图10.14）1、2、3、4四点是

11、厂房的房角点，从设计图纸上可知其坐标。在设计图上布置厂房矩形控制网的四个角点P、Q、R、S，此四点称为厂房控制点。根据已知数据可计算出P、Q、R、S与邻近的建筑方格网点之间的关系，再利用经纬仪和钢尺（或测距仪）测设出厂房矩形控制网P、Q、R、S四点，并用大木桩标定之。最后，检查四边形PQRS的四个内角是否等于90，四条边长是否等于其设计长度。对一般厂房来说，角度误差不应超过10、边长误差不得超过1/10000。10.4.2工业厂房柱列轴线的测设： 厂房柱列轴线的测设工作是在厂房控制网的基础上进行的。(如图10.15)，P、Q、R、S是厂房矩形控制网的四个控制点，(A)、(B)、(C)和、等轴线

12、均为柱列轴线，其中定位轴线(B)轴和轴为主轴线。柱列轴线的测设可根据柱间距和跨间距用钢尺沿矩形网四边量出各轴线控制桩的位置，并打入大木桩，钉上小钉，作为测设基坑和施工安装的依据。10.4.3工业厂房柱基施工测量：（一）柱基的测设： 柱基测设就是根据基础平面图和基础大样图的有关尺寸，把基坑开挖的边线用白灰标示出来以便开挖。为此安置两架经纬仪在相应的轴线控制桩(如图10.15中的(A)、(B)、(C)和、等点)上交出各柱基的位置(即定位轴线的交点)。（二）基坑的高程测设： 当基坑挖到一定深度时，应在坑壁四周离坑底设计高程0.30.5m处设置几个水平桩，参看图10.10，作为基坑修坡和清底的高程依据

13、。此外还应在基坑内测设出垫层的高程，即在坑底设置小木桩，使桩顶面恰好等于垫层的设计高程。（三）基础模板的定位： 打好垫层以后，根据坑边定位小木桩，用拉线的方法，吊垂球把柱基定位线投到垫层上，用墨斗弹出墨线，用红漆画出标记，作为柱基立模板和布置基础钢筋网的依据。立模时，将模板底线对准垫层上的定位线，并用垂球检查模板是否竖直。最后将柱基顶面设计高程测设在模板内壁。拆模后，用经纬仪根据控制桩在杯口面上定出柱中心线（如图10.16），再用水准仪在杯口内壁定出标高线，并画上“”标志，以此线控制杯底标高。10.4.4 工业厂房构件的安装测量：（一）厂房柱子安装测量： 柱子安装的要求是保证其平面和高程位置符

14、合设计要求，柱身垂直。预制的钢筋混凝土柱子插入杯形基础的杯口后，应使柱子三面的中心线与杯口中心线对齐吻合，用木楔或钢楔作临时固定，如有偏差可用锤敲打楔子拨正，其容许偏差为5mm。然后用两台经纬仪安置在距离约1.5倍柱高的纵、横两条轴线附近，同时进行柱身的竖直校正(图10.17)。（二）吊车梁的安装测量：1、吊车梁安装时的高程测量：吊车梁顶面即柱子牛腿面的标高应符合设计要求。用水准仪根据水准点检查柱子上所画0标志的高程，其误差不得超过5mm。2、吊车梁安装时的中线测量：根据厂房控制网的控制桩或杯口柱列中心线，按设计数据在地面上定出吊车梁中心线的两端点(图10.18中A、A、B和B)，打大木桩标志

15、。然后用经纬仪将吊车梁中心线投测到每个柱子的牛腿面边上，并弹以墨线，投点容许误差为3mm。3、吊车轨道安装测量：在吊车梁上测设轨道中心线：当吊车梁安装以后，再用经纬仪从地面把吊车梁中心线(亦即吊车轨道中心线)投到吊车梁顶上。吊车轨道安装时的高程测量：在轨道安装前，要用水准仪检查梁顶的高程。每隔3m在放置轨道垫块处测一点，以测得结果与设计数据之差作为加垫块或抹灰的依据。吊车轨道检查测量：轨道安装完毕后，应全面进行一次轨道中心线、跨距及轨道高程的检查，以保证能安全架设和使用吊车。10.5 高层建筑施工测量10.5.1 高层建筑施工概述： 高层建筑物由于建筑层数多、高度高、结构竖向偏差及受力情况等直

16、接影响工程质量。对施工测量的精度要求很高。高层建筑施工的有关精度要求如下：(1) 高层建筑物的平面控制网和主轴线，应根据复核后的红线桩或坐标点准确地测量。(2) 测量竖向垂直度时，每隔35条轴线选取一条竖向控制轴线。各层均应由初始控制线向上投测。层间垂直度测量偏差不应超过3mm。高层建筑物全高垂直度测量偏差不应超过3H/10000，（H为建筑物总高度），且不应大于：30mH60m时，10mm；60mH90m时，15mm；90mH时，20mm。(3) 建筑物的高程控制网应根据复核后的水准点或已知高程点引测，引测高程可用附合测法或往返测法，闭合差不应超过mm（n为测站数）或 mm（L为测线长度，以

17、km为单位）。(4) 建筑物楼层高程由首层0.000高程控制。当建筑物高度超过30m或50m时，应另设高程控制线。层间测量偏差不应超过3mm，建筑物总高测量偏差不应超过3H/10000，（H为建筑物总高度），且不应超过：30mH60m时，10mm； 60mH90m时，15mm；90mH时，20mm。(5)几种常见框架施工限差见表10.1到表10.4：10.5.2 桩位放样及基坑标定：(1)桩位放样：高层建筑常用桩基，且对桩位的要求较高。定桩位时必须按照建筑施工控制网，定出控制轴线，一一定出桩位。(2)建筑物基坑标定：高层建筑的基坑较深。基坑轮廓线的标定常用投影交会法、主轴线法和极坐标法。10.

18、5.3轴线的竖向投测：高层建筑物施工测量的主要问题是控制垂直度。常用的方法有外控法、内控法、吊线坠法和激光铅垂仪法。10.5.4高程传递：利用皮数杆传递高程、利用钢尺直接丈量、吊钢尺法（利用水准仪观测上下传递高程）、和普通水准测量法等。10.6 管道施工测量 10.6.1 管道中线测量： 管道中线测量的任务是将设计的管道中心线的位置在地面上测设出来，其内容包括：管道主点测设，线路转折角测量，里程桩和加桩的标定等。10.6.2 纵横断面测量： 纵断面测量的目的是根据管线附近敷设的水准点，用水准仪测出中线上各里程桩和加桩处的地面高程，并绘制断面图。纵断面图表示沿管道中心线地面的高低起伏和坡度陡缓情

19、况，是作为设计管道埋深、坡度和计算土方量的主要依据。为了保证管道全线的高程测量精度，应先沿线布设足够的水准点。纵断面测量按水准点的分布情况分段按普通水准测量要求施测。10.6.3 管道施工测量：（一）开槽管道施工测量：1、准备工作：主要包括检核中线、测设施工控制桩、加密水准点和槽口放线等工作。2、施工测量：管道施工测量的主要工作是控制中线和高程。具体工作是：埋设坡度板、测设中线钉、测设坡度钉等。（二）顶管施工测量 ： 先挖好顶管工作坑，然后根据地面管道的中线控制桩，用经纬仪将顶管中线桩分别引测到坑壁的前后，并打入木桩和铁钉，以标定中线的位置。同样高程测量时先在工作坑内设置临时水准点BM，将水准

20、仪安置在坑内，后视临时水准点BM，前视立于管内待测点的短标尺，即可测得管底各点高程。10.6.4 管道竣工测量： 管道工程竣工后，要及时整理并编绘竣工资料和竣工图，竣工图可反映管道施工成果及其质量，同时也是管道建成后进行管理、维修和改建时不可缺少的资料，是城市规划设计的必要依据。管道竣工测量包括管道竣工带状平面图和管道竣工断面图的测绘。10.7 建筑物的变形观测 10.7.1 沉降观测： （一）水准点和沉降点的设置： 建筑物沉降观测的水准点一定要有足够的稳定性，同时为了保证水准点高程的正确性和便于相互检核，水准点一般不得少于三个，并选择其中一个最稳定的点作为水准基点。进行沉降观测的建筑物、构筑

21、物上应埋设沉降观测点。（二）沉降观测的一般规定： 沉降观测由于其特殊性，对观测周期、观测方法、观测仪器和观测工作都有一定的要求。（三）沉降观测的成果整理： 每次观测结束后，应检查记录中的数据和计算是否准确，精度是否合格，然后把各次观测点的高程，列入成果表中，并计算两次观测之间的沉降量和累计沉降量，同时也要注明观测日期和荷载情况，为了更清楚地表示沉降、荷重、时间三者的关系，还要画出各观测点的沉降、荷重、时间关系曲线图，如图10.28所示。（四）沉降观测中常遇到的问题及其处理： 在数据处理时常会遇到曲线在首次观测后即发生回升现象、曲线在中间某点突然回升、曲线自某点起渐渐回升、曲线的波浪起伏现象。对这些问题要仔细分析作出判断。10.7.2 位移观测： 位移观测的目的是为了确定建筑物（基础以上部分）在平面上随时间而移动的大小及方向。位移观测首先要在建筑物旁埋设测量控制点，再在建筑物上设置位移观测点。常用角度前方交会法和基准线法进行观测。10.7.3倾斜观测： 建筑物产生倾斜的原因主要有：地基承载力不均匀；建筑物体型复杂(有部分高重、部分低轻)，形成不同荷载；施工未达到设计要求，承载力不够；受外力作用结果。建筑物倾斜观测是用水准仪、经纬仪或其他专用仪器来测量建筑物的倾斜度。10.7.4 裂缝观测： 建筑物发现裂缝，除了要增加沉降观测的次数外，应立即进行裂缝变化的观测。