第10章土木施工测量.ppt

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1、第10章 土木施工测量,10-1 测设的基本工作10-2 建筑场地的施工控制测量10-3 民用建筑场地的施工测量10-4 工业建筑施工测量10-6 建筑物的变形观测10-7 竣工测量,施工测量的主要内容,1、施工测量 在施工阶段进行的测量工作。2、主要任务 将图纸上设计建筑物的平面位置和高程，按设计与施工要求，以一定的精度标定到实地，作为施工的依据。并在施工过程中进行一系列的测量工作。,3、主要内容：（）建立施工控制网；（）依据设计图纸要求进行建（构）筑物的放样；,（）每道施工工序完成后，通过测 量检查各部位的平面位置和高程 是否符合设计要求；（）随着施工的进展，对一些大 型、高层或特殊建（构

2、）物进行 变形观测。,施工测量的特点与要求,、施工测量虽与地形测量相反，但它 同样遵循“从整体到局部，先控制 后细部”的原则；、施工测量精度取决于建筑物的用 途、大小、性质、材料、结构形式 和施工方法；、施工测量是工程建设的一部分，必须做好一系列准备工作；,、施工测量的质量将直接影响工程建设 的质量，故施工测量应建立健全检 查制度；、施工现场交通频繁，地面震动大；各 种测量标志应埋设稳固，一旦被毁，应及时恢复。、施工现场工种多，交叉作业，干扰 大，易发生差错和安全事故,一、测设已知水平距离,从地面上一个已知点开始，沿已知方向，量出给定的水平距离，定出该段距离的另一端的工作（一）钢尺测设法,、一

3、般测设方法,测设的基本工作：,距离测设,高程测设,角度测设,10-1 测设的基本工作,步骤：）利用一般方法，测设出已知水平距离，定出终点；）利用水准仪测得起终点之间的高差；）利用下式计算出实地应测设的距离；（d+t+h)d：尺长改正数 t：温度改正数 h：高差改正数）利用经纬仪定向，使用检定过的钢尺，根据 计算出，实地标定出已知水平距离。,、精确测设方法,（二）光电测距仪测设法,1、一般测设方法,二、测设已知水平角,、精确测设方法,盘左盘右取中,在一般测设的基础上进行垂线改正。,当测设水平角精度要求较高时,采用精确方法 精确测设水平角的步骤:1）用一般方法测设水平角；2）精测BAC，观测结果为

4、；3）计算观测角 与待测设水平角之差，进而计 算出改正数CC1；CC1ACtanAC）根据CC1，现场将C改正至C1。,三、测设已知高程,1、地面上点的高程测设,A为已知水准点，高程为；点的设计高程为设，则：水准仪视线高：iaB点尺上的应读数为：b应=i-设,A,B,2、高程传递,点水准尺上的应读数：d=HA+a-(b-c)-H设,水准仪的前视读数应为：b=HB-(HA+a),3、测设水平面,视线高：ia各木桩顶尺上的读数均为：b应=i-设,1、直角坐标法,（1）计算测设数据,四、点平面位置测设方法,（2）实地测设点位 1)O点安置仪器，后视，按距离测设法放 样a，b；2)a点安置仪器，后视并

5、置零，盘左盘右 取中法拨角90后，放样距离a4定出4点，再向前定出1点；3）同理，放样出3和2点；4）检查12和34之间的距离是否与设计相符。一般规定：相对误差不应超1/20001/5000，在高层和工业厂房放样中精度要求更高。,2、极坐标法,（1）计算测设数据：A、B为已知点，计算、dAP。,A（XA,YA),B（XB,YB),P（XP,YP),（2）实地放样：A点安置仪器，瞄准B点，水平度盘归零；顺时针转动角，在此方向上量距dAP，即定出P点。,3、角度交会法,适用于待放样点距控制点较远或不便量距的情况。,所需放样数据：两个或多个已知角度。“示误三角形”的最大边长要符合限差要求“交会角”宜

6、在30-150之间。,4、距离交会法,该法适用于施工场地平坦，量距方便且控制点距待放样点不超过一尺段的情况。所需放样数据：两段或两段以上已知距离。,五、已知坡度直线的测设 实际上是每隔一定距离测设一个符合设计高程的位置桩,使之构成已知坡度。,如下图:已知A点高程为HA,设计坡度为i(上坡为正,下坡为负),则B点的高程为:HB=HA+iDAB,测设步骤:1、先根据附近水准点,将设计坡度线的两端A、B的设计高程HA，HB测设于地面上，并打入木桩；,适用范围:道路、管道、地下工程、场地平整 等工程施工中。,所用仪器:水准仪(或经纬仪),2、将水准仪置于A并量仪器高i,安置时使一个 脚螺旋在AB方向上

7、,另两个脚螺旋的连线大 致垂直于AB方向线;3、瞄准B点上的水准尺,调节脚螺旋,使视线在 B标尺上的读数等于仪器高i,此时水准仪的 倾斜视线与设计坡度线平行;4、在A B之间按一定的间距打桩,当各桩点上 水准尺读数都为仪器高i时,则各桩顶连线就 是所需测设的设计坡度。,各桩处填挖高度的确定:若各桩顶的标尺实际读数为bi,则该桩处的填挖高度为:填挖高度=i-bii=b，不挖不填；ib，挖；ib，填。,施工控制测量的目的：保证施工测量的精度；保证各个建筑物的平面位置和高程位置；符合设计要求。施工控制测量的原则：从整体到局部，先控制后碎部一、施工控制网的特点控制点的密度大，精度要求较高，使用频繁，受

8、施工的干扰多。局部控制网的精度往往比整体控制网的精度高。二、施工控制网的建立1、施工平面控制网的形式：三角网、导线网、建筑基线、建筑方格网,10-2 建筑场地的施工控制测量,2、建筑基线建筑基线设计原则：基线平行或垂直主要建筑物轴线；主点间相互通视，边长100M400M；主点尽量靠近建筑物；基线测设精度应满足施工放样要求；基线点不少于3个。基线形式：,（2）建筑基线的测设1）根据建筑红线测设 测设：建筑基线OA,OB应与建筑红线1-2,2-3垂直 或平行，平行推移法测设。检查：AOB90之不符值不超过24”；OA,OB距离与设计长度的不符值 不应大于1/10000。,2）根据已有的测量控制点测

9、设 测设：极坐标法 计算测设数据：据C,P,D及7，8，9的坐标反算。测设主点：分别在控制点7，8，9支仪器，极坐标法测设主点。,C,7,d3,P,D,D,8,9,d1,d2,1,2,3,检查：三个定位点的直线性检测 CPD即与 180之差不大于24，否则调整调整三个定位点的位置 ab/a+b（902）1/当ab时a/2（902）1/调整三个定位点间的距离,（,C,P,D,P,C,D,a,b,C,P与P,D间距离与设计长度之差的相对误差大于1/10000时需调整，调整时以P点为准，按设计长度调整C,D两点。,3、建筑方格网1)施工坐标系统,B,设计和施工部门，为了工作上的方便，常采用一种独立坐

10、标系，称为施工坐标系或建筑坐标系。如图所示，通常A表示纵轴B表示横轴。A、B分别平行厂区主要建筑物轴线。原点O设在厂区的西南角。,A,建筑物,建筑物,建筑物,建筑物,O,测量坐标系统国家测量坐标系与施工场地地形图坐标系的关系。,坐标换算 转换参数：O点的测量坐标 XO、YO 及OA的 坐标方位角。,Y,1、P点的施工坐标转换成测量坐标,2、P点的测量坐标转换成施工坐标,主轴线设计原则：主轴线尽量选在场地中部，方向与主要建筑物基本轴线平行；纵横主轴线严格正交成900；主轴线长度以能控制整个建筑场地为易；主轴线的定位点称为主点，一条主轴线不能少于3个主点；主轴线的长度一般取300m500m，应通视

11、良好，便于施测。,方格网线设计原则：方格网线与相应的主轴线正交且网线交点通视；正方形格网线边长多取100m-200m，矩形格网边长尽可能取50m或其倍数。,M,N,C,D,A,O,B,2)建筑方格网的布设,建筑方格网的测设主轴线放样：M、O、N点放样方法同 建筑基线，MON与180之差应在 10之内；O点安置经纬仪放样主点C、D；精确测出MOC和MOD，算出与90之差1和 2，调整值L1和 L2，计算式：L L/,C,D,A,O,N,B,M,M,方格网点的放样：主轴线测设好后，分别在端点M,N,D,C 安置仪器，O点为后视向左右精确放样90，形成“田”字形方格网点。然后进行角度和边 长的校核。

12、,A,D,B,N,M,C,O,三、施工场地的高程控制测量 施工场地的高程控制测量就是在整个厂区建立可靠的水准点，形成与国家高程控制系统相联系的水准网。水准网的形式：单一水准路线、水准网。水准网的等级：三等、四等、等外 水准点的密度：视厂区情况而定，尽可能满足安置一 次仪器即可测出所需的高程点。等级水准测量，应严格按国家规范进行。,一、民用建筑的施工测量,（1）准备工作 施工测量应建立健全测量组织、操作规程和检查制度。在施工测量之前，应先做好下列工作：1）熟悉图纸，仔细核对设计图纸，检查总尺寸和分尺寸是否一致，总平面图和大样详图尺寸是否一致，不符之处应及时向设计单位提出，进行修正。2）实地踏勘施

13、工现场，根据实际情况编制测设详图，计算测设数据。3）数据准备。4）检验和校正施工测量所用的仪器和工具。,10-3 民用建筑场地的施工测量,（2）房屋基础轴线测设,（3）施工控制桩和龙门板的测设由于基槽开挖会破坏轴线桩，因此，基槽开挖前，应将轴线引测到基槽边线以外的位置。引测轴线的方法有设置施工控制桩和龙门板。1)测设施工控制桩施工控制桩一般设置在基槽边线外23m的地方，如图所示。如是多层建筑，为了便于向上引点，应设置在较远的地方。如果可能，最好将轴线引测到固定建筑物上。为了保证控制桩的精度，控制桩应与中心桩一起测设。最后，在轴线桩之间拉线，用白灰在地面上撒出基槽开挖边线。,2)测设龙门板对一般

14、民用建筑，为了施工方便，可在基槽边线外一定距离处钉设龙门板(见上图)。钉设龙门板的步骤和要求如下：在建筑物四角和隔墙两端基槽开挖边线以外的11.5m处(具体根据土质情况和挖槽深度确定)钉设龙门桩，龙门桩要钉得竖直、牢固，其侧面应平行于基槽；根据建筑场地的水准点，用水准测量的方法在龙门桩上测设出建筑物的0.000标高线，其误差应不超过5mm。将龙门板钉在龙门桩上，使龙门板顶面对齐龙门桩上的0.000标高线。分别在轴线桩上安置经纬仪，将墙、柱轴线投测到龙门板顶面上，并钉上小钉作为标志。投点误差应不超过5mm。用钢尺沿龙门板顶面检查轴线钉的间距，应符合要求。以龙门板上的轴线钉为准，将墙宽线划在龙门板

15、上。采用挖掘机开挖基槽时，为了不妨碍挖掘机工作，一般只测设控制桩，不设置龙门桩和龙门板。,（4）基础施工测量,一般将基础分为墙基础和柱基础。基础施工测量的主要内容是放样基槽开挖边线、控制基础的开挖深度，测设垫层的施工高程和放样基础模板的位置槽口1/2开挖宽度d=B+mh高程控制见图片12,（5）楼层轴线投设垂球法经纬仪法（P210图10-3-10）（6）楼层高程传递水准仪+钢尺（见图片13）,二、高层建筑的施工测量（1）基础及基础定位轴线测设（精度高，同工业厂房）（2）垂直度观测,激光垂准仪投测法 激光垂准仪的原理与构造图为苏州一光仪器有限公司生产的DZJ2型激光垂准仪(laser plumm

16、et apparatus)。,它是在光学垂准系统的基础上添加了半导体激光器，可以分别给出上下同轴的两根激光铅垂线，并与望远镜视准轴同心、同轴、同焦。当望远镜照准目标时，在目标处就会出现一个红色光斑，并可以从目镜6观察到；另一个激光器通过下对点系统将激光束发射出来，利用激光束照射到地面的光斑进行对中操作。,仪器的操作非常简单，在测站点上架好三脚架，将激光垂准仪安装到三脚架头上，按图中的11键打开电源；按“对点/垂准”激光切换开关12，使仪器向下发射激光，转动激光光斑调焦螺旋5，使激光光斑聚焦于地面上一点，进行常规的对中整平操作安置好仪器；按“对点/垂准”激光切换开关，使仪器通过望远镜向上发射激光

17、，转动激光光斑调焦螺旋，使激光光斑聚焦于目标面上的一点。仪器配有一个网格激光靶，将其放置在目标面上，可以使靶心精确地对准激光光斑，从而方便地将投测轴线点标定在目标面上。DZJ2型激光垂准仪是利用圆水准器13和管水准器9来整平仪器，激光的有效射程白天为120m，夜间为250m，距离仪器望远镜80米处的激光光斑直径5mm，其向上投测一测回垂直测量标准偏差为1/4.5万，等价于激光铅垂精度为5。仪器使用两节5号碱性电池供电，发射的激光波长为0.65m，功率为0.1mw。,激光垂准仪投测轴线点如图所示，先根据建筑物的轴线分布和结构情况设计好投测点位，投测点位距离最近轴线的距离一般为0.50.8m。基础

18、施工完成后，将设计投测点位准确地测设到地坪层上，,以后每层楼板施工时，都应在投测点位处预留30cm30cm的垂准孔，见图所示。将激光垂准仪安置在首层投测点位上，打开电源，在投测楼层的垂准孔上，就可以看见一束可见激光；用压铁拉两根细麻线，使其交点与激光束重合，在垂准孔旁的楼板面上弹出墨线标记。以后要使用投测点时，仍然用压铁拉两根细麻线恢复其中心位置。也可以使用专用的激光接收靶。移动接收靶，使靶心与激光光斑重合，拉线将投测上来的点位标记在垂准孔旁的楼板面上。,（3）标高测设,10-4 工业建筑施工测量,预制钢筋混凝土柱装配式单层厂房，施工测量工作包括：厂房矩形控制网测设，厂房柱列轴线测设，杯形基础

19、施工测量，厂房构件安装测量等一、厂房控制网的建立1、建立厂房矩形控制网，测设厂房控制桩与轴线控制桩。2、大型或设备复杂的厂房，先测设厂房控制网主轴线，以此为基础测设厂房矩形控制网。3、小型厂房测设同民用建筑，直接测设厂房四个角点，将轴线测至轴线控制桩或龙门板上。,二、柱列轴线和柱基的测设（1）柱列轴线的测设,（2）柱基的放样,n柱基测设就是为每个柱子测设出四个柱基定位桩，作为放样柱基坑开挖边线、修坑和立模板的依据。n柱基定位桩应设置在柱基坑开挖范围以外。n图是杯形柱基大样图。n按照基础大样图的尺寸，根据柱基定位桩，放出基坑开挖线，撒白灰标出开挖范围。n桩基测设时，应注意定位轴线不一定都是基础中

20、心线。,三、工业厂房构件安装测量(1)厂房柱子安装测量1)柱子安装的精度要求 柱脚中心线应对准柱列轴线，偏差应不超过5mm。牛腿面的高程与设计高程应一致，误差应不超过5mm(柱高5m)或8mm(柱高8m)。柱子全高竖向允许偏差应不超过1/1000柱高，最大应不超过20mm。2)柱子吊装前的准备工作柱子吊装前，应根据轴线控制桩，将定位轴线投测到杯形基础顶面上，并用红油漆画上“”标明，如图10-4-7所示；在杯口内壁，测出一条高程线，从该高程线起向下量取10cm即为杯底设计高程。在柱子的三个侧面弹出中心线，如图10-4-8所示。,3）柱长的检查与杯底找平 根据牛腿面设计标高，用钢尺量出柱下平线的标

21、高线，图10-4-94）安装柱子时的竖直校正 图10-4-105）柱子校正的注意事项 严格检验校正用的经纬仪。因为校正柱子时，往往只能用盘左或盘右观测，仪器误差影响较大。操作时，应注意使照准部管水准气泡严格居中；在两个方向上校正好柱子的垂直度后，应复查平面位置，检查柱子下部的中线是否对准基础轴线；当校正变截面柱子时，经纬仪应安置在轴线上校正，否则容易产生差错；在烈日下校正柱子时，柱子受强太阳光照射后，容易向阴面弯曲，使柱顶有一个水平位移。因此，应选在早晨或阴天时校正。当安置一次仪器校正几根柱子时，仪器偏离轴线的角度最好不要超过15。,(2)吊车梁的安装测量如图所示，吊车梁吊装前，应先在其顶面和

22、两个端面弹出中心线。安装步骤如下：,10-6 建筑物的变形观测,一、变形观测概述（1）建筑物产生变形的原因：自然条件及其变化；建筑物本身原因变形观测就是用测量仪器或专用仪器测定建（构）筑物及其地基在建（构）筑物荷载和外力作用下随时间变形的工作。变形：包括地基沉降回弹，建筑物的裂缝、位移及扭曲建筑变形包括沉降和位移。其中沉降观测在高程控制网的基础上进行，位移观测在平面控制网的基础上进行。变形观测的任务：建筑变形测量是每隔一定时期，对控制点和观测点进行重复测量，通过计算相邻两次测量的变形量及累积变形量来确定建筑物的变形值和分析变形规律。建筑变形测量应遵循技术先进、经济合理、安全适用、确保质量的原则

23、，严格按照建筑变形测量规程(JGJ/T8-97)的规定进行。,(2)变形观测的精度要求及内容变形观测的精度要求，取决于工程建筑的预计允许变形值的大小和进行观测的目的。变形观测的内容有建（构）筑物的沉降观测、水平位移观测、裂缝观测和挠度观测等。变形观测和观测周期，应根据建（构）筑物的特征、变形速度、观测精度要求和工程地质条件等因素综合考虑。,二、沉降观测在建筑物施工过程中，随着上部结构的逐步建成、地基荷载的逐步增加，将使建筑物产生下沉现象。建筑物的下沉是逐渐产生的，并将延续到竣工交付使用后的相当长一段时期。因此建筑物的沉降观测应按照沉降产生的规律进行。沉降观测在高程控制网的基础上进行。在建筑物周

24、围一定距离远的、基础稳固、便于观测的地方，布设一些专用水准点，在建筑物的能反映沉降情况的位置设置一些沉降观测点，根据上部荷载的加载情况，每隔一定的时期观测基准点与沉降观测点之间的高差一次，据此计算与分析建筑物的沉降规律。,（1）水准点和沉降观测点的布设专用水准点的设置专用水准点分水准基点和工作基点。每一个测区的水准基点不应少于3个，对于小测区，当确认点位稳定可靠时可少于3个，但连同工作基点不得少于2个。水准基点的标石，应埋设在基岩层或原状土层中。在建筑区内，点位与邻近建筑物的距离应大于建筑物基础最大宽度的2倍，其标石埋深应大于邻近建筑物基础的深度。在建筑物内部的点位，其标石埋深应大于地基土压层

25、的深度。,沉降观测点的设置在建筑物上布设一些能全面反映建筑物地基变形特征并结合地质情况及建筑结构特点确定，点位宜选择在下列位置：1)建筑物的四角、大转角处及沿外墙每1015m处或每隔23根柱基上。2)高层建筑物、新旧建筑物、纵横墙等交接处的两侧。3)建筑物裂缝和沉降缝两侧、基础埋深相差悬殊处、人工地基与天然地基接壤处、不同结构的分界处及填挖方分界处。4)宽度大于等于15m或小于15m而地质复杂以及膨胀土地区的建筑物，在承重内隔墙中部设内墙点，在室内地面中心及四周设地面点。5)邻近堆置重物处、受振动有显著影响的部位及基础下的暗浜(沟)处。6)框架结构建筑物的每个或部分柱基上或沿纵横轴线设点。,（

26、2）沉降观测周期、方法和精度要求,1）沉降观测周期应根据建（构）筑物的特征、变形速度、观测精度要求和工程地质条件等因素综合考虑，并根据沉降量的变化情况作适当调整。2）沉降观测方法和精度要求沉降观测是根据水准点定期进行水准测量，测量出建筑物上观测点的高程，从而计算其沉降量。3）沉降观测的成果整理,三、建筑物的倾斜观测主体倾斜观测是测定建筑物顶部相对于底部或各层间上层相对于下层的水平位移与高差，分别计算整体或分层的倾斜度、倾斜方向以及倾斜速度。对具有刚性建筑的整体倾斜，亦可通过测量顶面或基础的相对沉降间接确定。（1)倾斜观测方法根据不同的观测条件与要求，倾斜观测可以选用下列方法进行：从建筑物或构件

27、的外部观测时，宜选用下列经纬仪观测法。1）投点法：观测时，应在底部观测点位置安置量测设施(如水平读数尺等)，在每测站安置经纬仪投影时，应按正倒镜法以所测每对上下观测点标志间的水平位移分量，按矢量相加法求得水平位移值(倾斜量)和位移方向(倾斜方向)；,2）倾斜仪观测法：采用的倾斜仪(如水管式倾斜仪、水平摆倾斜仪、气泡倾斜仪或电子倾斜仪)应具有连续读数、自动记录和数字传输的功能。3)激光铅直仪观测法：应在顶部适当位置安置接收靶，在其垂线下的地面或地板上安置激光铅直仪或激光经纬仪，按一定周期观测，在接收靶上直接读取或量出预部的水平位移量和位移方向。作业中仪器应严格置平、对中；观测时，由底部观测墩上安

28、置的量测设备，按一定周期测出各测点的水平位移量。观测周期的确定，可视倾斜速度每13个月观测一次。如遇基础附近因大量堆载或卸载、场地降雨长期积水等而导致倾斜速度加快时，应及时增加观测次数。施工期间的观测周期，可根据要求参照沉降观测的周期确定。倾斜观测应避开强日照和风荷载影响大的时间段。,四、建筑物水平位移和裂缝观测位移观测一般是在平面控制网的基础上进行。（1）建筑物水平位移观测1）视线法2）引张线法3）激光准直法4）控制点观测法（2）建筑物裂缝观测（3）建筑物的扰动观测,10-7 竣工测量工业或大型民用建设项目竣工后，应编绘竣工总平面图。竣工总平面图是设计总平面图在施工后实际情况的全面反映，所以

29、设计总平面图不能完全代替竣工总平面图。编绘竣工总平面图的目的是：1)在施工过程中可能由于设计时没有考虑到的问题而使设计有所变更，这种临时变更设计的情况必须通过测量反映到竣工总平面图上；2)便于日后进行各种设施的维修工作，特别是地下管道等隐蔽工程的检查和维修工作；3)为项目扩建提供了原有各建筑物、构筑物、地上和地下各种管线及交通线路的坐标、高程等资料。新建项目竣工总平面图的编绘，最好是随着工程的陆续竣工同步进行。一面竣工，一面利用竣工测量成果编绘竣工总平面图。如发现地下管线的位置有问题，可及时到现场查对，使竣工图能真实地反映实际情况。,竣工总平面图的编绘，包括室外实测和室内资料编绘两方面的内容。

30、一、竣工测量的内容在每一个单项工程完成后，必须由施工单位进行竣工测量，提出工程的竣工测量成果。其内容如下：（1）工业厂房及一般建筑物包括房角坐标，各种管线进出口的位置和高程，并附房屋编号、结构层数、面积和竣工时间等资料。（2）铁路和公路包括起止点、转折点、交叉点的坐标，曲线元素，桥涵等构筑物的位置和高程。（3）地下管网窨井、转折点的坐标，井盖、井底、沟槽和管顶等的高程；并附注管道及窨井的编号、名称、管径、管材、间距、坡度和流向。（4）架空管网（5）其它,竣工测量完成后，应提交完整的资料，包括工程的名称，施工依据，施工成果，作为编绘竣工总平面图的依据。二、竣工总平面图的编绘竣工总平面图上应包括建筑方格网点，主轴线点、矩形控制网点、水准点和厂房、辅助设施、生活福利设施、架空及地下管线、铁路等建筑物或构筑物的坐标和高程，以及厂区内空地和本建区的地形。有关建筑物、构筑物的符号应与设计图例相同，有关地形图的图例应使用国家地形图图式符号。厂区地上和地下所有建筑物、构筑物绘在一张竣工总平面图上时，如果线条过于密集而不醒目，则可采用分类编图。如综合竣工总平面图，交通运输竣工总平面图和管线竣工总平面图等等。比例尺一般采用1/1000，工程密集部分可采用1:500的比例尺。图纸编绘完毕，应附必要的说明及图表，连同原始地形图、地址资料、设计图纸文件、设计变更资料、验收记录等合编成册。,