土木工程測量教案

1、土木工程測量教案課程名稱土木工程測量課程內容第9章 第二節(jié) 建筑施工測量的基本工作總學分：3學分總學時：48學時 其中：本節(jié)內容1課時課程類別必修課（ ） 選修課（ ）公共課（ ） 專業(yè)課（ ）授課教師教師簡介授課對象土木工程專業(yè)大二學生教學目標勘測設計階段的測量工作主要是測繪各種比例尺的地形圖，為設計人員提供必要的地形資料。施工階段的測量工作則是按照設計人員的意圖，將建筑物的平面位置和高程測設到地面上，作為施工的依據(jù)，并在施工過程中，指導各工序間的銜接，監(jiān)測施工質量。本節(jié)課主要介紹建筑施工測量的基本工作及點的平面位置常用測設方法。知識目標：熟悉施工測量的目的、特點、精度及組織原則；掌握建筑施

2、工測量的基本工作；點的平面位置常用測設方法。能力目標：通過理論學習，培養(yǎng)學生具備建筑施工測量的組織設計能力。德育目標：通過建筑施工測量基本方法及現(xiàn)狀的了解，培養(yǎng)學生吃苦耐勞的精神，激發(fā)學生投身我國基礎設施建設的熱情。教學方法本節(jié)課教學方法在傳統(tǒng)講授法的基礎上，結合儀器操作實訓，培養(yǎng)起學生對土木工程測量的學習興趣，切實感到專業(yè)基礎課的實用價值，培養(yǎng)學生解決實際問題的能力。教學手段多媒體教學、儀器操作實訓教學重點難點教學重點：點的平面位置的放樣；極坐標法放樣平面點位。教學難點：多測回角度放樣教學策略設計根據(jù)教材分析及教學對象、教學目標、教學重點、難點分析，在教學中應強調學生的主體作用，讓學生自主探

3、索，在任務的驅動下啟發(fā)、引導學生主動思考，從而發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，教師總結指導，對不同層次的學生，以鼓勵為主，激發(fā)其學習興趣。1、多媒體教學設計建筑施工測量知識與工程實際聯(lián)系緊密，為促進學生更好地理解相關理論知識，激發(fā)其學習興趣，應在課程開始及過程中插入豐富的工程現(xiàn)場照片或現(xiàn)場施工短片，營造豐富逼真的現(xiàn)場感。同時，在理論講解過程中可穿插儀器操作演示，幫助學生更好地理解。2、儀器操作實訓通過儀器操作實訓，鞏固學生對理論知識的理解和掌握，同時提高學生的專業(yè)技能，增強其學習自信心及就業(yè)競爭力。2、學生實訓設計（1）分層、分組：將學生分層分組，按知識水平、操作技能將學生分為多個實訓小組，各組中分別包含

4、不同層次的學生，這樣可相互幫助，互相合作，集小組智慧完成指定的實訓任務。（2）分工：在組長的指導下去完成不同的任務。（3）交流：小組成員之間針對儀器操作中遇到的問題相互交流、討論，并通過查閱教材等方式分析問題原因，總結儀器操作技巧。教材、參考書教材：許國輝：土木工程測量，中國建筑工業(yè)出版社，2012年。參考書：張正祿：工程測量學，武漢大學出版社，2005年；顧孝烈：測量學第四版，同濟大學出版社，2011年。教學環(huán)節(jié)課堂教學過程教師行為學生行為導入新課通過前面課程的學習已了解施工測量的基本任務是將土木工程設計的建筑物與構筑物的平面位置和高程按照設計數(shù)據(jù)以一定的精度在實地測設，使能據(jù)此施工，因此又

5、稱為“施工放樣”?；仡欔P于地形圖測繪的知識點，請問：地形圖測繪應遵循的測量原則是什么？建筑施工測量是否也應該遵循相同的原則呢？根據(jù)學生回答繼續(xù)延伸：建筑施工測量的根本任務是將設計的建（構）筑物的平面位置在實地標定出來，利用控制測量建立的施工控制網進行點位放樣就轉換為對水平距離、水平角度、高差等基本量的測量工作。因此，本節(jié)課我們將繼續(xù)為大家講解建筑施工測量的基本工作?；卮?地形圖測繪應遵循“由整體到局部”和“先控制后細部”的測量原則。對于建筑施工測量，在施工現(xiàn)場，由于各種建、構筑物的分布面較廣，而且施工有先后。為了保證各建、構筑物在平面位置和高程上都能整體合乎設計要求，應遵循“由整體到局部”和“

6、先控制后細部”的測量原則，也需要先進行控制測量。進行新課一、建筑施工測量的基本工作建筑施工測量的基本工作即是測設三個基本量：水平距離（D）、水平夾角（）、高差（h）。通過測設水平距離和水平夾角，放樣點的平面位置(X,Y)；通過測設高差，放樣點的高程H。（一）水平距離測設案例：已有數(shù)據(jù)：起點A和A-B方向設計數(shù)據(jù)：距離AB測設任務：在地面標定B點方案1：鋼尺法測設水平距離，如下如所示。（1）用經緯儀定線，指出A-B方向；（2）用鋼尺測設DAB；（3）用木樁(或其他方法)標定B點。對于測設精度要求較高時，應加距離的尺長改正、溫度改正；當?shù)孛鎯A斜時應加高差改正。此時，實際測設的距離應為：方案2：測距

7、儀法測設水平距離（1）在A點安置測距儀（或全站儀），在A-B方向上估計B點附近安置反光棱鏡或反射片；（2）觀測距離，據(jù)此在方向線上調整棱鏡位置，直至與設計距離AB相等，在地面標定B。思考：根據(jù)水平距離和水平夾角即可放樣點的平面位置的基本原理是什么？（1）根據(jù)已知點坐標可坐標正算已知邊方位角；（2）利用已知邊方位角結合水平夾角可計算未知邊方位角；（3）利用未知邊方位角結合水平距離可推算坐標增量；（4）根據(jù)已知點坐標和坐標增量即可推算得到未知點坐標。（二）水平角測設1、一般方法（1）將經緯儀安置于O點，望遠鏡瞄準A點，設置盤左度盤讀數(shù)為零。（2）松開照準部制動螺旋，轉動照準部，使度盤讀數(shù)為時，沿視

8、線方向在地面上定出點B。（3）倒轉望遠鏡，以同樣的方法用盤右測設一角值，沿視線方向在地面上定出另一點B。（4）取B和B的中點B為放樣方向，即AOB為要測設的角。2、精確方法（1）將經緯儀安置于O點；（2）用盤左放樣角，沿視線方向在地面上標定出B點；（3）然后用測回法觀測AOB若干測回，取其平均角值為；（4）計算與設計角之差為。為了得到正確的方向OB，先根據(jù)丈量的OB長度和值計算垂直距離BB，即：（5）過B點作OB的垂線，再從B點沿垂線方向，向外（為負時）或向內（為正時）量取BB定出B點，AOB即為欲測設的角。思考：水平角與方位角的區(qū)別是什么？水平角是測站點至兩目標的方向線在水平面上投影的夾二面

9、角；方位角是從某點的指北方向線起，依順時針方向到目標方向線之間的水平夾角。（三）高差測設1、地面點的高程放樣A為已知水準點，其高程為HA，B為欲標定高程的點，其設計高程為HB。現(xiàn)將B點的設計高程HB測設于地面。（1）在A、B兩點間安置水準儀；（2）在A點立尺，讀取后視讀數(shù)a，計算B點水準尺上應有的讀數(shù)b為：bHAaHB（3）在B點上立尺，使尺緊貼木樁上下移動，直至尺上讀數(shù)為b時，緊貼尺底在木樁上劃一紅線，此線就是欲放樣的設計高程HB。2、高程的傳遞A為地面水準點，其高程已知，現(xiàn)欲測定基槽內水準點B的高程。（1）在基槽邊埋一吊桿，從桿端懸掛一鋼尺（零端在下），尺端吊一重錘。（2）在地面上和基槽內

10、各安置一架水準儀，分別在A、B兩點豎立水準尺，由兩架水準儀同時讀取水準尺和鋼尺上的讀數(shù)a1、b1、a2、b2；（3）計算B點的高程為：（4）為了保證引測B點高程的正確，應改變懸掛鋼尺的位置，按上述方法重測一次，兩次測得的高程較差不得大于3mm。思考：高程傳遞的注意事項有哪些？（1）吊尺點的選擇；（2）水準點的選擇；（3）測站點的選擇。二、點的平面位置放樣（一）直角坐標法適用條件：在施工場地預先布設了建筑基線、建筑方格網或矩形控制網時。案例：如圖QRST是建筑場地上已有的矩形控制網。ABCD是需放樣的建筑物，它們的坐標分別注于圖中。（1）放樣時，將經緯儀安置于控制點Q上，瞄準R點，沿此方向線從Q

11、量20m定出a點。（2）由a點向前接量60m定出b點。（3）搬儀器至a點，使度盤讀數(shù)為零瞄準R點，望遠鏡向左轉90°，沿視線方向從a點量30m得A點，再從A點向前量40m得D點。（4）把儀器搬至b點，使度盤讀數(shù)為零瞄準Q點，將望遠鏡向右轉90°，在此視線方向上從b點量30m得B點，再從B點向前量40m得C點。（5）檢查建筑物的角點D和C是否為90°，邊長AB和CD是否為60m，誤差應在允許范圍之內。（二）極坐標法適用條件：極坐標法適用較廣，特別是在具有電磁波測距時，更加方便、快捷。放樣原理：由一個角度和一段距離測設點的平面位置的一種方法。數(shù)據(jù)計算：如圖所示，A、B

12、為控制點，其坐標已知，P為欲放樣點，其坐標可由設計圖上求得。欲將P點測設于地面，首先應由坐標反算公式求得放樣數(shù)據(jù)和DAP則：放樣方法：先按角度放樣法放樣出方向，然后按距離放樣法放樣出距離。（三）角度交會法適用條件：在沒有測距儀時，應用角度交會法可以放樣不便于鋼尺量距的點。放樣原理：角度交會法是根據(jù)測設角度的方向線交會得出點的平面位置的一種方法。數(shù)據(jù)計算：如圖所示，A、B、C為三個控制點，其坐標已知，P為待放樣點，其坐標為設計所給。采用角度交會法欲定出P點的實地位置，首先要計算放樣數(shù)據(jù)1、2、3，即放樣方法：將經緯儀分別安置于A、B、C三個控制點上，先用盤左測設角1、2、3，交會出P點的大致位置

13、，在此位置上打一個大木樁，然后在樁頂平面上按角度放樣的一般方法畫出AP、BP、CP的方向線ap、bp、cp，示誤三角形的最長邊一般不得超過4cm，如在允許范圍內，則取三角形內切圓圓心作為P點的點位。（四）距離交會法適用條件：距離較短（不超過一個尺段），地面較平坦時。放樣原理：以兩個已知點為圓心，以各自所要測設的距離畫圓弧，圓弧交點即為所測點。數(shù)據(jù)計算：計算放樣點距已知點的距離。放樣方法：用鋼尺分別以A、B為圓心，以S1、S2為半徑在地面上畫弧，其交點即為P1點的位置；同樣以C、D為圓心，以S3、S4為半徑交出P2點的位置。最后，量取P1P2的實地長度，并與設計長度相比較，其誤差應在允許范圍以內

14、，以檢核放樣精度。思考：設計方格網的注意事項：（1）方格網的主軸線應選擇在整個廠區(qū)的中部，并與主要建筑物的基本軸線平行。（2）方格網的折角應嚴格成90°。（3）正方形格網的邊長一般為100200m；矩形格網的邊長視建筑物的大小和分布而定，一般為幾十米至幾百米的整數(shù)長度。（4）相鄰方格網點之間應保持通視，便于量距，埋設的標柱應能長期保存。（五）方向線交會法適用條件：在工業(yè)廠房柱列軸線的測設及樁基施工測量等細部放樣中。放樣原理：利用兩條視線交會定點。放樣方法：如圖，某廠房內設計有兩排柱子，每排6根，共計12根。為了將這12根柱子的中心測設于地面上，事先可按照其間距在施工范圍以外埋設距離控

15、制樁11、22、66和aa、bb，然后利用方向線即可交會出柱子的中心位置。思考：建立施工控制測量的優(yōu)點：（1）可以保證工業(yè)廠區(qū)各建筑物的相對位置滿足設計的要求，避免測量誤差的累積。（2）借助于控制點可以將廠區(qū)的建筑物分成若干片，便于分批分期地組織施工。大型工業(yè)場地上的施工控制網通常分兩級布設：廠區(qū)控制網和廠房矩形控制網。三、直線坡度的放樣案例：A為已知點，其高程為HA，要求沿AB方向測設一條坡度為1的直線。施測步驟：（1）根據(jù)A、B兩點間的水平距離D及設計坡度，計算B點的設計樁頂高程：HB=HAD×1%（2）按照高程放樣的方法，放樣出B點的設計高程。（3）將水準儀（或經緯儀）安置于A

16、點，使一個腳螺旋位于AB方向上，另外兩個腳螺旋連線垂直于AB方向，量取儀器高i。（4）用水準儀望遠鏡照準B點處的水準尺，轉動微傾螺旋或在AB方向上的一個腳螺旋，使視線在水準尺上的讀數(shù)為儀器高i，然后分別在中間點1、2、3上打入木樁，使這些樁上的水準尺讀數(shù)都等于儀器高i，則各樁頂?shù)倪B線即表示坡度為1的直線。儀器操作實訓以小組為單位，配合完成以下測設工作：任務1：水準點A的高程HA=4.376m，要測設某設計地坪高程HB=5.000m。在A、B間安置水準儀，在B處設木樁；對水準尺A讀數(shù)：設 a = 1.534m，則：水平視線高:Hi=HA+a=4.376+1.534=5.910mB點水準尺應有讀數(shù)：b=Hi-HB=5.910-5.000=0.910m調整B尺高度,至b=0.910時,沿尺底做標記即設計高程HB。任務2：右圖中J、K為已知導線點，P為某設計點位。按圖中數(shù)據(jù)計算在J點用極坐標法測設P點的放樣數(shù)據(jù)、D，并利用全站儀在室外進行點位測設實訓。計算結果： =138°2832本課小結本課時主要介紹了建筑施工測量的基本工作以及點的平面位