施工放樣基本方法

第十二章施工放樣基本方法2023/2/31第十二章施工放樣基本方法把設(shè)計(jì)圖紙上的建筑物的平面位置和高程以—定的精度測設(shè)到地面上的測量工作稱為施工放樣。原則：“由整體到局部”、“先控制后細(xì)部”。

2023/2/32第十二章施工放樣基本方法

第一節(jié)工程控制網(wǎng)的布設(shè)第二節(jié)距離、水平角和高程的放樣第三節(jié)平面位置放樣

★2023/2/33第一節(jié)工程控制網(wǎng)的布設(shè)述一、工程控制網(wǎng)的特點(diǎn)

1.控制點(diǎn)精度要求高；2.控制點(diǎn)使用頻繁；3.控制網(wǎng)投影到特定的平面；4.采用獨(dú)立的建筑坐標(biāo)系。

2023/2/34第一節(jié)工程控制網(wǎng)的布設(shè)述當(dāng)施工控制網(wǎng)坐標(biāo)系與建筑坐標(biāo)系相聯(lián)系時(shí)，應(yīng)進(jìn)行坐標(biāo)換算，換算方法如圖12-1所示。設(shè)xoy為第一坐標(biāo)系統(tǒng)，x’o’y’為第二坐標(biāo)系統(tǒng)，則P點(diǎn)在兩個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)中的坐標(biāo)分別為：圖12-1坐標(biāo)系的換算

式中：a、b——坐標(biāo)平移量；

α——坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)角。（12-1）（12-2）2023/2/35第一節(jié)工程控制網(wǎng)的布設(shè)述二、平面控制網(wǎng)的建立大型工程的施工控制網(wǎng)一般分兩級(jí)布設(shè)，以首級(jí)控制網(wǎng)點(diǎn)控制整體工程及與之相關(guān)的重要附屬工程，以二級(jí)網(wǎng)對(duì)工程局部位置進(jìn)行施工放樣。控制網(wǎng)點(diǎn)位的確定主要取決于其控制的范圍和便于施工放樣，此外，還應(yīng)注意所選點(diǎn)位的通視、安全和施工干擾小等要求。另外，在控制網(wǎng)選點(diǎn)前，應(yīng)了解工程區(qū)域的地質(zhì)情況，盡量將點(diǎn)位布設(shè)在穩(wěn)固的區(qū)域，以保證點(diǎn)位的穩(wěn)定性。大型工程常用的控制網(wǎng)點(diǎn)宜建造混凝土觀測墩，并埋設(shè)強(qiáng)制歸心設(shè)備?；炷劣^測墩的基本構(gòu)造見圖12-2。

圖12-2平面控制點(diǎn)觀測墩結(jié)構(gòu)2023/2/36第一節(jié)工程控制網(wǎng)的布設(shè)述二、平面控制網(wǎng)的建立平面施工控制網(wǎng)的建立方法有多種，如三角網(wǎng)、導(dǎo)線網(wǎng)、GPS網(wǎng)等。三角網(wǎng)布網(wǎng)：應(yīng)考慮通視條件，且避免大于120°的鈍角和小于30°的銳角，以保證控制網(wǎng)有較好的圖形強(qiáng)度。

GPS建網(wǎng)：應(yīng)保證點(diǎn)位附近天空開闊，且沒有電波輻射源和反射源。

圖12-3蕪湖大橋GPS平面施工控制網(wǎng)2023/2/37第一節(jié)工程控制網(wǎng)的布設(shè)述三、建筑方格網(wǎng)

其最大優(yōu)點(diǎn)是可采用直角坐標(biāo)法進(jìn)行細(xì)部點(diǎn)放樣。

極坐標(biāo)法布網(wǎng)原理：如圖12-4所示的建筑方格網(wǎng)主軸線AOB，三點(diǎn)通過極坐標(biāo)法測設(shè)出其概略位置，由于誤差的存在，這三點(diǎn)一般不在一條直線上，因此，需要進(jìn)行調(diào)整，使其嚴(yán)格在一直線上。在放樣了主軸線AOB線后，儀器架于O點(diǎn)并轉(zhuǎn)90即可定出C、D。

主軸線AOB、COD經(jīng)調(diào)整后，便可加密E、F、G、H各點(diǎn)。在A、C兩點(diǎn)架設(shè)經(jīng)緯儀，后視O點(diǎn)，分別測設(shè)90角，兩方向線之交點(diǎn)即為E點(diǎn)。實(shí)量AE、CD邊長進(jìn)行檢核。用同樣方法可以交會(huì)F、H、G點(diǎn)。在建立了“田”字形方格網(wǎng)后，還需以此加密1～16各點(diǎn)，如：可在C點(diǎn)架設(shè)經(jīng)緯儀照準(zhǔn)E點(diǎn)，按設(shè)計(jì)要求沿視線精密量距，即可定出點(diǎn)1。

高精度歸化法布網(wǎng)原理：首先按直接法放樣各方格點(diǎn)，再采用三角測量、導(dǎo)線測量、交會(huì)測量等方法，對(duì)方格網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行精密測量，并進(jìn)行平差處理，以精確計(jì)算出各點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo)。將各點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo)和設(shè)計(jì)坐標(biāo)比較，求得各方格點(diǎn)的歸化改正量，從而把各方格點(diǎn)歸化到設(shè)計(jì)位置。圖12-4建筑方格網(wǎng)2023/2/38第一節(jié)工程控制網(wǎng)的布設(shè)述四、高程控制網(wǎng)的建立

為高程放樣建立的控制網(wǎng)稱高程控制網(wǎng)，其主要作用是建立統(tǒng)一的高程基準(zhǔn)面，并為工程的細(xì)部放樣和沉降監(jiān)測服務(wù)。常用方法有：水準(zhǔn)測量、三角高程測量和GPS測量等。高程基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)穩(wěn)定可靠，且能長期保存。高程控制網(wǎng)應(yīng)采用該工程設(shè)計(jì)所采用的相同的高程系統(tǒng)，在收集已有高程控制資料時(shí)，應(yīng)對(duì)資料的來源等進(jìn)行認(rèn)真的認(rèn)證和復(fù)核。

1m0.5m標(biāo)志頭橡膠環(huán)芯管套管3m粗砂礫層圖12-5鋼管標(biāo)結(jié)構(gòu)圖2023/2/39第一節(jié)工程控制網(wǎng)的布設(shè)述四、高程控制網(wǎng)的建立

水準(zhǔn)測量是建立高程控制網(wǎng)的主要方法。在進(jìn)行水準(zhǔn)測量時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)工程的實(shí)際情況和需要，確定水準(zhǔn)測量的精度等級(jí)，擬定水準(zhǔn)測量的線路和作業(yè)方案。三角高程測量是根據(jù)兩點(diǎn)間的豎直角和水平距離計(jì)算高差而求出高程的，其精度一般低于水準(zhǔn)測量。三角高程測量可采用單一路線、閉合環(huán)、結(jié)點(diǎn)網(wǎng)或高程網(wǎng)的形式布設(shè)。

GPS測量。GPS測量獲得的觀測量(ΔX,ΔY,ΔZ)為世界坐標(biāo)系WGS-84橢球體上的空間直角坐標(biāo)，而我們常用的平面坐標(biāo)系是北京54或西安80坐標(biāo)系，高程坐標(biāo)系為正高坐標(biāo)系，因此，數(shù)據(jù)處理的目的是將WGS-84的空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到當(dāng)?shù)貐⒖枷档钠矫孀鴺?biāo)和高程坐標(biāo)，在這個(gè)處理過程中，要完成平差、轉(zhuǎn)換、投影三個(gè)環(huán)節(jié)。目前常用的數(shù)據(jù)處理方法有空間強(qiáng)制附合法、空間平差空間轉(zhuǎn)換法等。圖12-6某水利工程高程施工控制網(wǎng)2023/2/310第十二章施工放樣基本方法第一節(jié)工程控制網(wǎng)的布設(shè)第二節(jié)距離、水平角和高程的放樣第三節(jié)平面位置放樣

★2023/2/311第二節(jié)距離、水平角和高程的放樣一、水平距離的測設(shè)水平距離是指地面上兩點(diǎn)之間的水平長度。測設(shè)水平距離是從地面上某一已知起點(diǎn)，沿某一已知方向，根據(jù)設(shè)計(jì)長度用鋼尺、或激光測距儀等工具，將另一端點(diǎn)測設(shè)到地面上。測設(shè)水平距離的常用方法有兩種，即往返測設(shè)法和歸化測設(shè)法。1．往返測設(shè)法先在已知起點(diǎn)上沿標(biāo)定方向，用鋼尺等工具直接量取設(shè)計(jì)長度，并在地面上臨時(shí)標(biāo)出其端點(diǎn)，這一過程稱為往測。而后，從終點(diǎn)向起點(diǎn)再量取其長度，稱為返測。往測長度與返測長度之差稱為較差。放樣的水平距離一般是根據(jù)控制點(diǎn)和待定點(diǎn)的坐標(biāo)反算而得到，在用鋼尺放樣時(shí)，應(yīng)考慮鋼尺的尺長改正。

2023/2/312第二節(jié)距離、水平角和高程的放樣

一、水平距離的測設(shè)

2．歸化測設(shè)法測設(shè)時(shí)，先確定欲測設(shè)距離的方向，并在該方向的起點(diǎn)上用鋼尺量取設(shè)計(jì)長度，大致確定終點(diǎn)B’的位置，作為臨時(shí)點(diǎn)標(biāo)定在地面上。而后反復(fù)丈量多次，取其平均值作為S’的精確值(參看圖12-7)。根據(jù)設(shè)計(jì)值S與實(shí)量值S’計(jì)算距離歸化值：(12-3)

根據(jù)ΔS的大小和符號(hào)，將B’點(diǎn)移到B點(diǎn)上，并在實(shí)地進(jìn)行標(biāo)定。圖12-7歸化法測設(shè)水平距離

3．測距儀放樣采用激光測距儀或全站儀測設(shè)水平距離時(shí)，應(yīng)備有帶桿的反光棱鏡，以便于在測設(shè)方向上前后移動(dòng)。另外，放樣時(shí)，可先在AB方向線上，目估安置反光棱鏡，用測距儀測出的水平距離設(shè)為S’。若S’與欲測設(shè)的距離S相差ΔS，則可前后移動(dòng)反光棱鏡，直到測出的水平距離為S為止。若測距儀有自動(dòng)跟蹤功能，可對(duì)反光棱鏡進(jìn)行跟蹤，直到需測設(shè)的距離為止。2023/2/313第二節(jié)距離、水平角和高程的放樣二、水平角的測設(shè)測設(shè)水平角通常是在某一控制點(diǎn)上，根據(jù)某一已知方向及水平角的設(shè)計(jì)值，用儀器找出另一個(gè)方向，并在地面上標(biāo)定出來。水平角的測設(shè)通常采用盤左盤右分中法和歸化法兩種。

圖12-8盤左盤右分中法

1．盤左盤右分中法如圖12-8所示，先把經(jīng)緯儀安置于A點(diǎn)上，用盤左瞄準(zhǔn)P點(diǎn)并讀數(shù)，接著將望遠(yuǎn)鏡沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)過β角，視準(zhǔn)線指向AB’方向，隨即將B’點(diǎn)標(biāo)定在地面上。而后用盤右重新瞄準(zhǔn)P點(diǎn)，并用同樣的方法將B"點(diǎn)標(biāo)定在地面上。最后取B’和B”的中點(diǎn)作為B點(diǎn)的最終位置，此時(shí)∠pAB即為測設(shè)到地面上的β角。

優(yōu)點(diǎn)：測設(shè)水平角可以消除或減弱經(jīng)緯儀的視準(zhǔn)軸、水平軸和度盤偏心等儀器誤差的影響，測設(shè)簡單、速度快，但精度較低。2023/2/314第二節(jié)距離、水平角和高程的放樣二、水平角的測設(shè)

圖12-9歸化法測設(shè)水平角

2．歸化測設(shè)法首先根據(jù)β角的設(shè)計(jì)值初步測設(shè)得B’點(diǎn)，用木樁臨時(shí)將其標(biāo)定在地面上。接著采用測回法精確測定β’角(參見圖12-9)，并量取AB’的水平距離S。而后根據(jù)β’值與設(shè)計(jì)值β計(jì)算兩者之差，并計(jì)算AB’的垂距

由于Δβ值通常很小，所以

（12-4）

最后，沿AB’的垂線方向用鋼尺精確量取水平距離e，得B點(diǎn)，并用標(biāo)志將它固定在地面上。此時(shí)∠pAB即為測設(shè)到地面上的β角。式中的Δβ稱為角度歸化值，e稱為線性歸化值。歸化測設(shè)法測設(shè)水平角的精度取決于β’角的測量精度和e的測設(shè)精度。

2023/2/315第二節(jié)距離、水平角和高程的放樣

三、高程放樣原理：設(shè)地面有已知水準(zhǔn)點(diǎn)A，其高程為HA；待定點(diǎn)B的設(shè)計(jì)高程HB，要求在實(shí)地定出與該設(shè)計(jì)高程相應(yīng)的水平線或待定點(diǎn)頂面。如圖12-10所示，a為水準(zhǔn)點(diǎn)上水準(zhǔn)尺的讀數(shù)，則待放樣點(diǎn)水準(zhǔn)尺上的讀數(shù)b可由下式算得：圖12-10水準(zhǔn)儀高程放樣

當(dāng)放樣的高程點(diǎn)與水準(zhǔn)點(diǎn)之間的高差很大時(shí)，可以用懸掛鋼尺代替水準(zhǔn)尺，以放樣設(shè)計(jì)高程。如圖12-11所示，設(shè)地面放儀器時(shí)對(duì)A點(diǎn)尺上的讀數(shù)為a1，對(duì)鋼尺的讀數(shù)為b1；在坑內(nèi)放儀器時(shí)對(duì)鋼尺讀數(shù)為a2，則對(duì)B點(diǎn)尺上的應(yīng)有讀數(shù)為b2。

由HB-HA=hAB=(a1-b1)+(a2-b2),得：

b2=a2+(a1-b1)-hAB

（12-6）

用逐漸打入木樁或在木樁上劃線的方法，使立在B點(diǎn)的水準(zhǔn)尺上讀數(shù)為b2，這樣，就可以使B點(diǎn)的高程符合設(shè)計(jì)要求。

(12-5)

2023/2/316第二節(jié)距離、水平角和高程的放樣

圖12-11高程傳遞

全站儀是目前施工放樣中最常用的測量儀器，在施工放樣時(shí)，如果將全站儀的望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)天頂，則測出的距離實(shí)際上就是兩點(diǎn)的高差，利用這個(gè)原理，可以實(shí)施高精度的高程傳遞。2023/2/317第十二章施工放樣基本方法第一節(jié)工程控制網(wǎng)的布設(shè)第二節(jié)距離、水平角和高程的放樣第三節(jié)平面位置放樣

★2023/2/318第三節(jié)平面位置放樣

點(diǎn)的平面位置的放樣方法有：直角坐標(biāo)法、極坐標(biāo)法、角度交會(huì)法、距離交會(huì)法等。目前，由于全站儀和GPS的普遍應(yīng)用，在工程施工中，一般以全站儀坐標(biāo)法放樣和GPS（RTK）放樣為主。

一、極坐標(biāo)法放樣如圖12-12所示，A、B為已知點(diǎn)，其坐標(biāo)為

圖12-12極坐標(biāo)法放樣

，測設(shè)水平角和水平距離即可得到P點(diǎn)的平面位置。測設(shè)P點(diǎn)的具體步驟如下：

1.計(jì)算測設(shè)數(shù)據(jù)S與β。根據(jù)坐標(biāo)反算公式得：（12-7）

2.將經(jīng)緯儀安置在A點(diǎn)，對(duì)中、整平后照準(zhǔn)B點(diǎn)，測設(shè)角度β得Ap方向。3.沿Ap方向測設(shè)長度S即得p點(diǎn)位置。2023/2/319第三節(jié)平面位置放樣圖12-13直角坐標(biāo)法測設(shè)點(diǎn)位二、直角坐標(biāo)法如圖12-13所示，已知某矩形控制網(wǎng)的4個(gè)角點(diǎn)A、B、C、D的坐標(biāo)，現(xiàn)需測設(shè)建筑物角點(diǎn)l，其步驟如下：

1．計(jì)算測設(shè)數(shù)據(jù)，即計(jì)算B點(diǎn)與l點(diǎn)的坐標(biāo)（12-8）

2．在B點(diǎn)安置經(jīng)緯儀，對(duì)中、整平后照準(zhǔn)C點(diǎn)，在BC方向上測設(shè)長度，得E點(diǎn)。3．經(jīng)緯儀移至E點(diǎn)，對(duì)中、整平后照準(zhǔn)C點(diǎn)，測設(shè)角度90°，得到El方向，在此方向上測設(shè)長度，即得l點(diǎn)。用同樣的方法可以測設(shè)出建筑物各角點(diǎn)2、3、4。最后檢查4個(gè)角是否等于90°，各邊邊長是否等于設(shè)計(jì)邊長，誤差在允許范圍內(nèi)即可。2023/2/320第三節(jié)平面位置放樣三、全站儀坐標(biāo)放樣法

用全站儀放樣點(diǎn)位，可事先輸入氣象元素即現(xiàn)場的溫度和氣壓，儀器會(huì)自動(dòng)進(jìn)行氣象改正。如圖12-14所示，O為測站點(diǎn)，P為放樣點(diǎn)，S為斜距，Z為天頂距，α為水平