工程測量技術與應用

工程測量技術與應用第一頁，共六十七頁，2022年，8月28日內(nèi)容第一章概述第二章施工測量的基本工作第三章線路工程測量第四章建筑物變形觀測與竣工總平面圖編繪第二頁，共六十七頁，2022年，8月28日第一章概述第三頁，共六十七頁，2022年，8月28日內(nèi)容第一節(jié)工程測量的任務與作用第二節(jié)測量工作的組織原則和程序第四頁，共六十七頁，2022年，8月28日第一節(jié)工程測量的任務與作用

測量學是研究如何量測地球或地球局部區(qū)域的形狀、大小和地表面各種物體的幾何形狀及其空間位置；并把量測結(jié)果用數(shù)據(jù)或圖形表示出來的科學。根據(jù)研究對象和范圍的不同，測量學科主要包括以下幾個分支：大地測量學是研究地球的形狀、大小和地球重力場測定的理論，以及在地球表面廣大地區(qū)建立國家大地控制網(wǎng)的學科。攝影測量學是研究利用攝影或遙感影像，進行分析處理，以繪制地形圖或獲得數(shù)字化信息的理論和方法的學科。地圖制圖學是研究地圖的制作、工藝和應用的學科。工程測量學是研究各種工程建設在勘測、設計、施工和管理階段中所進行的一系列測量工作的理論和方法的學科。第五頁，共六十七頁，2022年，8月28日工程測量學主要任務是：一、測繪大比例尺地形圖二、建筑物的施工放樣三、建筑物的變形觀測第六頁，共六十七頁，2022年，8月28日第二節(jié)測量工作的組織原則和程序測量工作的組織原則:“從整體到局部”、“先控制后碎部”的方法是組織測量工作應遵循的原則，它可以減少誤差的累積，保證測圖的精度，而且可以分幅測繪，加快測圖進度。第七頁，共六十七頁，2022年，8月28日第二章施工測量的基本工作第八頁，共六十七頁，2022年，8月28日內(nèi)容第一節(jié)施工測量的基本工作第二節(jié)點的平面位置放樣第三節(jié)已知坡度直線的放樣

第九頁，共六十七頁，2022年，8月28日第一節(jié)施工測量的基本工作施工放樣是按設計的要求將建（構）筑物各軸線的交點、道路中線、橋墩等點位標定在相應的地面上。這些點位是根據(jù)控制點或已有建筑物的特征點與放樣點之間的角度、距離和高差等幾何關系，應用儀器和工具標定出來的。因此，放樣已知水平距離、放樣已知水平角、放樣已知高程是施工測量的基本工作。第十頁，共六十七頁，2022年，8月28日一、放樣已知水平距離二、放樣已知水平角三、放樣已知高程第十一頁，共六十七頁，2022年，8月28日第二節(jié)點的平面位置放樣點的平面位置放樣是根據(jù)已布設好的控制點與放樣點間的角度（方向）、距離或相應的坐標關系而定出點的位置。放樣方法可根據(jù)所用的儀器設備、控制點的分布情況，放樣場地地形條件及放樣點精度要求等從以下幾種方法中選擇使用。第十二頁，共六十七頁，2022年，8月28日一、直角坐標法圖1直角坐標放樣點的平面位置第十三頁，共六十七頁，2022年，8月28日二、極坐標法圖2極坐標法放樣點的平面位置第十四頁，共六十七頁，2022年，8月28日三、角度交會法四、距離交會法五、GPS-RTK坐標放樣法第十五頁，共六十七頁，2022年，8月28日六、全站儀坐標放樣法全站儀坐標放樣法，就是根據(jù)放樣點的坐標定出點位的一種方法。儀器安置在測站點上，使儀器置于放樣模式，然后輸入測站點、后視點和放樣點的坐標，一人持反光棱鏡立在放樣點附近，用望遠鏡照準棱鏡，按坐標放樣功能鍵，全站儀顯示出棱鏡位置與放樣點的坐標差。根據(jù)坐標差值，移動棱鏡位置，直到坐標差值等于零時，此時，棱鏡位置即為放樣點的點位。第十六頁，共六十七頁，2022年，8月28日第三節(jié)已知坡度直線的放樣已知坡度直線的放樣就是在地面上定出的直線，其坡度等于已給定的坡度。它廣泛應用于道路工程、排水管道和敷設地下工程等的施工中。第十七頁，共六十七頁，2022年，8月28日已知A點的高程、坡i和距離D，計算B點的高程：圖3已知坡度直線的放樣第十八頁，共六十七頁，2022年，8月28日第三章線路工程測量第十九頁，共六十七頁，2022年，8月28日內(nèi)容第一節(jié)概述第二節(jié)中線測量第三節(jié)縱、橫斷面水準測量第四節(jié)管道施工測量第五節(jié)道路施工測量第二十頁，共六十七頁，2022年，8月28日第一節(jié)概述“線路”是管道、道路、渠道及輸電線路等的總稱，在這些線路工程的勘測設計、施工和管理階段所進行的測量工作，統(tǒng)稱為線路工程測量。線路工程測量包括兩方面的任務：一是為線路工程設計提供地形圖和斷面圖；二是進行線路工程施工測量。第二十一頁，共六十七頁，2022年，8月28日線路工程測量具體內(nèi)容有：（1）中線測量。（2）測量線路的縱橫斷面圖。（3）測繪線路沿線一定寬度的帶狀地形圖，供設計和施工用。（4）施工測量。（5）測繪竣工圖，供日后管理和維修用。第二十二頁，共六十七頁，2022年，8月28日第二節(jié)中線測量一、線路主點的測設線路主點：城區(qū)或廠區(qū)的管道、道路及其他管線經(jīng)規(guī)劃設計后，其起點、轉(zhuǎn)折點及終點（統(tǒng)稱為線路主點）。二、測量線路的轉(zhuǎn)折角三、設置中樁四、曲線的測設第二十三頁，共六十七頁，2022年，8月28日第三節(jié)縱、橫斷面水準測量縱斷面水準測量又稱為路線水準測量，它的任務是測定中線上各里程樁（簡稱中樁）的地面高程，繪制縱斷面圖，供線路縱坡設計用。橫斷面測量是測定各中樁兩側(cè)垂直于中線的地面高程，繪制橫斷面圖，供線路斷面設計、計算土石方量及施工時邊樁放樣用。第二十四頁，共六十七頁，2022年，8月28日一、縱斷面水準測量縱斷面水準測量通常采用附合水準路線的形式，即從一個水準點開始，測出各整樁和加樁的高程后，附合到另一個水準點。第二十五頁，共六十七頁，2022年，8月28日二、縱斷面圖的繪制繪制縱斷面圖時，以里程為橫坐標，高程為縱坐標。為了更明顯地表示出沿線路的地面高程變化情況，高程比例尺一般比水平距離比例尺大10～20倍。第二十六頁，共六十七頁，2022年，8月28日三、橫斷面水準測量在橫斷面上應選擇地面坡度變化較顯著的點作為斷面點。圖4第二十七頁，共六十七頁，2022年，8月28日第四節(jié)管道施工測量在城市和工業(yè)建設中，須要敷設許多地下管道，如給水、排水、煤氣、電力等。管道施工測量的主要任務，就是根據(jù)工程進度的要求向施工人員隨時提供中線方向和標高位置。下面分開槽施工和頂管施工兩種情況介紹。第二十八頁，共六十七頁，2022年，8月28日一、開槽施工測量（一）準備工作熟悉圖紙和現(xiàn)場情況、校核管道中線、加密水準點。（二）管道放線測量測設施工控制樁、槽口放線。（三）管道施工過程中的測量工作埋設坡度板和測設中心釘、測設坡度釘?shù)诙彭摚擦唔摚?022年，8月28日圖5第三十頁，共六十七頁，2022年，8月28日二、頂管施工測量當?shù)叵鹿艿理氁┰借F路、公路、河流或重要建筑物等障礙物時，為了保證正常的交通運輸和避免大量的拆遷工作，往往不允許從地面開挖溝槽，此時常采用頂管法施工。第三十一頁，共六十七頁，2022年，8月28日圖6頂管施工測量第三十二頁，共六十七頁，2022年，8月28日第五節(jié)道路施工測量道路施工測量的主要工作有測設施工控制樁、線路坡度放樣、路基邊樁測設等。第三十三頁，共六十七頁，2022年，8月28日一、測設施工控制樁由于中線樁在施工中要被挖掉，為了在施工中控制中線位置，就須要在不受施工干擾、便于引用、易于保存樁位的地方，施測施工控制樁。方法有平行線法和延長線法。第三十四頁，共六十七頁，2022年，8月28日二、線路坡度的放樣根據(jù)縱斷面圖上各中線樁點的設計高程，在現(xiàn)場利用水準儀后視附近水準點，用視線高測出各樁頂高程，樁頂高程減去該樁設計高程，就得到該樁的填、挖高度，并用油漆注于樁上。第三十五頁，共六十七頁，2022年，8月28日三、路基邊樁的測設路基的基本形式是路堤（填方路基）和路塹（挖方路基）。路基施工前，應把路基邊坡與原地面相交的坡腳點（或坡頂點）定出來以便施工，測設路基邊樁的方法有圖解法和解析法第三十六頁，共六十七頁，2022年，8月28日第四章建筑物變形觀測與

竣工總平面圖編繪第三十七頁，共六十七頁，2022年，8月28日內(nèi)容第一節(jié)概述第二節(jié)建筑物沉降觀測第三節(jié)建筑物傾斜觀測第四節(jié)建筑物水平位移和裂縫觀測第五節(jié)竣工總平面圖的編繪第三十八頁，共六十七頁，2022年，8月28日第一節(jié)概述建筑物的變形觀測，隨著高大建（構）筑物的不斷興建，越來越受到人們的重視各種大型的建（構）筑物，如水壩、高層建筑、大型橋梁、隧道在其施工和運營過程中，都會不同程度出現(xiàn)變形。這些變形總有一個由量變到質(zhì)變的過程，以致于最終釀成事故。因而及時地對建（構）筑物進行變形觀測，掌握變形規(guī)律，以便及時分析研究和采取相應措施是非常必要的。同時也為檢驗設計的合理性，為提高設計質(zhì)量提供科學的依據(jù)。第三十九頁，共六十七頁，2022年，8月28日一、建筑物產(chǎn)生變形的原因建筑物發(fā)生變形的原因主要有兩方面：一是自然條件及其變化，即建筑物地基的工程地質(zhì)，水文地質(zhì)及土壤的物理性質(zhì)等；二是與建筑物本身相聯(lián)系的原因，即建筑物本身的荷重，建筑物的結(jié)構，型式及動荷載（如風力、震動等）。此外，由于勘測、設計、施工以及運營管理等方面工作做得不合理還會引起建筑物產(chǎn)生額外的變形。第四十頁，共六十七頁，2022年，8月28日所謂變形觀測：就是用測量儀器或?qū)Ｓ脙x器測定建（構）筑物及其地基在建（構）筑物荷載和外力作用下隨時間變形的工作。“變形”是一個總體的概念，包括地基沉隆回彈，也包括建筑物的裂縫、位移以及扭曲等。第四十一頁，共六十七頁，2022年，8月28日二、變形觀測的精度要求及內(nèi)容變形觀測的精度要求，取決于工程建筑的預計允許變形值的大小和進行觀測的目的。若為建（構）筑物的安全監(jiān)測，其觀測中誤差一般應小于允許變形值1/10～1/20；若是研究建（構）筑物的變形過程和規(guī)律，則精度要求還要高。第四十二頁，共六十七頁，2022年，8月28日變形測量的等級劃分及精度要求第四十三頁，共六十七頁，2022年，8月28日變形觀測的內(nèi)容:建（構）筑物的沉降觀測、傾斜觀測、水平位移觀測、裂縫觀測和撓度觀測等。第四十四頁，共六十七頁，2022年，8月28日第二節(jié)建筑物沉降觀測建筑物沉降觀測也稱為垂直位移觀測，它是根據(jù)水準基點定期測出設置在變形體上的變形點的高程變化值。建筑物的沉降觀測宜采用幾何水準或液體靜力水準測量方法。第四十五頁，共六十七頁，2022年，8月28日一、水準基點及沉降觀測點的布設（一）水準基點的布設和要求水準基點是垂直位移觀測的基準，因此，水準基點應設在建筑物變形影響范圍之外，距變形觀測點20～100m之間，保證穩(wěn)固不變，并永久保存，不受施工影響的安全地點。第四十六頁，共六十七頁，2022年，8月28日（二）沉降觀測點布設和要求觀測點布設在變形體上，并能正確反映其變形有代表性的特征點。點的位置和數(shù)量應根據(jù)地質(zhì)情況、支護結(jié)構形式、基坑周邊環(huán)境和建（構）筑物荷載情況而定。高層建筑物應沿其周圍每隔10～20m設置一點，房角、縱橫墻連接處以及沉降縫的兩旁，工業(yè)廠房可布置在基礎柱子、承重墻及廠房轉(zhuǎn)角處。第四十七頁，共六十七頁，2022年，8月28日圖7沉降觀測點形式第四十八頁，共六十七頁，2022年，8月28日二、沉降觀測沉降觀測就是根據(jù)水準基點定期進行水準測量，測量出建筑物上觀測點的高程，從而計算其下沉量。對于高層建筑、深基坑開挖、橋梁和水壩的沉降觀測，通常采用精密水準儀，按國家二等水準測量的要求進行施測，將各觀測點布設成閉合或附合水準路線聯(lián)測到水準基點上。第四十九頁，共六十七頁，2022年，8月28日三、沉降觀測的成果整理（一）成果整理觀測工作結(jié)束后，應及時檢查和整理外業(yè)觀測手薄，確認無誤后再進行內(nèi)業(yè)計算。（二）計算沉降法第一次觀測后，經(jīng)過計算，就對各個沉降觀測點賦予了一個起始值（相當于一個基準），在以后每次觀測結(jié)束后，都可以根據(jù)基準點高程算出各觀測點高程，然后分別計算各觀測點相鄰兩次觀測的沉降量（本次觀測高程減去上次觀測高程）和累積沉降量（本次觀測高程減去第一次觀測的起始值）并將計算結(jié)果中。第五十頁，共六十七頁，2022年，8月28日沉降量觀測記錄表第五十一頁，共六十七頁，2022年，8月28日（三）繪制沉降曲線為了更形象地表示沉降、荷重、時間之間的關系，可繪制荷重、時間、沉降量關系曲線圖，如圖8所示。時間—沉降量關系曲線是以沉降量為縱軸，時間t為橫軸，根據(jù)每次觀測日期和相應的沉降量按比例畫出各點位，然后連接各點，構成s-t曲線圖。第五十二頁，共六十七頁，2022年，8月28日圖8沉降曲線第五十三頁，共六十七頁，2022年，8月28日第三節(jié)建筑物傾斜觀測建筑物主體傾斜觀測，就是測定建筑物頂部相對于底部或各層間的水平位移量，分別計算整體或分層的傾斜度、傾斜方向以及傾斜速率。對具有剛性建筑物的整體傾斜，亦可通過測量頂面或基礎的相對沉降間接確定。第五十四頁，共六十七頁，2022年，8月28日一、傾斜觀測方法（一）投點法所謂投點法就是根據(jù)經(jīng)緯儀的視準軸繞橫軸旋轉(zhuǎn)的豎直面原理將高層建筑物上的變形點（傾斜點）投影到低點（作為固定點），從而求得偏距，確定其傾斜度。第五十五頁，共六十七頁，2022年，8月28日圖9方體傾斜觀測第五十六頁，共六十七頁，2022年，8月28日（二）傾斜儀觀測法常見的傾斜儀有水準管式傾斜儀、氣泡式傾斜儀和電子傾斜儀等。傾斜儀一般具有能連續(xù)讀數(shù)、自動記錄和數(shù)字傳輸?shù)忍攸c，有較高的觀測精度，因而在傾斜觀測中得到廣泛應用。第五十七頁，共六十七頁，2022年，8月28日（三）激光鉛垂儀法激光鉛直儀法是在頂部適當位置安置接收靶，在其垂線下的地面或地板上安置激光鉛直儀或激光經(jīng)緯儀，按一定的周期觀測，在接收靶上直接讀取或量出頂部的水平位移量和位移方向。第五十八頁，共六十七頁，2022年，8月28日第四節(jié)建筑物水平位移和裂縫觀測一、建筑物水平位移觀測建筑物水平位移觀測就是測量建筑物在水平位置上隨時間變化的移動量。為此，必須建立基準點或基準線，通過觀測相對于基準點或基準線的位移量就可以確定建筑物