第9章 測設(shè)的基本工作

第九章測設(shè)的基本工作施工測量概述曲線測設(shè)測設(shè)的基本內(nèi)容和方法施工控制測量§1施工測量概述（測設(shè)）土木工程（包括園林、草業(yè)工程等）一般都包含以下的幾個過程：勘測階段：測繪地形圖，供規(guī)劃、設(shè)計使用設(shè)計階段：在地形圖上進行規(guī)劃設(shè)計施工階段：按設(shè)計要求，將設(shè)計的建筑物、構(gòu)筑物等在實地予以定位竣工驗收：必要時測繪竣工圖運營階段：按竣工圖對設(shè)備設(shè)施物業(yè)等進行維護

一、施工測量的目的和內(nèi)容目的：按照設(shè)計和施工的要求將設(shè)計的建(構(gòu))筑物的平面位置和高程,在地面上標(biāo)定出來，作為施工的依據(jù)。內(nèi)容：施工測量貫穿整個施工過程中。從場地平整、建（構(gòu)）筑物定位、基礎(chǔ)施工、到建筑物構(gòu)件的安裝等工序，都需要進行施工測量。主要內(nèi)容有：①建立施工控制網(wǎng)②建筑物、構(gòu)筑物的詳細放樣③檢查、驗收④可能的變形觀測

二、施工測量的特點（與地形測繪相較）目的不同：施工測量是將設(shè)計的建(構(gòu))筑物的位置測設(shè)于地面,它與測繪地形圖的程序相反。測繪與測設(shè)測設(shè)：圖紙——地面測繪：地面——圖紙精度要求不同：施工測量的精度要求并非按比例尺大小去決定，而是取決于工程的性質(zhì)、規(guī)模、材料、施工方法。工程的規(guī)模建筑的高低工程的性質(zhì)結(jié)構(gòu)的區(qū)別一般測設(shè)的精度高于地形測量的精度。施工測量和地形測量一樣,必須遵循由整體到局部,先控制后細部的原則。在控制測量的基礎(chǔ)上,進行細部施工放樣工作。同時,施工測量的檢核工作十分重要,必須采用各種方法加強外業(yè)數(shù)據(jù)和內(nèi)業(yè)成果的檢驗,否則就有可能給施工質(zhì)量造成巨大損失。

三、施工測量的原則施工現(xiàn)場工種多、交叉作業(yè)頻繁,車流、人流復(fù)雜,對測量工作影響較大。各種測量標(biāo)志必須隱固、堅實地埋置于不易破壞處,否則難于保存。一、已知水平距離的測設(shè)§2測設(shè)的基本內(nèi)容和方法丈量時：測設(shè)時：1.一般方法例：設(shè)計D=25.000m，現(xiàn)用名義長度為30m的鋼尺在t0=200C時與標(biāo)準(zhǔn)尺比較，其檢定長度為30.003m，測設(shè)時溫度為t=+300C，鋼尺的膨脹系數(shù)α=0.0000125m/10C，測得AB的高差h=-1.00m，測設(shè)時拉力與鋼尺檢定時拉力（10kg）相同，試計算測設(shè)時在地面上應(yīng)量出的斜距D測。精確方法（測設(shè)時要進行尺長、溫度和高差改正）

解：從A點起，沿AB方向用鋼尺量25.015m定出B點，則AB的水平距離即為25.000m。3.用紅外測距儀、全站儀測設(shè)水平距離欲從A點沿給定的方向測設(shè)距離D。于A點安置測距儀，在給定方向上的某點安置反光鏡,使儀器顯示的距離稍大于D,定出C＇點。得水平距離與測設(shè)距離之差：ΔD=D-D′。若C在C＇點附近,用小鋼尺改正ΔD,得C點并固定之。然后,將反光鏡安置在C點,復(fù)測AC距離,如果與測設(shè)距離之差超限，則再進行改正。

(1)用紅外測距儀測設(shè)距離將全站儀安置于A點,測出氣象參數(shù),輸入全站儀。沿給定方向瞄準(zhǔn)欲測設(shè)點上的反光鏡,持反光鏡的人手持鏡桿沿給定方向前進,當(dāng)跟蹤反光鏡顯示距離達到欲測設(shè)距離時,則將光反鏡穩(wěn)固地安置于C＇點，并樁定之。再仔細進行觀測,稍移動反光鏡,使顯示距離等于已知水平距離D,則在木樁上標(biāo)定C點。為了檢核可進行復(fù)測。同上方法，

將反光鏡安置在C點,復(fù)測AC距離,如果與測設(shè)距離之差超限，則再進行觀測。直到滿足要求為止。

(2)用全站儀測設(shè)距離二、已知水平角的測設(shè)地面上已有OA方向,已知測設(shè)角度為β，則在O點安置經(jīng)緯儀,盤左瞄準(zhǔn)A點,轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)部，使度盤讀數(shù)增加β角值,在地上沿視線標(biāo)定C′點。同理

盤右位置再瞄準(zhǔn)A點，在地上標(biāo)定C″點。如果C′和C″不重合,則取C′、C″的中點C,并固定之。

1.一般方法（當(dāng)測設(shè)精度要求不高時,使用該方法）為了檢核,用測回法測量∠AOC,若∠AOC與β值之差符合要求即可。此法又稱盤左盤右分中法。已知一個方向和水平角的數(shù)據(jù),將該角的另一方向測設(shè)于實地在O點安置經(jīng)緯儀,用一般方法測設(shè)β角,得C點。用測回法數(shù)個測回測量∠AOC,得β1。Δβ=β-β1，再測量OC距離為D。便可計算C點上的垂距CC0，CC0即為改正值。從C點按Δβ符號確定CC0改正的方向,量出CC0,即得C點。

2.精確法（當(dāng)測設(shè)精度要求較高時使用此法，又稱歸化法）CC0=DtgΔβ≈DΔβ/p″

三、已知高程點的測設(shè)

測設(shè)已知高程是根據(jù)水準(zhǔn)點的高程進行引測BMA為一水準(zhǔn)點,高程為HA，欲測設(shè)B點，其高程為HB?，F(xiàn)測得后視讀數(shù)a=1.220m，則前視讀數(shù)b=HA+a-HB。視線對準(zhǔn)水準(zhǔn)尺上的b=0.820m,水準(zhǔn)尺緊貼B點樁,以尺底為準(zhǔn)在樁上劃一橫線,此線即為45.220m的高程線。BMABHA=44.820mHA=44.820m計算測設(shè)數(shù)據(jù)敘述測設(shè)步驟已知：水準(zhǔn)點高程HA

、設(shè)計高程HB求：測設(shè)數(shù)據(jù)b

∵

a－b=HB－HA

∴b=HA+

a－HB

b=Hi－HB在已知水準(zhǔn)點A和測設(shè)高程點B之間安置水準(zhǔn)儀，根據(jù)視線高程和設(shè)計高程計算出b，然后在B點立尺，上下移動尺子，當(dāng)讀數(shù)為b時，B點的尺底高程即為設(shè)計高程HB在建筑施工過程中,大多以室內(nèi)地坪的高程作為±0標(biāo)高。建筑物的門、窗、過梁等的標(biāo)高均以±0為依據(jù)進行測設(shè)。四、平面點位的測設(shè)根據(jù)控制網(wǎng)的形式、地形情況、控制點的分布等因素，可采用不同的方法進行點位的測設(shè)。(一)用一般儀器測設(shè)

1、直角坐標(biāo)法

該法適用于施工方格網(wǎng)等有相互垂直軸線的控制網(wǎng)形式，如在園林工程中，此法最為常用。OA、OB為相互垂直的軸線（O點坐標(biāo)為已知）。M、N、P、Q點的設(shè)計坐標(biāo)均為已知,首先計算出建筑物特征點與控制點的坐標(biāo)增量:Δy=YM-YO，

Δx=XM-XO，△△

測設(shè)時,將儀器安置于O點,瞄準(zhǔn)A點,測設(shè)Δy，從而得到C點。再將儀器置于C點,仍瞄準(zhǔn)A點，向左測設(shè)90°角,測設(shè)Δx和MN邊長,得到M、N兩點;同樣方法可得P、Q兩點。

分別丈量建筑物的各邊長和測量建筑物的4個內(nèi)角,

檢查是否符合設(shè)計要求,否則,進行改正?！鳌髦苯亲鴺?biāo)法,計算簡單,測設(shè)方便,精度較高,但在使用時要注意盡量采用近處的控制2、極坐標(biāo)法

又稱角度距離法,即測設(shè)一個角度和一個邊長而放樣點位。若用鋼尺量距,最好不要超過一個尺段,適用于量距方便的條件下。

極坐標(biāo)法是根據(jù)極坐標(biāo)原理確定某平面位置的方法。當(dāng)已知點與待測設(shè)點之間的距離較近時常采用極坐標(biāo)法。3、角度交會法

該法只測設(shè)角度,不測設(shè)距離,故適用于不便量距或控制點遠離測設(shè)點的條件下。為了保證測設(shè)點P的精度,需要用兩個三角形交會。首先根據(jù)P點和A、B、C點的已知坐標(biāo),分別計算出指向角1、2和3

、4,然后分別于A、B、C三個點上測設(shè)指向角1、2和3

、4并在P點附近沿AP、BP、CP方向各打二個小木樁。樁頂釘一小釘,拉一細線,以示AP、BP、CP方向線。三條方向線的交點,即為P點。但是由于測設(shè)存在誤差,三條方向線有時不交于一點,會出現(xiàn)一個很小的三角形,稱誤差三角形。若誤差三角形的邊長在允許范圍之內(nèi),則取三角形重心為P點位置。否則,重新測設(shè)。4、距離交會法

距離交會法是在兩個控制點上,量取兩段平距交會出點的平面位置。當(dāng)?shù)匦纹教箷r,若用鋼尺量距,距離不大于一個尺段,用此法較適宜。

如D1、D2分別為1A、2A的平距,在A點測設(shè)平距D1,在2點測設(shè)D2,其交點即為A點。測設(shè)時,交會角γ的大小一般在60°～120°之間較為適宜。

點的平面位置的測設(shè)方法1、直角坐標(biāo)法：測設(shè)方法、測設(shè)步驟2、極坐標(biāo)法：計算測設(shè)數(shù)據(jù)、敘述測設(shè)步驟3、角度交會法4、距離交會法注意：各種測設(shè)方法的特點、什么情況適用計算測設(shè)數(shù)據(jù)、敘述測設(shè)步驟計算測設(shè)數(shù)據(jù)、敘述測設(shè)步驟(二)用全站儀測設(shè)點位

1.、點的極坐標(biāo)法測設(shè)2、點的三維坐標(biāo)法放樣

五、已知設(shè)計坡度線的測設(shè)在修筑道路、敷設(shè)排水管道等工程中，經(jīng)常要測設(shè)設(shè)計時所指定的坡度線。例：A、B為設(shè)計坡度線的兩端點，若已知A點設(shè)計高程為HA，

設(shè)計坡度iAB

=-1％。計算B點的高程HB=HA－iD，可根據(jù)已知水準(zhǔn)點將A、B點的高程測設(shè)出來。測設(shè)步驟：測設(shè)已知高程點A、B的HA、HB于地面上。將水準(zhǔn)儀安置在A點并量儀器高i,安置要求如圖旋轉(zhuǎn)AB方向上的腳螺旋和微傾螺旋，使視線在B點標(biāo)尺上所截取的讀數(shù)等于儀器高i

，此時，水準(zhǔn)儀的傾斜視線與設(shè)計坡度平行，當(dāng)中間各樁點1、2、3上的讀數(shù)都為i時，則各樁頂?shù)倪B線就是設(shè)計坡度線。若各樁頂?shù)臉?biāo)尺實際讀數(shù)為b，則各樁的填挖數(shù)據(jù)為：填挖數(shù)據(jù)=i-bi如果i=bi，不填不挖，i＞bi，須挖，反之須填。在工程建設(shè)勘測階段已建立了測圖控制網(wǎng)，但是由于它是為了測圖而建立的，未考慮施工的要求，因此其控制點的分布、密度、精度都難以滿足施工測量的要求。必須重新建立專門的施工控制網(wǎng)。一、施工基線施工基線的布設(shè)施工基線是施工場地的施工控制基準(zhǔn)線，即在場地中央放樣一條長軸線或若干條與其垂直的短軸線。建筑基線的布設(shè)要求是：①主軸線應(yīng)盡量位于場地中心，并與主要建筑軸線平行，主軸線的定位點應(yīng)不少于三個，以便相互檢核。②基線點位應(yīng)選在通視好和不易破壞的地方，且要設(shè)置成永久性控制點，如混凝土樁或石樁?！?施工控制測量施工基線的放樣放法①根據(jù)建筑紅線放樣建筑紅線是建筑用地的界定基準(zhǔn)線，由城市規(guī)劃管理部門規(guī)定，城市測繪部門測定。用作施工基線放樣的依據(jù)。②利用測量控制點放樣利用施工基線的設(shè)計坐標(biāo)和附近已有測量控制點的坐標(biāo)，按照極坐標(biāo)放樣方法計算出放樣數(shù)據(jù)，然后放樣。利用已知坐標(biāo)反算放樣數(shù)據(jù)β1、β2、β3和D1、

D2、D3，然后放樣1、2、3施工基準(zhǔn)點。二、施工方格網(wǎng)施工基線點的設(shè)計坐標(biāo)是在施工坐標(biāo)系中，測量控制點的坐標(biāo)是在測圖坐標(biāo)系中。施工坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為測圖坐標(biāo)：測圖坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為施工坐標(biāo)施工坐標(biāo)測圖坐標(biāo)三、施工坐標(biāo)系與測量坐標(biāo)系的換算三、施工場地的高程控制測量一般施工場地平面控制點也可兼作高程控制點。

施工場地上的高程控制多采用水準(zhǔn)測量的方法建立。施工要求水準(zhǔn)點的密度盡可能滿足安置一次儀器即可進行高程的測設(shè)。因此,在矩形網(wǎng)點上加設(shè)三、四等水準(zhǔn)點。另外,在必要時,于易于保存之處設(shè)三、四等水準(zhǔn)點。在建(構(gòu))筑物內(nèi),設(shè)±0點,以便于建(構(gòu))筑物的內(nèi)部測設(shè)。建(構(gòu))筑物的室內(nèi)地坪高程作為±0,因此,各個建(構(gòu))筑物的±0,往往不是同一高程,施工放樣時應(yīng)特別注意。§4曲線測設(shè)在鐵路、公路工程建設(shè)中,為了路線改變方向,常用平面曲線將直線段連接,這種曲線有圓曲線和緩和曲線兩種。此外,很多建筑有的平面圖形設(shè)計成圓弧形,也需進行曲線測設(shè)。弦線長一般測設(shè)工作分兩步進行。第一步先測設(shè)曲線上起控制作用的點,稱曲線主點。第二步在主點間進行曲線的詳細測設(shè)。一、圓曲線要素的計算與主點測設(shè)

直線與圓曲線的交點為直圓點,用ZY表示；曲線中點,用QZ表示;兩切線交點用JD表示。圓曲線的半徑為R,圓曲線的偏角α。弦線長在測設(shè)之前R和α為已知。R、α是根據(jù)工程的要求選定1、圓曲線各部分名稱、符號、及圓曲線要素計算公式弦線長

測設(shè)圓曲線主點時,將經(jīng)緯儀安置在JD點,瞄準(zhǔn)ZY點方向上的標(biāo)點，量出切線長T,得ZY點。然后再測設(shè)(180-α)角，得YZ方向,量出切線T固定YZ樁。測設(shè)水平角(180-α)/2,此時視準(zhǔn)線方向為兩切線夾角的分角線方向,沿此方向量出外矢距E,即得到曲線中點QZ的位置,打下木樁以標(biāo)定

2、圓曲線主點的測設(shè)[ZY（BC）、QZ（MC）、YZ（EC）]弦線長

二、圓曲線輔點的測設(shè)

當(dāng)曲線較長，或半徑較大時，只測三個點是不能準(zhǔn)確定出地面上的曲線，為滿足施工需要必須在曲線上加測輔點。R（m）輔點間距（m）20~1002~5100~3005~10300~100010~201、偏角法

利用弦切角和弦長來測設(shè)曲線輔點。（1）求

s弧長所對圓心角：

（s為各輔點間曲線長）S值的大小可根據(jù)規(guī)范要求或工程需要而定。sS′′（2）計算各輔點的弦切角（3）計算各輔點的弦長（4）測設(shè)各輔點（計算出各曲線點的偏角后,即可進行測設(shè)）1.檢查ZY、QZ、YZ三點的位置是否正確;2.在ZY點安儀器,照準(zhǔn)切線方向(JD方向),使讀盤讀數(shù)為0°00′00″3.轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)部,使讀數(shù)等于△1,沿ZY～1點的方向量出弦長c,得點1。4.再轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)部,使讀數(shù)為△2,從1點量出c,與視線相交,得點2。同法測設(shè)3、4、......n點。5.最后使讀盤讀數(shù)為α/2，量出c′與此方向相交點應(yīng)與YZ點重合。如不重合,其誤差不得超過如下值:（

c′測－c′計）/L

應(yīng)小于1/2000～1/1000(L為曲線長度)。

以曲線起點(ZY)或終點(YZ)為坐標(biāo)原點,以切線為X軸,以的垂線為Y軸，