第9章 測(cè)設(shè)的基本工作

第九章測(cè)設(shè)的基本工作施工測(cè)量概述曲線測(cè)設(shè)測(cè)設(shè)的基本內(nèi)容和方法施工控制測(cè)量§1施工測(cè)量概述（測(cè)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(gè)過(guò)程：勘測(cè)階段：測(cè)繪地形圖，供規(guī)劃、設(shè)計(jì)使用設(shè)計(jì)階段：在地形圖上進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)施工階段：按設(shè)計(jì)要求，將設(shè)計(jì)的建筑物、構(gòu)筑物等在實(shí)地予以定位竣工驗(yàn)收：必要時(shí)測(cè)繪竣工圖運(yùn)營(yíng)階段：按竣工圖對(duì)設(shè)備設(shè)施物業(yè)等進(jìn)行維護(hù)

一、施工測(cè)量的目的和內(nèi)容目的：按照設(shè)計(jì)和施工的要求將設(shè)計(jì)的建(構(gòu))筑物的平面位置和高程,在地面上標(biāo)定出來(lái)，作為施工的依據(jù)。內(nèi)容：施工測(cè)量貫穿整個(gè)施工過(guò)程中。從場(chǎng)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(jìn)行施工測(cè)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(xì)放樣③檢查、驗(yàn)收④可能的變形觀測(cè)

二、施工測(cè)量的特點(diǎn)（與地形測(cè)繪相較）目的不同：施工測(cè)量是將設(shè)計(jì)的建(構(gòu))筑物的位置測(cè)設(shè)于地面,它與測(cè)繪地形圖的程序相反。測(cè)繪與測(cè)設(shè)測(cè)設(shè)：圖紙——地面測(cè)繪：地面——圖紙精度要求不同：施工測(cè)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(cè)設(shè)的精度高于地形測(cè)量的精度。施工測(cè)量和地形測(cè)量一樣,必須遵循由整體到局部,先控制后細(xì)部的原則。在控制測(cè)量的基礎(chǔ)上,進(jìn)行細(xì)部施工放樣工作。同時(shí),施工測(cè)量的檢核工作十分重要,必須采用各種方法加強(qiáng)外業(yè)數(shù)據(jù)和內(nèi)業(yè)成果的檢驗(yàn),否則就有可能給施工質(zhì)量造成巨大損失。

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

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

(1)用紅外測(cè)距儀測(cè)設(shè)距離將全站儀安置于A點(diǎn),測(cè)出氣象參數(shù),輸入全站儀。沿給定方向瞄準(zhǔn)欲測(cè)設(shè)點(diǎn)上的反光鏡,持反光鏡的人手持鏡桿沿給定方向前進(jìn),當(dāng)跟蹤反光鏡顯示距離達(dá)到欲測(cè)設(shè)距離時(shí),則將光反鏡穩(wěn)固地安置于C＇點(diǎn)，并樁定之。再仔細(xì)進(jìn)行觀測(cè),稍移動(dòng)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(diǎn)。為了檢核可進(jìn)行復(fù)測(cè)。同上方法，

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

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

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

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

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

三、已知高程點(diǎn)的測(cè)設(shè)

測(cè)設(shè)已知高程是根據(jù)水準(zhǔn)點(diǎn)的高程進(jìn)行引測(cè)BMA為一水準(zhǔn)點(diǎn),高程為HA，欲測(cè)設(shè)B點(diǎn)，其高程為HB?，F(xiàn)測(cè)得后視讀數(shù)a=1.220m，則前視讀數(shù)b=HA+a-HB。視線對(duì)準(zhǔn)水準(zhǔn)尺上的b=0.820m,水準(zhǔn)尺緊貼B點(diǎn)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(jì)算測(cè)設(shè)數(shù)據(jù)敘述測(cè)設(shè)步驟已知：水準(zhǔn)點(diǎn)高程HA

、設(shè)計(jì)高程HB求：測(cè)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(diǎn)A和測(cè)設(shè)高程點(diǎn)B之間安置水準(zhǔn)儀，根據(jù)視線高程和設(shè)計(jì)高程計(jì)算出b，然后在B點(diǎn)立尺，上下移動(dòng)尺子，當(dāng)讀數(shù)為b時(shí)，B點(diǎn)的尺底高程即為設(shè)計(jì)高程HB在建筑施工過(guò)程中,大多以室內(nèi)地坪的高程作為±0標(biāo)高。建筑物的門(mén)、窗、過(guò)梁等的標(biāo)高均以±0為依據(jù)進(jìn)行測(cè)設(shè)。四、平面點(diǎn)位的測(cè)設(shè)根據(jù)控制網(wǎng)的形式、地形情況、控制點(diǎn)的分布等因素，可采用不同的方法進(jìn)行點(diǎn)位的測(cè)設(shè)。(一)用一般儀器測(cè)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(diǎn)坐標(biāo)為已知）。M、N、P、Q點(diǎn)的設(shè)計(jì)坐標(biāo)均為已知,首先計(jì)算出建筑物特征點(diǎn)與控制點(diǎn)的坐標(biāo)增量:Δy=YM-YO，

Δx=XM-XO，△△

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

分別丈量建筑物的各邊長(zhǎng)和測(cè)量建筑物的4個(gè)內(nèi)角,

檢查是否符合設(shè)計(jì)要求,否則,進(jìn)行改正?！鳌髦苯亲鴺?biāo)法,計(jì)算簡(jiǎn)單,測(cè)設(shè)方便,精度較高,但在使用時(shí)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(cè)設(shè)一個(gè)角度和一個(gè)邊長(zhǎng)而放樣點(diǎn)位。若用鋼尺量距,最好不要超過(guò)一個(gè)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(diǎn)與待測(cè)設(shè)點(diǎn)之間的距離較近時(shí)常采用極坐標(biāo)法。3、角度交會(huì)法

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

、4,然后分別于A、B、C三個(gè)點(diǎn)上測(cè)設(shè)指向角1、2和3

、4并在P點(diǎn)附近沿AP、BP、CP方向各打二個(gè)小木樁。樁頂釘一小釘,拉一細(xì)線,以示AP、BP、CP方向線。三條方向線的交點(diǎn),即為P點(diǎn)。但是由于測(cè)設(shè)存在誤差,三條方向線有時(shí)不交于一點(diǎn),會(huì)出現(xiàn)一個(gè)很小的三角形,稱誤差三角形。若誤差三角形的邊長(zhǎng)在允許范圍之內(nèi),則取三角形重心為P點(diǎn)位置。否則,重新測(cè)設(shè)。4、距離交會(huì)法

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

如D1、D2分別為1A、2A的平距,在A點(diǎn)測(cè)設(shè)平距D1,在2點(diǎn)測(cè)設(shè)D2,其交點(diǎn)即為A點(diǎn)。測(cè)設(shè)時(shí),交會(huì)角γ的大小一般在60°～120°之間較為適宜。

點(diǎn)的平面位置的測(cè)設(shè)方法1、直角坐標(biāo)法：測(cè)設(shè)方法、測(cè)設(shè)步驟2、極坐標(biāo)法：計(jì)算測(cè)設(shè)數(shù)據(jù)、敘述測(cè)設(shè)步驟3、角度交會(huì)法4、距離交會(huì)法注意：各種測(cè)設(shè)方法的特點(diǎn)、什么情況適用計(jì)算測(cè)設(shè)數(shù)據(jù)、敘述測(cè)設(shè)步驟計(jì)算測(cè)設(shè)數(shù)據(jù)、敘述測(cè)設(shè)步驟(二)用全站儀測(cè)設(shè)點(diǎn)位

1.、點(diǎn)的極坐標(biāo)法測(cè)設(shè)2、點(diǎn)的三維坐標(biāo)法放樣

五、已知設(shè)計(jì)坡度線的測(cè)設(shè)在修筑道路、敷設(shè)排水管道等工程中，經(jīng)常要測(cè)設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)所指定的坡度線。例：A、B為設(shè)計(jì)坡度線的兩端點(diǎn)，若已知A點(diǎn)設(shè)計(jì)高程為HA，

設(shè)計(jì)坡度iAB

=-1％。計(jì)算B點(diǎn)的高程HB=HA－iD，可根據(jù)已知水準(zhǔn)點(diǎn)將A、B點(diǎn)的高程測(cè)設(shè)出來(lái)。測(cè)設(shè)步驟：測(cè)設(shè)已知高程點(diǎn)A、B的HA、HB于地面上。將水準(zhǔn)儀安置在A點(diǎn)并量?jī)x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(diǎn)標(biāo)尺上所截取的讀數(shù)等于儀器高i

，此時(shí)，水準(zhǔn)儀的傾斜視線與設(shè)計(jì)坡度平行，當(dāng)中間各樁點(diǎn)1、2、3上的讀數(shù)都為i時(shí)，則各樁頂?shù)倪B線就是設(shè)計(jì)坡度線。若各樁頂?shù)臉?biāo)尺實(shí)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(cè)階段已建立了測(cè)圖控制網(wǎng)，但是由于它是為了測(cè)圖而建立的，未考慮施工的要求，因此其控制點(diǎn)的分布、密度、精度都難以滿足施工測(cè)量的要求。必須重新建立專門(mén)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(chǎng)地的施工控制基準(zhǔn)線，即在場(chǎng)地中央放樣一條長(zhǎng)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(chǎng)地中心，并與主要建筑軸線平行，主軸線的定位點(diǎn)應(yīng)不少于三個(gè)，以便相互檢核。②基線點(diǎn)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(diǎn)，如混凝土樁或石樁。§3施工控制測(cè)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(mén)規(guī)定，城市測(cè)繪部門(mén)測(cè)定。用作施工基線放樣的依據(jù)。②利用測(cè)量控制點(diǎn)放樣利用施工基線的設(shè)計(jì)坐標(biāo)和附近已有測(cè)量控制點(diǎn)的坐標(biāo)，按照極坐標(biāo)放樣方法計(jì)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(diǎn)。二、施工方格網(wǎng)施工基線點(diǎn)的設(shè)計(jì)坐標(biāo)是在施工坐標(biāo)系中，測(cè)量控制點(diǎn)的坐標(biāo)是在測(cè)圖坐標(biāo)系中。施工坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為測(cè)圖坐標(biāo)：測(cè)圖坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為施工坐標(biāo)施工坐標(biāo)測(cè)圖坐標(biāo)三、施工坐標(biāo)系與測(cè)量坐標(biāo)系的換算三、施工場(chǎng)地的高程控制測(cè)量一般施工場(chǎng)地平面控制點(diǎn)也可兼作高程控制點(diǎn)。

施工場(chǎng)地上的高程控制多采用水準(zhǔn)測(cè)量的方法建立。施工要求水準(zhǔn)點(diǎn)的密度盡可能滿足安置一次儀器即可進(jìn)行高程的測(cè)設(shè)。因此,在矩形網(wǎng)點(diǎn)上加設(shè)三、四等水準(zhǔn)點(diǎn)。另外,在必要時(shí),于易于保存之處設(shè)三、四等水準(zhǔn)點(diǎn)。在建(構(gòu))筑物內(nèi),設(shè)±0點(diǎn),以便于建(構(gòu))筑物的內(nèi)部測(cè)設(shè)。建(構(gòu))筑物的室內(nèi)地坪高程作為±0,因此,各個(gè)建(構(gòu))筑物的±0,往往不是同一高程,施工放樣時(shí)應(yīng)特別注意?！?曲線測(cè)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(jì)成圓弧形,也需進(jìn)行曲線測(cè)設(shè)。弦線長(zhǎng)一般測(cè)設(shè)工作分兩步進(jìn)行。第一步先測(cè)設(shè)曲線上起控制作用的點(diǎn),稱曲線主點(diǎn)。第二步在主點(diǎn)間進(jìn)行曲線的詳細(xì)測(cè)設(shè)。一、圓曲線要素的計(jì)算與主點(diǎn)測(cè)設(shè)

直線與圓曲線的交點(diǎn)為直圓點(diǎn),用ZY表示；曲線中點(diǎn),用QZ表示;兩切線交點(diǎn)用JD表示。圓曲線的半徑為R,圓曲線的偏角α。弦線長(zhǎng)在測(cè)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(hào)、及圓曲線要素計(jì)算公式弦線長(zhǎng)

測(cè)設(shè)圓曲線主點(diǎn)時(shí),將經(jīng)緯儀安置在JD點(diǎn),瞄準(zhǔn)ZY點(diǎn)方向上的標(biāo)點(diǎn)，量出切線長(zhǎng)T,得ZY點(diǎn)。然后再測(cè)設(shè)(180-α)角，得YZ方向,量出切線T固定YZ樁。測(cè)設(shè)水平角(180-α)/2,此時(shí)視準(zhǔn)線方向?yàn)閮汕芯€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(diǎn)QZ的位置,打下木樁以標(biāo)定

2、圓曲線主點(diǎn)的測(cè)設(shè)[ZY（BC）、QZ（MC）、YZ（EC）]弦線長(zhǎng)

二、圓曲線輔點(diǎn)的測(cè)設(shè)

當(dāng)曲線較長(zhǎng)，或半徑較大時(shí)，只測(cè)三個(gè)點(diǎn)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(cè)輔點(diǎn)。R（m）輔點(diǎn)間距（m）20~1002~5100~3005~10300~100010~201、偏角法

利用弦切角和弦長(zhǎng)來(lái)測(cè)設(shè)曲線輔點(diǎn)。（1）求

s弧長(zhǎng)所對(duì)圓心角：

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

c′測(cè)－c′計(jì)）/L

應(yīng)小于1/2000～1/1000(L為曲線長(zhǎng)度)。

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