工程施工测量方法

工程施工测量

工程施工测量学是研究工程建设在施工阶段中所进行测量工作的理论和方法的学科。其主要任务是把图上设计好的工程建筑物的位置，在施工过程中根据工程建筑物的坐标和尺寸通过测量仪器和工具在地面上确定下来。

1. 确定地面点位的方法

1.1 地面点的坐标

（1) 地理坐标

当研究解决整个地球形状或大区域的测量工作，可以采用天文测量的方法，以球面坐标系统来确定地面点的位置，通常用经纬度表示，这样确定的坐标叫做地理坐标。

（2) 高斯平面直角坐标

当进行地形测量时，如果与国家控制点相连接，这样所测得的地形图就纳入了国家坐标系统。我国采用高斯平面直角坐标作为国家坐标系统，它是用高斯投影的方法，将椭球(或球体)上的图形或点的位置描写到高斯平面上。

在高斯平面直角坐标系统内，规定x轴向北为正，y轴向东为正，其象限按顺时针方向编号，如图1.1.1所示。这样规定与数学上的规定不同，其目的是便于将数学上的公式直接应用到测量计算中。

图1.1

（3) 假定平面直角坐标

大地水准面是一个曲面，当测量区域很小时，即用在大比例尺成图时，可以用测区中心的切平面来代替大地水准面，这时，可利用假定平面直角坐标，以该地区的子午线为x 轴，向北为正，为了避免坐标出现负值，将坐标原点选在测区西南角。这种方法适用于附近没有国家控制点的工矿、港口与民用建筑等地区。

1.2 地面点的高程

从地面上一点沿铅垂线方向到大地水准面的距离，称为绝对高程或海拔，简称高程。

图1.2

在图1.1.2中，a H 及b H 是A 点和B 点的高程。

两个地面点之间的高程差称为高差。在图1.1.2中地面点A 与B 之间的高差为：a b ab H H h -=

（1）黄海高程系高程(56)：我国于1956年规定以黄海(青岛)的多年（1950年～1956年）平均海平面作为统一基面，为中国第一个国家高程系统（简称“黄海零点”）。

（2）国家85高程基准：以青岛验潮站1952年～1979年的潮汐观测资料为计算依据，并用精密水准测量接测位于青岛的我国水准原点，得出1985年国家高程基准高程，和1956年黄海高程的关系为：1985年国家高程基准高程=1956年黄海高程-0.029m 。

1985年国家高程基准已于1987年5月开始启用，1956年黄海高程系同时废

止。

（3）吴淞零点基准面：中国确立最早的高程基准面，吴淞零点的黄海高程系高程(1956)为－1.6297米，即黄海高程（1956）= 吴淞零点高程-1.6297。与1985年国家高程基准高程的关系：国家85高程= 吴淞零点高程-1.6587。

1.3确定地面点位的三个基本要素

如图1.1.3所示，设地面上两点在水平面上的投影是a和b，在实际工作中，并不是直接测出它们的坐标和高程，而是通过仪器观测得到水平角βl、β2和距离D1、D2以及两点之间的高差，再根据已知点Ⅰ、Ⅱ的坐标、方位和高程，推算出a和b两点的坐标和高程，以确定它们的点位。

图1.1.3

由此可见，地面点间的位置关系是以高程、水平角和距离来确定的，它们是确定地面点位的三个基本要素。所以高程测量，水平角测量和距离测量是测量学的基本内容。

1.4施工测量的基本原则

在进行工程施工测量时，需要测定很多点的平面位置和高程，由于测量工作中都会产生误差，所以每次测量时必须采取一定的程序和方法。若从一个点开始逐点进行测量，前一点的测量误差将会传递到下一点，这样积累起来，最后可能会达到不可容许的程度。在实际测量工作中一般采用“从整体到局部”，“先控制后碎部”的原则，也就是在测区内先选择一些有控制意义的点子，首先把它们的平面位置和高程精确地测定出来，然后再根据它们测定其它点的位置。这些有控

制意义的点子称为控制点。

整个施工测量工作分为建立控制网的控制测量和以控制网为基础的碎部测量。碎部测量的精度比控制测量的精度低，伹由于碎部点的位置都是以控制点测定的，所以误差就不会从一个碎部点传递到另外一个碎部点去，在一定的观测条件下，使各个碎部点都能保证其应有的精度。

对于施工测量工作，采取分等级布设控制网的方法，按精度高低，一般分为二、三、四等，由高级向低级逐步建立。平面控制网可用三角测量、导线测量等方法建立；高程控制网则用水准测量的方法建立。

当基本平面控制点和高程控制点的密度不能满足工程施工测量要求时，可根据需要用不同的方法在高级控制点间进行加密，直至满足测量要求。

测量工作可分为外业和内业，前者在野外进行，后者则在室内进行。外业工作用测量仪器把建筑物的点位按图纸的要求在实地上测设出来；内业工作主要是计算建筑物的测量放样数据，无论是外业或内业，都必须小心谨慎，随时检查，尤其内业计算资料要进行复核计算，绝不容许错误存在。这样，才能保证测量成果的质量，提高工作效率。

2. 测量仪器和工具

2.1水准测量和水准仪

为了确定建筑物在地面的高程，就需要测定建筑物在地面点的高程。水准测量是测定建筑物在地面点高程的主要方法，它用于工程施工中的高程测定。

1. 水准尺

水准尺是水准测量的重要工具，其型式较多，常用的有塔尺和双面尺两种。其他有铟钢尺、条形码尺等。

塔尺用在等外水准测量中(普通水准测量)，一般长度为4~5米，由三节或两节套接而成。尺上刻有黑(红)、白格相间的刻划，每格宽度为1厘米或0.5厘米，每整米和分米处均有注字，其底部为零。

双面水准尺用于三、四等水准测量中，其长为3米，两面均有刻划，刻有黑白相间刻划的一面，称为黑面；另一面为红白相间刻划，称为红面。刻划间隔均

为1厘米。并在分米处注字。黑面的尺底起始刻划均为零，红面的尺底起始刻划为一常数（如4.687、4.787）。利用红、黑面尺的零点差，可对水准测量的读数进行校核，并可限制读数误差在允许的范围内

2. 水准仪的使用方法

1）水准仪的安置

2）粗平

3）瞄准水准尺

4）精平

5）读数

3. 水准点

水准测量的目的是测定一系列地面点的高程，通常称这些点为水准点。水准点有永久性和临时性两种。

水准点的设置地点应绘制草图，写明编号，以便日后查找和使用，其编号前通常加以“BM”字样，作为水准点的代号。

4. 水准路线

水准测量进行的路线称水准路线。常见的水准路线有下列三种形式：

①附合水准路线

从一个已知高程的水准点BM1起，经若干个水准点后，连测到另一个已知高程的水准点BM2，称为附合水准路线。

②闭合水准路线

从—个已知高程的水准点BM1起，经若干个水准点后，连测到原来的水准点BMl上，则称为闭合水准路线。

③支水准路线

由—个已知高程的水准点BM1起，不再附合或闭合到已知高程的水准点上，这样的水准路线称为支水准路线。

5. 普通水准测量

普通水准测量又称等外水准测量，它适用于测图时测站点的高程控制和—般工程施工中的高程控制。一般使用塔尺。

6. 三（四）等水准测量（与普通水准测量相比，主要技术要求高）