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            工程測量技術在房地產建設中的應用與實踐

             摘要

            在測繪領域,一切工程項目的測繪工作都被稱為“工程測量”。從勘察、設計、施工、竣工后的使用管理等各個環節,全面地涵蓋了項目施工的整個過程。是對各類工程的全部過程進行直接的測量,設計,施工,安裝,竣工,監測和運營的全過程??梢哉f,沒有測繪工作,就不能為項目的施工提供資料和設計圖,沒有及時的協調和指導,就不可能完成項目的施工。任何一個建設項目的最初階段都必須進行基礎測量工作,基礎測量又可分為項目準備階段的規劃測量、地基勘察測量、場地平整測量和項目施工階段的基礎(樁位)放樣測量和其他結構放樣測量。這兩個階段的工程測量過程實際上就是將規劃設計和結構設計意圖進行實地放樣的過程。這一系列的工程測量工作所要貫穿的一個重點,那就是準確。本文就工程測量技術在房地產建設中的應用與實踐進行探討。

             關鍵詞:工程測量房地產建設應用與實踐

             第1章緒論

            工程測量是一門應用科學,它與建筑工程有著緊密的關系,它對國民經濟的發展起著至關重要的作用。而現代科學技術的發展,特別是微電子、激光、計算機、空間、網絡、通訊等技術的迅速發展和應用,對整個測繪技術的發展起到了很大的促進作用,無論是在理論上還是在實際應用領域上,都有了很大的改變和發展。但是,由于大多數的測繪工作者將目光轉向了GIS、遙感等高新技術領域,使得傳統的工程測量人才短缺,發展速度緩慢。如何扭轉這一不利局面,加速發展,提升科研和學術地位,成為廣大工程測量工作者面臨的重大課題。經過半個多世紀的發展,工程測量學已有了長足的進步。以大地測量、攝影測量等相關學科的理論與技術為依托,通過多年的工程實踐,積累了豐富的經驗,逐漸形成并發展出一套完整的理論體系,并具有明顯的工程應用特點。其主要成就有如下幾個方面:

            (1)基礎理論研究?;驹淼膶W習。當前,人工智能、專家系統、神經網絡、遺傳算法等新的數學方法也在不斷地改進和完善著安全監控的理論。在工程測量領域,精密工程測量也取得了一定的成果,例如在大型粒子加速器施工過程中,控制網的建立不僅需要精確的測量,還需要特定的計算條件,因此,在此基礎上,提出了一種新的計算方法。此外,由于大型天線、大型船舶等工業生產的需求,已形成了一套適用于小范圍、高精度測量的工業測量理論體系。其中,數模與造型技術、3D可視化技術是其主要應用領域。

            (2)儀器設備的發展。全站儀、電子水準儀、GPS是我國目前最具代表性的工程測量設備,它們的使用不僅可以減輕工人的勞動強度和工作效率,還可以改變傳統的生產方式,使測繪工作質量得到改善,同時也減少了工人的技術水平。近幾年,測量機器人已廣泛用于變形監測和精密工程測量,三維激光掃描技術在工程測量領域的應用也取得了長足的進步。精密工程測量在大亞灣核電站和秦山核電站的建設和設備安裝中起著舉足輕重的作用。大亞灣核電廠的施工控制網精度為2毫米,而秦山核電廠的主廠房是一種直徑36米、高73米、內部構造較為復雜的密閉圓筒,測量其內環網的測量精度為0。

            (3)生產技術的改進。提高生產工藝水平,離不開儀器設備的發展。全站儀數字制圖技術取代了傳統的白紙制圖技術;控制網絡的建設,從傳統的經緯坐標三角網向全站和GPS進行觀測;從經緯儀加鋼尺到全站儀放樣,再到GPS、RTK實時放樣;同時,在測量精度、實時性、同步性等方面,也從傳統的經緯儀、水平測量發展為機器人、GPS以及各種傳感器的自動測量。

            在工程測量中,利用特殊的測量儀器,利用特定的技術手段,將設計圖紙上所標定的位置、數據、幾何形狀的真實放樣到現場。測量放樣結果對工程質量等級、結構安全及竣工后的使用效果有很大的影響。

            工程測量的最基本的出發點就是控制點。在測量工作開始之前施工方必須從建設方得到由相關機構提供的兩個以上的精確的已知坐標點作為場內控制點。而這樣的坐標點通常是相關機構由2級(省市級)控制網引出的3級至是4級控制點。施工方得到的控制點將被視為基準點,并忽略其誤差產生的影響。當然,一般情況下這樣的控制點的精確度足夠滿足相關規范要求。

            為減少誤差的積累與擴散,確保測繪與施工的準確性與速度,應堅持“由總體到局部、先控制后破碎”的原則。也就是說,首先對整個測區進行控制,然后對破碎部進行測量??刂茰y量的本質是對控制點進行平面定位和高度的測量。測量控制點的平面位置,又稱平面控制,即:對控制點進行高程測量。

             第2章工程測量概述

              2.1工程測量地位

            工程測量是貫穿整個土木工程的整個過程,并將其運用到施工的各個環節,因此可以說,沒有工程測量是不可能進行的。它的工作內容主要有三個方面:工前測量,工中控制測量,工后檢測。

            (1)工前勘測

            工前測量是指采用多種方式、方式進行測量、提供圖紙資料、明確用地范圍、了解周邊工程、了解用地范圍是否存在城市地下管線、是否會對勘探及設備設備產生影響等。在進行施工測量之前,要對施工場地進行實地勘察,對項目的地質、地形、地貌及周邊環境等進行全面的勘察,并依據實際條件編制測設圖紙,并進行實測資料的計算。為工程組織設計書的編制工作提供了理論依據。

            (2)工中控制測量

            在工程建設中,根據設計和施工的需要,對所設計的建筑進行平面定位、高程的測量。在工程建設中,還需要進行一系列的測量工作,包括:建設施工控制網;按設計圖紙進行施工現場放樣;在每次施工結束后,對各個部分進行測量,以確定其平面位置及高度與設計要求一致;施工中的竣工驗收監測是規劃管理竣工驗收的一個重要環節,它是設計和審查報告的主要依據。工程竣工后所形成的成果報表是工程竣工驗收審查的一個重要內容,因而工程竣工后的竣工測量工作是影響到城市建設管理和規劃貫徹落實的關鍵環節。

            (3)工后檢測

            工后檢測是指在施工期間定期進行反復的觀察,觀察豎向和橫向位移,并對結果進行整理、分析。在施工管理階段,由于多種因素的作用,使建筑和設施在運行時會發生不同程度的變形。但是,如果超出這個范圍,將會對建筑的正常使用產生不利的影響,甚至會對建筑的安全造成威脅。所以,在建設和運行過程中,要對施工中出現的異常情況進行監測,對異常情況進行分析,并采取相應的預防措施,提高運行管理水平,確保安全運行。在工程質量保修期,工程監理對工程質量狀況、質量責任鑒定等方面都有必要提供一些資料,而這種資料的簽發還需要精確的工程測量。

            在建設過程中,工程測量是不可或缺的,可以說,沒有工程測量,就沒有平坦的公路,沒有工程測量,就沒有整潔的建筑。在工程建設中,施工測量的功能是無可比擬的,而施工測量又是確保工程質量的關鍵。工程測量是一種直接應用于國家和國防的測繪技術,是一種以工程為中心的綜合應用技術,其服務和應用領域涵蓋了城市、地質、鐵路、交通、房地產、水利、電力、能源、航天、國防等各個領域。簡而言之,測量技術已廣泛地應用于土木工程,沒有了它,土木工程將不能按期完工,甚至不能開工。

             2.2工程測量的內容

            工程測量工作的內容是將已完成的工程結構,按照設計的要求,在相應的場地上布設各種標識,以保證施工的順利進行。根據測量工作的先后次序和工作性質,對項目的各個階段進行了詳細的闡述,其內容可以歸納為:

            1、規劃設計階段的測量項目.任何項目的施工,都要根據當地的地形、生態條件,根據預定目標進行規劃和設計。這一階段的工作主要是對各類尺度的地形圖的繪制,以及為工程、水文地質勘探、水文測驗等的測量工作。在一些特殊的大型工程和地質情況較差的地方,也要進行巖層穩定監測。值得注意的是:一般來說,這一階段所用的地圖規模較小,可以直接采用1:10000~1:100000的全國地圖系列。但對某些大型項目,要進行區域性或條狀地形圖的繪制,通??梢圆捎煤脚牡姆绞竭M行。而1:1000~1:5000的局部或條形地形圖,則可以通過地面測量來繪制。

            2、施工階段的施工測量。項目的規劃、設計.在通過有關部門的論證、審查和批準后,就可以開始施工了。該階段的工作內容:一是依據場地地形、地質條件、工程性質和施工組織規劃,在施工過程中設置施工控制網絡。其次是進行施工放樣,即按施工期。根據工藝的需要,通過合理的方式,將所設計的抽象幾何實體在現場進行標定,從而形成一個特定的幾何實體。在施工測量階段,施工圖紙的工作量很大,這是最重要的一項,除了施工質量的控制之外,還包括施工的質量,比如隧道的斷面、高層建筑的垂直度和曲線,以及曲面建筑的形狀。在施工測量階段,為監督工程進度,必須進行土石方的測量;在工程完工后,應及時完成一系列的施工測量,包括變形、沉降等。

            3、運營管理階段的考核指標。項目建成后,即進入生產經營管理,在這一時期,要對大型機械設備進行定期的檢查和調試,以確保其安全可靠。為監控項目的安全與穩定,確定項目設計的合理性,必須定期對項目的動態變形(水平位移、沉降、傾斜、裂縫、震動、擺動等)進行監測,并建立變形監控和項目管理信息,以便對項目進行有效的維護和管理。

             2.3工程測量儀器

              2.3.1水準儀及水準測量

            水平儀是用來測量兩個點之間的高度差的水平視線測量工具。其基本原理是利用水平測量的原理來實現對地平面點之間的高差的測量。其主要部件有:望遠鏡,水平儀(或補償器),垂直軸,基座,腳螺旋。根據其結構可劃分為:自動安平水準儀、激光水準儀、數碼水準儀(也稱為電子水準儀)。按照精確度可分為一般水準和精確度兩種。

            (1)水準儀的應用主要有:水平儀的安裝,粗平,瞄準,精平,讀數。

            ①安置安置是把儀表放在一個可伸縮的三腳架上,放在兩個觀察點之間。首先,將三腳架打開,使其高度適當,用目測方法使其大致水平,并確認支架的堅固程度,然后,開啟儀表盒,用連接螺釘把水平儀表與三腳架相連。

            ②粗平粗平是把儀器的視線大致橫向,用腳螺旋放置圓形水平管,位于圓形指示器內。具體做法:使用器械進行實踐。在整平時,氣泡的運動與拇指的運動方向是一致的。

            ③瞄準瞄準就是用望遠鏡對著靶子進行精確的定位。首先,將望遠鏡對準遠方的明亮背景,旋轉目鏡,調整螺旋形,以使十字線變得更加清楚。然后松開固定螺釘,轉動望遠鏡,將照門與準星線對齊,然后將螺釘旋緊。最后,將物鏡旋轉到光軸上,讓水平線清楚地落在十字線上,然后旋轉旋轉,讓水平線的影像貼在十字線上。

            ④精平精平就是把望遠鏡的視野調整到了水平。微傾式水準器,在水準器的上方安裝一套棱鏡,它可以將水平管的兩頭,分別反射到鏡筒旁邊的一個標準觀測窗口,當氣泡位于中心時,氣泡的兩端會形成一個拋物線,表示視野是水平的。如果氣泡的兩頭圖像不一致,則表示視覺不是橫向的。此時可以用右手旋轉微小傾斜的螺旋,使氣泡的兩個影像完全一致,這樣就可以為儀器提供一個水平的視野,從而達到了水平儀的基本原理。注:氣泡左邊的運動,總是和右手的大拇指不相符合。

            ⑤讀數用十字線把水平儀上的讀數截斷。水平儀多為倒影式望遠鏡,讀出時要從上到下。首先估計的是毫米級的讀數,然后是所有的讀數。請注意,水平儀的操作必須按照上述的順序進行,不可反轉,尤其是在讀數之前要進行符合的氣泡調節。

            (2)水平儀的型號以DS開頭,是中文首字母“大地”、“水準儀”,一般是DS。后面的數字如“0.5”,“1”,“3”,“10”,以顯示儀器的準確度。S3、S10水準計也叫一般水準計,是中國國家三級、四等水準及一般水準的量度,S0.5、S1水準計是中國國家一級、二級精密水準計:

            b9a88f21f05f20086b1d36e7c46ac4c6

            (3)水準測量的作業原理

            如圖所示2-2,在A、B兩點上堅立兩根尺子,并在A、B兩點之間安置一架水準儀。設水準儀的水平視線截在尺子上的位置為M、N,過A點作一水平線與過B點的鉛垂線相交于C。因BC之長即為A、B兩點之間的高差hAB。由此從矩形MACN中可以得到計算hAB的式子:

            hAB=a-b

            通常情況下A點高程為已知ab分別為用準儀瞄準水準水尺直接出來的后視讀數和前視讀數。所以有:

            hAB=后視讀數-前視讀數。

            式中:當高差hAB小于0時,說明A點高于B點;當高差hAB大于0時,說明B點高于A點。這就是水準測量的作業原理。

            62dc1e903bd6eed8db0c536a55fbea70

             2.3.2經緯儀

            經緯儀是以角度為基礎而設計的一種用于測量水平、垂直角度的儀器,可分為兩類,其中以電子經緯儀最為常見。經緯儀在測量工作中更是占主導地位

            (1)經緯儀的角度測量原理

            經緯儀角測定的基本原則

            水平角測定法

            水平角是由兩條橫線交叉而成的垂直平面之間的夾角,角度從0度到360度不等。假定在一個平面上有兩條線OA和OB相交,在垂直方向上把A、O、B點投影到水平面上,得到對應的投射點A’、O’、B’,水平線O’A’和O’B’之間的角度β就是兩條線在垂直方向上的垂直面之間的角度,也就是水平角度。

            水平角度的大小不受地面點高度的影響。

            在進行水平角測量時,需要滿足兩個基本條件:

            ①能夠提供一種刻度園盤,它的中心可以與方位線的交叉點在同一垂直線上,即水平標尺;

            ②要有一架望遠鏡,可以把它對準遠處的目標,并使它在水平面上和垂直面上都能轉動,這樣才能穿過望遠鏡。經緯儀由望遠鏡、水平度盤、豎直度盤、水準器、基座等組成。

            圖2-3經緯儀

            4b555812e9ccf893e0243a490a3ab10f  (2)經緯儀的安裝方式:

            ①把三腳架調整到等長,并與操作人員的高度相適應,用三腳架將儀表的底座與三腳架的頂部平行。

            ②把儀器放在測量臺上,目測中,然后把一根支架固定住,把光學瞄準器目鏡(能看到十字線)和物鏡(能看到測量點),然后用兩只手一只腳前后擺動,把十字線和測量點重合,然后把腳放穩,踩實。

            ③三腳式三腳架的長度為平面圓度。

            ④水平管用兩個平行的水平螺桿進行水平管整平。

            ⑤水平旋轉對準部分90°,水平管采用第三個螺旋式水平。

            ⑥在光學對中,如果出現微小的誤差,可以將連接螺桿的平移式底座打開,使之準確地對中。

            (3)度盤讀數方法

            光學經緯儀讀數系統由橫向、縱向、微型儀器、讀數顯微鏡組成。度盤刻劃的最小格子通常是1度或30度,如果要讀出小于1格的角值,就需要用到測微設備,DJ6級光學經緯儀的讀數測量設備主要有兩種:一是測微尺,二是平行玻璃測微器。

            ①測微尺的讀數器

            新生產的如圖所示2-4DJ6型光學經緯儀在中使用了該設備。

            圖2-4 DJ光學經緯儀

            35d8210d97d46fb19d488fb745241a2c  在讀數顯微鏡的視野內,放置一塊帶有刻度尺的刻度板,刻度盤上的刻度線經過顯微鏡的放大,并將其成像到刻度板上,刻度盤的最小格子(60’)的成像寬度與刻度板上的刻度尺的1°分割線的長度相等,刻度尺分為60個小格,記錄方向與刻度盤的相反。測量時,用0-0的分界線作為標志。

            ②單排玻璃薄片測微儀的讀數設備

            單排玻璃薄片測微儀由單排玻璃、扇形分劃尺、測微輪等組成。該儀表的表格值是30’,在扇形尺上有90個小的格子,格子的數值是30’/90=20”。

            在進行角度測量時,在目標對準后,旋轉測微輪,用雙指線夾持度盤分劃線圖像,然后讀取。整度是按刻度盤上的刻度線讀出的,而不是刻度的刻度則由測微分刻度尺讀取。

            ③讀數顯微鏡

            光學經緯儀的讀數顯微鏡主要用于對讀數進行放大,以方便讀取。

             2.3.3全站儀

            全站儀,也就是全站式電子測距儀,它是一種集光、機、電于一體的高科技測量儀器。與光學經緯儀相比,電子經緯儀采用光電式掃描器代替傳統的人工光學式微量讀數,從而簡化了測量角度的工作,減少了測量過程中的讀數錯誤。由于它可以一次放置一臺設備來完成整個測點的測量工作,故稱全站儀。它廣泛應用于地面、大型建筑物、隧道建設等精密工程的測量及變形監控。

            (1)全站儀的構成

            電子全站儀由電源、測角、測距、數據處理、通訊接口、顯示屏、鍵盤等組成。

            圖2-5全站儀

            aaca4fcaa35e98049b597f9825b5f740  (2)全站儀的使用步驟

            ①安裝全站儀,將全站儀置于觀測站,反射棱鏡置于目標點。對中和校正的方法和光學經緯儀一樣。新的全站儀還具備激光對中的作用,它的方式是:將儀器放置、平齊,啟動后,打開激光對點器,釋放中央的螺釘,把儀器放到支架上,把儀器放到支架上,讓顯示器上的激光對點器的光點與地面測量點的標記相對準,然后轉動螺釘,使管道水平氣泡處于中間,然后按ESC按鈕,自動關掉激光對點器。該儀表采用了雙軸式調整器,調平后的氣泡稍有偏移,但不會對測量產生任何影響。

            ②開啟電源開關(按POWER),顯示當前的棱鏡常數、天氣改正數目和供電電壓。如果電池的電量不夠,請立即進行更換。

            ③自檢裝置旋轉一圈照準器和一架望遠鏡,并對該裝置的水平和垂直度進行初始化(有些設備不需要初始化)。

            ④設定參數棱鏡常數的檢驗和設定:檢驗裝置設定的常數是否與出廠時設定的常量相符,如果不符合,則要進行修正。氣象修正參數設定:可以直接輸入氣象參數(大氣溫度t和氣壓p),也可以從隨之而來的天氣修正表格中查找修正參數,也可以通過公式進行計算,最后輸入氣象修正參數。

            ⑤進行角度、距離、坐標測量在標準測量的情況下,可以在角度測量、斜距測量、平距測量和坐標測量模式之間進行轉換。在對目標進行準確定位后,利用各種測量方式的轉換,可以獲得所需要的觀測數據。

            ⑥在照度、方向測量時,要以基準或標志牌為中心,距離測量要對準反射棱鏡的中心,用測量鍵顯示水平、垂直和傾斜,或者顯示水平、水平和高度。

            ⑦測量完畢,關閉。

            (3)坐標測量

            ①測量站的空間坐標設置

            ②設置后視點或設置后視方向的水平轉輪讀數為其方位。在設置了后視點坐標后,全站儀將自動計算出后視方向的方位,并將后視方向上的水平轉盤的讀數設置為其方位。

            ③設定棱鏡的參數。

            ④設定氣壓變化值或溫度、氣壓值。

            ⑤量儀器高,棱鏡高,并將全站儀錄入。

            ⑥對準目標棱柱,按下座標,如圖2-6所示,全站開始測距,并計算出所示的立體坐標。

            2-6坐標測量圖

            285211a83e67eb49805d3d85ec8c1176  第3章工程測量控制網

              3.1工程測量網的基準

            在工程測量網的基礎上,采用網平差方法解決未知點的坐標,從而限制網的位置、大小和方向,從而保證了平差的唯一解。當網絡的基準不夠充分時,網絡平差時間方程的系數矩陣就會產生秩損,需要一個特定的解析解;若網絡中的參考數太多,就會產生一個問題,即參考之間的一致性。工程測量控制網的基準分為三種:

            (1)約束網。具有多余的已知數據。

            (2)最小約束網(經典自由網)。只有必要的已知數據。

            (3)自由網(無約束網)。沒有已知數據,全部網點都是未知點。

            對于水準網或高程網(一維網),網中只有一個點的高程已知,為最小約束網;網中有兩個以上點(含兩個)的高程已知,則為約束網;網中沒有已知點的,為自由網。對于二、三維網,假設都測有邊長(這是最常見的,純測角網已消亡,不需討論)。平面網(二維網)中只有一個點的坐標和一條邊的方位角已知,為最小約束網;若含兩個或兩個以上已知點的為約束網;沒有已知點的為自由網。

             3.2工程測量網的布設

              3.2.1測圖控制網

            顧名思義,地圖控制網是一種為地圖提供服務的測控網絡。目前,我國已建成的地圖控制網絡,大部分都是為大比例尺的數字地形圖提供的,其功能是確保地圖內容的精度均勻,相鄰圖幅的正確拼接,以及對測量誤差的積累。由于測繪技術的進步,以前的三角網、小三角網、導線網或一、二級導線已基本不用了,而是采取了兩級布局,以GNSS技術為主,以導線(網)或GNSSRTK為基點進行加密。

            測繪平面控制網必須達到1:500比例尺的測量精度;網片的控制面積要比測區大,網片要盡可能均勻,密度視圖的比例也要大。在大項目中,地圖控制網應該與全國聯網,可以采取掛靠方式進行。對于小型或局部的項目,可以在單獨的網絡中設置第一個測控網絡。

            測繪高程控制網一般是通過水準或電磁測距三角高程來確定,而三、四等水準可代替三、四等水準,在實際應用中要注意:

            (1)視線的長度應當加以控制,傾斜距離不能過長(例如超過1公里);中間設點方法宜采用,其前后間距基本相同。

            (2)選擇最佳的觀測時機,在條件允許的情況下,可以使用兩個相對的測量設備,或來回測量垂直角度,并盡可能縮短來回測量。儀器高度和覘標高度要準確測量。

             3.2.2施工測量控制網

            施工控制網是在工程施工中設置的一種測量控制網,其功能是對本地區建筑的立體定位(平面和高度)進行控制。施工控制網是施工放樣、工程竣工、建筑物沉降監測、建筑物改建和擴建的基礎。建筑控制網的特性、精確性、布置原理、布置方式等都要與建筑本身的需求相適應。

            在勘察設計階段所設置的各個層次的控制網,其作用主要是為測繪地圖提供服務,其精度的高低與地圖尺度的大小有關,而且點位的分布也較為均衡。無論是控制點的精度,還是控制點的密度,通常都無法滿足工程的放樣需求。在建設過程中,施工控制網也是必要的。

            (1)建筑網格化特征

            ①控制區較小,控制點較多,

            在勘察階段,房屋的選址尚未最終敲定,要經過勘察,多項方案對比,最終選擇最優方案。因而,在勘察中所測得的面積通常要比工程建筑物的實際面積大上數至十倍。而在施工階段,已選定了工程建筑,并將其服務對象明確。因此,工程控制網覆蓋的面積遠小于測繪控制網。

            ②精確性

            施工控制網是指在建筑物的軸線上進行放樣,也可以在建筑物的輪廓點上進行放樣,對測量的精度有很高的要求。建筑控制網的精度比廁所地圖要高得多。這種高精度的控制網需要強大的圖形和充足的額外觀察,在電磁測距儀、電子計算機等廣泛使用的情況下,利用邊角網進行施工控制是一種很好的方法。

            ③經常使用

            施工測量是整個施工全過程的一項工作,在不同的高度下,建筑的外形、大小也各不相同。在施工過程中,要經常對其進行放樣或對其位置進行檢驗,在某一控制點,常常要進行數十次乃至數百次的放樣。比如在橋梁施工中,由于橋墩的澆筑,在不同的工序、不同的高度,都要對橋墩進行多次放樣。由此可見,工程控制區的應用比地圖控制區要多。因此,對施工控制點的穩定性、可靠性、使用簡便,在施工過程中不會受到任何的干擾和破壞。

            ④施工對環境的影響較大

            工地上,工人來來往往,各類工程機械、運輸車(例如起重機、汽車等)絡繹不絕,施工現場有大量的臨時建筑,這就給施工測量帶來了不少的難度,常常導致視線受阻。尤其是在現代建筑中,經常使用交叉作業的方式,不同的建筑在不同的建筑高度之間會有很大的差異,這些都會影響到控制點的可視性。所以,既要合理的控制點,又要有足夠的密度,這樣才能保證在施工放樣過程中,有充分的控制點可供選擇。

             3.2.3變形監測網

            變形觀測控制網是進行各種變形觀測的控制依據,其主要內容有:縱向位移觀測控制網(簡稱高程控制網)和橫向位移監測網(平面控制網),并在需要時設置立體控制網絡。變形觀測控制網通常采用絕對網絡(也就是所有控制點都位于變形區之外);如果建筑處于不穩定區域(如膨脹土、滑坡等),則應采取相對網格(即所有控制點都在變形區內)。

            在絕對網中,變形觀測控制點通常被劃分為參考和工作基點?;鶞庶c是檢驗工作基點穩定性的基礎,一般埋在相對穩定的基巖或受變形影響的區域以外,盡量長時間地保持穩定。由于參考點通常位于距變形建筑物的上行觀測站很遠的位置,因此在建筑物周邊還應設立工作基點,以便與變形觀測站建立起連接。如圖3-1所示

            圖3-1變形監測網布設

            ecf0da18ef0efcd8c793eea79c53f128  按變形觀察要求的精度,即控制網的水平。為了保證觀測的準確性,控制網的復測周期應該根據觀測目的和觀測點位的穩定性來決定,通常一年一次。在重點監控區域,可以按要求縮短復測時間。若發現有任何的變形現象,則必須在任何時候都要進行檢查檢查。

             3.2.4導線的布設

            相鄰控制點連成直線所構成的折線稱為導線,相應的控制點稱為導線點。如圖3-2所示導線測量就是依次測定導線邊的水平距離與兩相鄰導線邊的水平夾角,根據起算數據,推算各邊的方位角,求出導線點的平面坐標。

            圖3-2導線布設

            a856c35d2e6f461f57280827b3d1395e  按照不同的情況和要求,單一導線可布設為附合導線、閉合導線和支導線,如圖《導線的布設形式》所示。它是建立小地區平面控制網的常用方法,常用于地物分布復雜的建筑區,視線障礙多的隱蔽區和帶狀區。

            (1)附合導線,導線起始于一個已知控制點B而終止于另一個已知控制點C,已知控制點E可以有一條或幾條定邊與之相連接,也可以沒有定向邊與之相連接。該導線形式具有3個檢核條件,包括1個坐標方位角條件和2個坐標增量條件。

            (2)閉合導線的已知控制點上至少應有一條定向邊與之相連接。該導線形式具有3個檢核條件,包括1個多邊形內角和條件和2個坐標增量條件。

            (3)支導線,從一個已知控制點c出發,既不附合于另一個已知控制點,也不閉合于原來的起始控制點。由于支導線缺乏檢核條件,故一般只限于在地形測量的圖根導線中采用。

              3.2.5邊角網的布設

            邊角兩邊為用地面測角側邊儀器施測的、由三角形或多邊形構成的三角形網和導線網。三形網包括有重疊三角形的網。單純測角的三角形網已不再采用,單純測邊的三角形網也極少采用,般都是布設成邊角全測的三角形網。但是,按邊角精度匹配和優化設計理論布設邊全測、方向不全測的所謂不完全三角形網最好。三角形網沒有圖形的限制,長短邊可以相差很大,夾角也可以很小或接近180°。但在方向觀測時,要注意長短邊的調焦問題。邊角網都使用全站儀施測,有條件時,盡量用智能型測量機器人進行自動化觀測。導線網要有足夠的閉合環和附合線路,一個多邊形環的邊不宜太多,如不宜超過6條。由于GNSS技術的應用,最長邊將大大減小,已極少布設平均邊長為8~13km的邊角網了。平均邊長為幾百米或更短的特高精度專用網,如三峽工程升船機施工控制網,宜布設為邊角網許多大型水利工程施工控制網和變形監測網,由于頂空通視的原因,也宜布設為邊角網,安裝測量控制網基本都是邊角網。

             3.2.6 GNSS網的布設

            GNSS是目前應用最廣泛、最重要的網絡之一,尤其是在大范圍、遠距離、地面通視差的工程中,GNSS網絡應該是首選的。GNSS網絡也不受圖形的制約,其長度和邊長差異較大,其布置主要考慮工程需要,便于到達,便于保存,頂空條件好,多路徑影響少,電磁干擾較少。在實際工程中,為了解決方向問題,必須在站點設置至少一個鄰近點通視。GNSS網的應用必須按照相關的技術標準進行,特別是GNSS網,在滿足工程要求的情況下,可以在技術規范中加以改進,比如延長時間、延長時間、延長時間、延長時間、用多個接收器進行長時間的精確測量,除精度和可靠性要求不高的測繪控制網外,不能使用點連式布網,也不用邊連式布網,宜采用網連式布網。

             3.2.7水準網的布設

            國家高程控制網絡一般指國家1、2、3、4級水準網絡。國內水準標高采用標準高法,參照1985全國標高標準計算。青島原點高程為72.2604米.水準網的布置原則是從高到低、從整體到局部、層層控制、層層加密。等水準線是全國高程控制網的支柱,也是地殼、地表運動和相關科研工作的重要基礎。在地質構造穩定、路面坡度較低的情況下,一級水準線路的布置是必要的。水平路徑必須封閉成環,形成一個網格。等水準環線的周邊,東部地區為1600公里,西部為2000公里,山區為困難區域。

            二等水準線是全國高程管制的綜合依據,必須在-等水準圈中設置。二級水準線路盡量沿省、縣級公路布設,必要時可跨鐵路、公路、河流。二等水準環線的周邊,在平原、丘陵地帶的長度不能超過750公里,在山區、艱苦地區可以適當的調整。

            三四級水準網是在一、二等水平線的基礎上進-一步加密,按需要在高水平水平網中設置一條附合路線、環線或節點網絡,為各類工程施工提供直接的高程控制點。

            獨立的三級連接線路,其長度不得大于150公里:環形線路的周邊不得大于200公里;山區和其他特殊困難地區可以適當放寬,但不得超過以上各項指標的1.5倍。

            這是一條獨立的四級連接。后一級網節點之間的間距不得超過30公里:山區等特殊困難地區可以適當放寬,但不能超出以上各項指標的1.5倍。

            每一級別的水平基準的偶然誤差M△/千米水準測量,其全中誤差Mw不得超出指定值。

            3.3工程測量控制網的質量準則

            (1)精度準則

            其分類包括總體精度、點位精度和相對點位精度、未知數函數精度、主分量和標準矩陣。這些標準可以根據實際建設的要求來選取一種或多種。

            (2)可靠性準則

            控制網的可靠性是指能夠發現(或檢測)觀察值的粗差(稱為內部可靠度)以及抵御觀察值粗糙度(稱為外部可靠性)的能力。通過觀察數據中的剩余觀測成分,確定了內部可靠度,從而能夠有效地反映出控制網絡對觀測數據的粗差。在觀測數據中,額外觀測成分越少,其粗差值就越難以檢測;相反,如果觀察到的額外成分比較大,則可以在這個觀察中發現更小的粗差點。良好的控制網絡,其額外觀測成分應該在0.3以上。外部可靠性用于測量未檢測到的模型錯誤對控制網點的位置坐標及其功能的影響。影響因素愈低。說明外部的可靠性較高??傮w上,網絡的影響系數為8~10,說明網絡的外部可靠性比較高。

            (3)靈敏度準則

            靈敏度準則是針對變形監測網提出的。靈敏度定義為:在給定的顯著水平和檢驗功效下,通過對周期觀測的平差結果進行統計檢驗,能發現的某一位移向量的下界值。

            (4)費用準則

            控制網造價一般包括設計、填石、運輸、儀器、觀測、計算、檢查等。在控制網的優化設計中,主要考慮了填土和觀察兩個方面,而其它的費用隨著控制網的設計而變動,可以作為固定的成本來處理。此外,較高的精確度和較大的觀測權數,將會增加網絡成本;類似地,過多的觀察數目會使網絡的可靠性得到改善,但成本卻會增加。

             第4章建筑工程的施工放樣

              4.1施工放樣的定義

            工程的施工放樣,是指按照設計、施工的需要,在現場以精確的精度標定圖紙上的建筑(構筑物)的平面位置和高度。放樣,也叫測設,它的目標和次序正好與測量的方向相反,它把地表的地形、地形都畫在地圖上,而放樣則是把圖紙上的建筑(構筑物)與地表進行標定。

            施工放樣工作是為施工提供依據,在放樣過程中出現的任何錯誤都會對工程的質量和進度產生一定的影響。在放樣之前,要對項目的總平面布局、詳細的結構設計圖紙等進行了解,明確其主要軸線、主點、各細部的幾何關系,并根據實際情況選用儀器、設備、確定放樣方式、仔細地放樣,隨時檢查、檢查,保證工程的質量和施工的順利進行。

            4.2建筑限差和放樣精度

              4.2.1建筑限差

            建筑限差是指建筑物竣工后實際位置相對于設計位置的報限偏差,又稱設計或施工允許的總誤差。建筑限差與建筑結構、用途、建筑材料和施工萬法有關,如按建筑結構和材料分鋼結構、鋼筋混凝土結構、毛石混凝土和土石結構,其建筑限差由小到大排列:按施工方法分預制件裝配式和現場澆筑式,前者的建筑限差要小些:鋼結構中用高強度螺栓連接比用電焊連接法的建筑限差要小。一般工程如混凝土柱、梁、墻的建筑限差為10-30mm;高層建筑物軸線傾斜度的建筑限差要求高于1/100~12000;鋼結構的建筑限差為1~8mm;土石結構可達10cm;有特殊要求的工程項目,設計圖紙上有明確的建筑限差要求。

            建筑限差按不同的建筑結構和用途,應遵循我國現行標準執行。如《混凝土結構工程施工及驗收規范》、《鋼筋混凝土高層建筑結構設計與施工規程》、《建筑安裝工程施工及驗收技術規范》等。

             4.2.2放樣精度

            現如今我國在對施工控制網的放樣精度是否處于標準狀態的衡量方式主要是采取以點位誤差展開。而施工控制網的存在可以更好地幫助測量放樣,以及工程數據信息檢查工作順利進行,對于整個測量過程的精度要求較高,因此為了更好地發揮出施工控制網的作用,從1985年開始我國就提出了多項測量規范要求,這些政策最主要的目的就是對布網精度提出具體的要求,比如說在進行多種梯級布置操作執行過程中,要想確保建筑主體建設數據符合設計方案,不存在建設誤差,那么實際的坐標點誤差范圍就不能超過規定數據上下10mm。通過對多個建筑項目情況進行分析調查可以發現,該類布網精度想要達到建設工程需求,各方面的放樣精度均需要得到充分保障,才可以避免對后續工作產生影響,確保建筑工程的建設質量。

            對于施工放樣工作,在行業中通常也被稱之為施工放線,一般需要工作人員根據工程設計圖紙中所規定的建筑物平面位置,以及對應的高度數據信息,再借助相關測量設備和技術將具體的數值在現實中得到呈現,通常情況下施工團隊會先對即將展開建設的現場環境信息進行收集并轉移到圖紙上,而施工放樣則與該操作恰恰相反。其中需要注意的地方由于施工放樣方法上的不同,對于精度要求也有著明顯的差異,因此在對施工放樣進行選擇時,現場工作人員必須要按照實際情況以及建筑物功能要求選擇合適的方法,確保建筑物建設質量。而比較常用的放樣點位操作有極坐標法,可以與GPS技術進行結合,不僅整體工作流程簡單,同時還能夠很好的保證放樣精準度。

             4.3施工放樣的種類

            建筑放樣按角度放樣、距離放樣、點放樣、直線放樣、鉛垂線放樣、高放樣放樣。

            (1)角度放樣。角放樣的本質是:以一個已知的方向為參考,將另一個方向放樣,使得兩個方向之間的角與預先確定的角相等。采用經緯儀或全站儀,采用左、右定點測心的方式進行角度放樣。

            (2)距離放樣。在設計圖紙上,按照指定的開始和方向,標出已知的距離。測量方法可以是鋼尺,也可以是電磁波測量。

            (3)點放樣。它是按圖紙上的原位坐標來標定的。建筑的外形與尺寸由幾個特征點來表示,例如四個角點、線形建筑的拐點等。點位放樣是建筑物放樣工作的重要依據。

            (4)直線放樣。在現場標出圖紙上的直線,例如大樓的軸線。通常采用經緯儀或全站儀采用正向反光法測量。

            (5)鉛垂線放樣。為確保高層建筑的垂直性,必須采用放樣鉛垂線。

            (6)高程放樣。在現場標定圖紙上的高度。

             4.4施工放樣方法

              4.4.1點和平面直線放樣方法

            放樣點位的常用方法有交會法、歸化法、極坐標法、自由設站法和GPSRTK法等。

            (1)交會法包括距離交會法、角度交會法和軸線交會法等。

            ①距離交會法。該方法特別適合于放樣點與已知點之間的距離不不超過測尺長度,并可方便地進行測量。按圖4-1所示,首先要確定放樣距離S,S2,以兩個已知點為中心,用鋼尺畫出一個圓,兩個圓的交叉點就是要放樣的點。

            圖4-1距離交會法

            ccc921b1ce5409439c7257ccd4f5e461 ?、诮嵌冉粫?也稱為方位交會法)。在測量距離不便時,一般采用角交會方法進行測量。從放樣點和已知點的座標可以求出放樣要素(兩個交會角β,β2)。將經緯儀(或全站儀)在兩個已知的點上安裝對應的放樣角度,兩視線的交會點即為要放樣的位置。

            4-2圖角度交會法

            e1812e00a69ef0c612a31fc031e54d6e ?、圯S線交會法如圖4-3所示。采用側方交會原理得到被放樣點的位置,一般用于不便于鋼尺量距又缺乏電磁波測距儀的情況。

            圖4-3軸線交會法

            a5629a4fb479467f0a4a41849196f7de

             4.4.2鉛垂線放樣方法

             

            在重力作用下的一條線叫做垂直線。它的下端有一根很重的繩子,當它停下來的時候的線就是鉛垂線線。為確保高層建筑的垂直性,必須對其進行標定。目前,常用的放樣法有以下兩種。

            (1)經緯儀+彎曲目鏡投射。把經緯儀(或全站儀)安裝在要求標定的位置,拆下望遠鏡的目鏡,安裝彎曲的目鏡,把望遠鏡的視野對準天頂,在要放樣的高度上,設一個投射面,由照相機每轉動90度,就能獲得四個對稱點,取中點(可以增加測量精度),也就是鉛垂線放樣。在高層建筑工程中,常采用此方法。

            (2)鉛垂儀法。光學鉛垂儀是一種專用的標定裝置,其兩根水平管互相垂直,可以垂直地投射在平面上,所以有兩個目鏡和兩個物鏡。日本索佳公司生產的PD3鉛垂計,垂直精度為1/40000,徠卡WILDNZL,WILDZL,垂直精度1/30000~1/2000,日本索佳LV1激光鉛垂計,它能上下射出垂直激光,容易獲得精確的投入點。

             4.4.3高程放樣方法

            在工程建設中,通常采用的是水平法、三角高程法,有時還會使用鋼尺進行標定。在水平測量中,通常使用視線高方法進行高程標定。在標高控制點和標點處的高差超出水平標尺時,可以采用吊標尺替代標尺進行標定。三角高程測量通常是指采用全站儀標高的方法。對于橋梁構件、廠房屋架、體育館鋼架等具有較大起伏的工程,其標定方法難以實現,可采用全站儀標高放樣。

            圖4-4放樣圖

            7e9b3c7f92509d914628d2fc83e685da  4.5典型工程施工放樣舉例

              4.5.1工程概況

            (1)工程概括

            ①工程名稱:沈陽大東區工程住宅樓;

            ②建設單位:華潤房地產開發公司;

            ③施工單位:大連常瑞建筑公司;

            ④工程地理位置:遼寧省沈陽市大東區;

            ⑤總建筑面積48235平方米,地上各樓層2098.83平方米,地面2097.95平方米,標準樓層2097平方米;

            ⑥層數地下2地上15;

            ⑦層高B1(m)3.6(m)3.3首層(m)4.2標準層(m)3機房層(m)48建筑高度±0.000絕對標高(m)34;

            ⑧室內外高差(m)0.3基底標高(m)-7.75檐口高度(m)64.2建筑總高(m)68.2;

            ⑨平面與立面橫軸編號1軸~66軸縱軸編號A軸~T軸平面尺寸(m)長:116寬:23.7建筑立面陽臺、飄窗、線條10結構形式基礎類型筏形基礎結構類型剪力墻;

            ⑩施工流水段地下劃分四個流水段,地上劃分為兩個獨立施工段平行施工,每段劃分三個流水段。

            圖4-5樓層平面圖

            046ba6a945cdaef8637d974cd45c0c79  (2)技術依據

            按照GB50026-2007《工程測量規范》的要求進行了施工。

            建筑工程的放樣,必須提供以下數據:

            ①總體設計。

            ②建筑的結構和結構。

            ③建筑軸線的設計。

            ④大樓的基本設計。

            ⑤儀器基本圖紙。

            ⑥挖掘的土方。

            ⑦建筑的構造。

            ⑧管道分布圖。

            ⑨現場控制點坐標、高程和點分布。

            在放樣之前,必須檢查建筑工程的平面控制網和高度控制點。

            在施底面上,應采用2英寸激光經緯儀或激光垂直測量。在控制軸到施工層后,投測軸線要按照封閉圖形在建筑物平面上進行。通過驗收,方可在本施工層面進行其它測量;如果不能,就必須重試。

            建筑物施工放樣是、軸線投射的偏差,不應超過下表要求:

            cee9eb19edb9c41bd354e393c4d579ff

            (3)建筑物定位

            建筑定位,是建筑項目開始后的首次放線,由市政規劃局(勘測組)和施工方(專業)按照建筑平面圖進行定位,最終在工地上形成(至少)4根定位樁?!叭緝x”和“更高級的經緯儀”是一種常用的放線儀器。我們選擇了全站設備。

            定位的方法:測量控制網中的建筑物軸線。根據建筑外形的不同,位置的確定應采用直角坐標法;極坐標法適用于任意形狀的建筑物;在等值距離難以確定的情況下,可以采用角度交會的方法。

            以下表4-2則是建筑定位數據:

            f4b85795785227f8b2ffcb7a8081cb12

            5c32480c3a47685e811b19b4584b87b5

            圖4-6墻柱平面布置圖

             4.5.2平面點方樣

            在地基完成后,第一層、第二層,一直到主體結構完成。按軸線定位樁和外引軸線參考線進行施工放線。用經緯儀把軸對準建筑,在建筑平面上彈出軸線,然后按照軸線放出柱子、墻壁等邊線,一層接著一層,直到主體完成。

            施工測量工作:

            ①進場后,應先根據甲方提供的施工位置圖進行圖紙審核,并與業主進行控制點交接,保證圖紙的正確性。其次,與甲方配合完成坐標、水準坐標的交接,如有重大偏差,需與甲方或設計單位協商解決辦法,并在確定后方可進行。

            ②在施工現場設置控制座標網及水平參考。水平基準必須采用永久標高,永久標高設于與建筑物附著地穩定可靠的土層中,并對水平標點進行防護,以保證標高不受損害。

            ③工程定位后要經建設單位和規劃部門驗收合格后方可開始施工。

            ④全站儀放樣

            a)整平、對中:把全站儀安裝在基準位置,開啟儀器,旋轉望遠鏡,打開激光器對中,調整平面,調整兩個腳架,調整圓度,調整圓角,調整圓心,調整中點,確定中心,如果有誤差,就把儀器移走,然后精確調整,直至中心。

            b)放樣數據輸入:開啟全站儀,進入選單,選擇放樣,進入測站設定,根據圖紙輸入測站的坐標,然后進入后視圖,把儀器的十字線對齊后視棱鏡的中心,然后按下“確認”按鈕,儀器的座標就已經設定好了。重復測量,避免出現大的錯誤。

            c)后視點檢核:進入測距模式,將棱鏡架在復測點位上,把它調平,用望遠鏡的十字線對著棱鏡的中心,選定一個坐標,把它和已知的坐標進行比較,如果兩者之間的差距不大,就可以進行下一步的工作。

            d)坐標放樣:進入放樣測量系統,輸入待測的未知點坐標,進行測量,在輸入坐標后,按照儀器所顯示的角方位進行調節,將棱鏡移至正確的位置進行測距,并在該位置上進行相應的調整。

            e)現場釘樁標記:測量到的圓點,用圓圈和標線,用木樁固定,然后在柱子上釘上釘子,以防止柱子松動,并把數據記錄在記錄簿上。

             4.5.3樓層標高放樣實例

            建筑物在樓面上放樣時,一般采用線垂或經緯儀,從底層四在角的軸線控制點引測到樓面上,彈出縱橫墨線即得到樓層控制線,再根據圖紙尺寸和控制線用鋼尺即可放出各開間的墻、柱、門等細部位置。

            (1)墻柱定位軸線

            在工程中,通常采用內部控制方法,在對工程測量結果進行驗證后,按-層樓面為基準,在最長的縱向上預先埋設多個200*200*8mm的鋼板,并在鋼板上畫出控制軸線或主軸線控制點:二層及以上,以一層樓面為基準,在每層樓面對應位置留200*200mm的方孔,然后用大線錘或豎直計測量下層樓面的控制點,然后用經緯儀和鋼卷尺對其軸線進行校準,并將各個層軸和細度線放出來。

            軸線放樣步驟:

            (1)將全站儀整平對中按上述建筑定位的步驟對軸線上任意兩點進行坐標放樣。

            (2)將全站儀架設在放樣點上重新整平對中

            (3)對中整平都將目鏡對準另一坐標進行校對,鎖定儀器,將表盤角度歸零

            (4)依次在定向方向上進行放樣,將放樣點連成直線

            (5)儀器解鎖,將儀器照準部旋轉至90°00′00″(誤差控制在3″內)

            (6)鎖定儀器,重復步驟③即可完成軸線放樣

            (1)1米線放樣1米線并不是指的高度一米,而是從基準高度直接測量的高度,在建筑標高線上加一米。舉個例子:比如一樓的頂面高度是3.8米,二樓的地面標高是3.95米,那么二樓的建筑1米線就是3.95米,這與一樓的頂面標高一點關系都沒有。

             結論

            伴隨著城市規劃與建設的高速成長,許多的建筑工程從我們身邊屹立而起。從一個社會的建筑要適應社會的現代化實際需求進行綜合的考量。一個建筑項目我們不單單要滿足建筑功能的要求,我們還要照顧到人類關于美學的一系列需求。在這些外觀造型極其復雜并且測量精度要求較高的建筑工程的建設的實際過程中,施工的階段測量工作就對我們提出來更高的要求。

            在當今的建設工程施工中,測量技術是集多學科多領域的一個工作,而且具有非常高的實踐操作性、技術嚴謹性、專業操作性,并且對建筑施工項目的質量還有安全以及整個工程項目的施工進度都會產生重大的影響。工程測量中人的因素是導致產生重大誤差的關鍵一環,這就需要我們從事測量的從業人員在施工測量的每個細節都要謹小慎微認真對待,形成一種優秀的作業習慣,只有這樣才能更好為建造工程高質量發展提供有力的保障。提高測量精度,加強自身專業水平學習。本文闡明了常用的測量儀器工具和一些相關的測量技術方法,與此同時我們就在實際的測量工作中如何有效的提高測量的精度避免不必要誤差進行了的說明。目前為了保證測量工作的有效開展,保證建筑質量的不斷提升,在以后的建筑工程測量工作中我們要不斷總結,不斷創新,不斷進步,把我國的工程測量工作推上更高的臺階。

             致謝

            時光飛逝,大學的學習生活不覺已過。在這段美好的日子里,我在成長的道路上又邁出了小小的一步,這一步包含了我個人的努力,也浸透著各位師長、同學與朋友的心血與關懷。在論文即將完成之際,我愿借此機會向所有關心、幫助、支持和鼓勵過我的老師、同學、朋友和親人致以最衷心的感謝和最誠摯的祝福!本文是在老師的引導下完成的,在做畢業設計的這段時間來,老師在理論方面給予了我很大的幫助與支持。使我的畢業設計能得以順利完成。她在我開題初期的時候提出了很多有益的建議,同時也很關心我的進展,在此,我要向她表示最真誠的感謝和最由衷的敬意。

            參考文獻

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            工程測量技術在房地產建設中的應用與實踐

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            價格 ¥9.90 發布時間 2024年1月21日
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