山大测量学课件10第十章 建筑工程施工测量.ppt

第10章建筑工程施工测量10.1施工测量概述10.2建筑工程施工控制测量10.3民用建筑施工测量10.4工业建筑施工测量本章内容如下： 10.1施工测量概述一、施工测量的目的和内容施工测量的目的是按照设计和施工的要求将设计的建筑物、构筑物的平面位置和高程在地面上标定出来，作为施工的依据，并在施工过程中进行一系列的测量工作，以衔接和指导各工序之间的施工。施工测量贯穿于整个施工过程中。从场地平整、建筑物定位、基础施工，到建筑物构件安装等，都需要进行施工测量，以能使建筑物、构筑物各部分的尺寸、位置符合设计要求。其主要内容有：(1)建立施工控制网。(2)建筑物、构筑物的详细测设。 (3)检查、验收。每道施工工序完工之后，都要通过测量检查工程各部位的实际位置及高程是否与设计要求相符合。(4)变形观测。随着施工的进展，测定建筑物在平面和高程方面产生的位移和沉降，收集整理各种变形资料，作为鉴定工程质量和验证工程设计、施工是否合理的依据。二、施工测量的特点与测图工作相比，具有如下特点：(1)目的不同。测图工作是将地面上的地物、地貌测绘到图纸上，而施工测量是将图纸上设计的建筑物或构筑物测设到实地。(2)精度要求不同。施工测量的精度要求取决于工程的性质、规模、材料、施工方法等因素。 (3)施工测量工序与工程施工工序密切相关，某项工序还没有开工，就不能进行该项的施工测量。测量人员必须了解设计的内容、性质及其对测量工作的精度要求，熟悉图纸上的设计数据，了解施工的全过程，并掌握施工现场的变动情况，使施工测量工作能够与施工密切配合。(4)受施工干扰。施工场地上工种多、交叉作业频繁，并要填、挖大量土石方，地面变动很大，又有车辆等机械振动，因此各种测量标志必须埋设稳固且在不易破坏的位置。解决办法是采用二级布设方式，即设置基准网和定线网。基准网远离现场，定线网布设于现场，当定线网密度不够或者现场受到破坏时，可用基准网增设或恢复之。定线网的密度应尽可能满足一次安置仪器就可测设的要求。 为了保证施工能满足设计要求，施工测量也应遵循“由整体到局部，先控制后细部”的原则，即先在施工现场建立统一的施工控制网，然后以此为基础，测设出各个建筑物和构筑物的细部位置。这样可以减少误差累积，保证测设精度，免除因建筑物众多而引起测设工作的紊乱。此外，施工测量责任重大，稍有差错，就会酿成工程事故，造成重大损失。因此，必须加强外业和内业的检核工作。检核是测量工作的灵魂。四、测设前的准备工作在施工测量之前，应收集有关测量资料，熟悉建筑物的各种设计图纸，设计图纸是施工测量的依据。明确施工要求，制定施工测量方案。1)总平面图是施工测量的总体依据，根据图上设计尺寸和其它建筑物或控制点关系图解或计算测设建筑物的数据。三、施工测量的原则 2)建筑平面图标定了建筑物各个轴线间的尺寸和室内地坪标高，是施工放样的基础。需要注意各层高程和总图中的有关部分是否对应，轴线尺寸是否对应，尤其是两侧不贯通部分是否对应。3)基础平面图注有基础轴线的尺寸和编号，可以根据这些数据测设基槽开挖的边线。4)基础大样图标定了基础立面尺寸、设计标高、基础轴线的尺寸，是基础放样的依据。5)立面图和剖面图是测设基础地坪、门窗、楼板、屋架、屋面和柱高的依据。五、施工测量的精度施工测量的精度取决于工程的性质、规模、材料、施工方法等因素。因此，施工测量的精度应由工程设计人员提 出的建筑限差或工程施工规范来确定。建筑限差一般是指工程竣工后的最低精度要求，它应理解为允许误差。设建筑限差为Δ，工程竣工后的中误差M应为建筑限差Δ的一半，即M=Δ/2。工程竣工后的中误差M由测量中误差m10和施工中误差m20组成，而测量中误差又由控制测量中误差m11和细部放样中误差m12两部分组成，则上述各种误差之间的相互匹配要根据施工现场条件来确定，并以每一项作业工序的“难易度、成本比”大致相等为准则，既要保证工程质量，又要节省人力、物力。一般来说，测量精度要比施工精度高。它们之间的比例关系为： 在工业场地上，控制点较密，放样点离控制点较近，因而细部放样的操作比较容易进行，误差也较小。根据这个前提，取两者的比例为：对于桥梁和水利枢纽，放样点一般远离控制点，放样不甚方便，因而放样误差大。同时考虑到放样工作要及时配合施工，经常在有施工干扰的情况下快速进行，不大可能用增加观测次数的方法来提高精度，而在建立施工控制网时，有足够的时间和有利条件提高控制网的精度，因此，在设计控制网时，应使控制点误差所引起的放样点误差，相对于施工放样的误差小到可以忽略不计的程度，以便为今后放样工作创造条件。 若使控制点误差的影响占测量误差总影响的10%，可忽略不计，则综上所述，对于工业场地：对于桥梁和水利枢纽工程： 桥梁施工控制网补充：工程施工控制网实例 南京长江大桥三角网图　济南黄河二桥施工控制网 水利工程施工控制网 隧道工程施工控制网 精密导线法 三角锁法 GPS法 10.2建筑工程施工控制测量在施工前，应建立建筑施工控制网(constructioncontrolnetwork)，包括平面控制测量和高程控制测量。10.2.1施工平面控制测量在大中型建筑工地上，一般施工平面控制网布设成建筑方格网(constructionsquarecontrolnetwork)。对于面积不大结构简单的工程，常采用平行或垂直于主要建筑的轴线布设一条或几条建筑基线(constructionbaseline)，便于采用直角坐标法的放样。如果用全站仪来测设，也可以根据建筑物的分布、结构、高度、基础埋深和机械设备传动的连接方式、生产工艺的连续程度，布设一级或二级导线作为建筑施工的平面控制网。 1．建筑基线：一般可布设成三点直线形、三点直角形、四点丁字形和五点十字形。 根据现有控制点和基线点的位置，求出测设建筑基线的数据，并在实地测设出来。根据控制点M、N，采用极坐标法测设出基线点A、O、B，然后以O点为测站点观测∠AOB是否等于90°，测量水平距离AO、OB。工程测量规范规定角度限差不超过±12″，距离限差不超过D/15000，D为基线边长，否则进行点位调整。基线点要埋设混凝土桩，以便长期保存，供后续施工测量使用。测设建筑基线 2.建筑方格网 建筑方格网的布设要求①方格网的主轴线应位于整个在建筑区的中部，并与拟建建筑物的主轴线相平行，各端点应布置在场地的边缘，以控制整个场地；②方格网的转折角应严格成90º；方格网的边长一般为100-300m，边长视建筑物的大小和分布而定，为了便于使用，边长尽可能为50m或它的整倍数，边长的相对误差视工程要求而定，一般为1/10000~1/20000；③方格网的边应保证通视且便于测距和测角，尽量接近待建建筑物；④点位标石应埋设在不受施工影响并能长期保存的位置。 建筑设计和施工单位经常采用独立的建筑坐标系，也称为施工坐标系或AB坐标系。建筑坐标系的纵轴一般采用A表示，横轴采用B表示，并且坐标轴与建筑物或主要道路、管线的主轴线平行，便于设计、计算和施工放样。AB坐标系的原点O′在测量坐标系中的坐标为(x0，y0)，A轴与测量坐标系X轴的夹角为α。AB坐标系中的P点在测量坐标系中的坐标可按下式计算：确定建筑方格网主点的测量坐标 建筑方格网的测设先测设建筑方格网的主轴线点M、N是测量控制点，G、P、H为主轴线的主点。首先将G、P、H三点的施工坐标换算成测量坐标，再根据其坐标反算出测设数据，即放样元素αMN、αMH、DMH、αMP、DMP、αMG、DMG，然后按极坐标法分别测设出G、P、H三个点的实地位置。 测设误差调整 三个主点测设好后，将经纬仪安置P点，瞄准G点，分别向左、向右测设90º，测设出另一主轴线C′PD′，如图所示，在地面上标定出C′、D′两点，精确测定∠C′PG和∠D′PG以及距离d1和d2，分别计算与90º的差值ε1和ε2，再分别计算C′、D′两点的横向改正值δ1和δ2： 10.2.2施工高程控制测量施工水准点：尽量安置一次水准仪就可将高程测设到待测设的建筑物上。基本水准点：检测施工水准点的高程有无变化，个数应不少于3个。组成的闭合水准路线或附合水准路线，采用四等水准测量的精度观测，即能满足一般建筑工程的高程测设需要。若需要对建筑物沉降观测，可另布设基本水准点作为起始点，二等水准测量精度可满足高层建筑的沉降观测需要。 10.3民用建筑施工测量建筑施工测量的内容和顺序是建筑物的轴线测设(setting-outofbuildingaxis)、施工控制桩的测设(setting-outofcontrolpeg)、基础施工测量(baseconstructionsurvey)、构件安装测量(settingcomponentsurvey)。10.3.1测设建筑物主轴线测设建筑物主轴线就是把设计图上建筑物的主轴线(外墙轴线)交点标定在实地上，也称为建筑物的定位。一般有以下测设方法：1.利用已有建筑物测设主轴线2.利用道路中心线测设主轴线3.利用建筑方格网测设主轴线4.利用控制点测设主轴线 10.3.2测设施工控制桩引测轴线的方法有设置施工控制桩和龙门板。1.测设轴线控制桩 2.测设龙门板钉设龙门板的步骤和要求如下：1)在建筑物四角和隔墙两端基槽开挖边线以外的1~1.5m处(具体根据土质情况和挖槽深度确定)钉设龙门桩，龙门桩要钉得竖直、牢固，其侧面应平行于基槽；2)根据建筑场地的水准点，用水准测量方法在龙门桩上测设出建筑物的±0.000标高线，其误差应不超过±5mm。3)将龙门板钉在龙门桩上，使龙门板顶面对齐龙门桩上的±0.000标高线。4)分别在轴线桩上安置经纬仪，将墙、柱轴线投测到龙门板顶面上，并钉上小钉作为标志。投点误差应不超过±5mm。5)用钢尺沿龙门板顶面检查轴线钉的间距，应符合要求。 以龙门板上的轴线钉为准，将墙宽线划在龙门板上。采用挖掘机开挖基槽时，为了不妨碍挖掘机工作，一般只测设控制桩，不设置龙门桩和龙门板。 10.3.3基础施工测量1.测设基槽开挖边线和基槽抄平2.测设垫层中线和基础 3.控制基础标高 4.墙体施工测量 10.3.4轴线投测1.悬挂垂球法最简便最原始的垂直投影方法就是用细绳悬挂垂球，比如光学经纬仪的垂球对中、墙体和柱子的竖直等，精度大约为1/1000。将垂球加重，细绳减细，可以提高投影的精度。比如建造高层建筑、烟囱、竖井等工程时，可用10kg～20kg重的特制垂球，用直径0.5mm～0.8mm的钢丝悬挂，将垂球置于油桶中以减小垂球的摆动，在首层的地面上以靠近高层建筑结构四周的轴线点为准，逐层向上悬挂垂球引测轴线或控制建筑结构的竖向偏差，精度可达1/20000。2.经纬仪引桩投测法 3.激光垂准仪投测法 移动网格激光靶 10.3.5高程传递1.钢尺竖直测量法2.钢尺水准测量法3.全站仪天顶测距法 10.3.6建筑变形测量变形观测等级沉降观测位移观测适用范围观测点测站高差中误差(mm)观测点测站坐标中误差(mm)特级≤0.05≤0.03特高精度要求的特种精密工程和重要科研项目变形观测一级≤0.15≤1.0高精度要求的大型建筑物和科研项目变形观测二级≤0.50≤3.0中等精度要求的建筑物和科研项目变形观测；重要建筑物主体倾斜观测、场地滑坡观测三级≤1.50≤10.0低精度要求的建筑物变形观测；一般建筑物主体倾斜观测、场地滑坡观测表10-2建筑变形测量的等级与精度要求 1.沉降观测：布设水准点布设变形点 观测时间增加较大荷重(如浇灌基础，回填土，安装柱子和厂房屋架，砌筑砖墙，设备安装，设备运转，烟囱高度每增加15m左右等)。如中途停工时间较长，应在停工时和复工前进行观测。基础附近地面荷重突然增加，周围大量积水、暴雨及地震后，或周围大量挖方等，均应观测。竣工后要按沉降量的大小，定期进行观测。开始可隔1～2个月观测一次，以每次沉降量在5～10mm以内为限度，否则要增加观测次数。以后随着沉降量的减小，可逐渐延长观测周期，直至沉降稳定为止。变形测量的首次观测应适当增加观测量，以提高初始值的可靠性。沉降观测精密水准仪（DS1级或DS05级）和精密水准尺定期进行二、三等水准测量，测量出建筑物上变形点的高程，从而计算其下沉量。 成果整理 2.位移观测基准线法激光准直法 3.倾斜观测经纬仪投点测距法垂准线法坐标测定法小角度法水准尺法前方交会法 水准尺法前方交会法 4.裂缝观测100mm×300mm的白铁皮在裂缝的两端用油漆划线作标志，直接用钢尺量出。厚10mm，宽约50～80mm的石膏板固定在裂缝的两侧。在建筑物表面上用油漆绘制一方格网，用直尺量取裂缝与方格网的相对位置关系 10.3.7竣工测量设计变更、施工误差和建筑物的变形等原因，使得建筑物的竣工位置往往与原设计位置不完全相符。竣工总平面图包括坐标系统、建筑物、道路、水体、堆山的平面位置和周围地形，主要地物点的解析数据，此外还应附有必要的验收数据、说明、变更设计及有关附图等资料。施工单位进行竣工测量，提供工程的竣工测量成果，作为编绘竣工总平面图的依据。竣工测量的内容包括：建筑物的坐标、几何尺寸，地坪及房角标高，附注房屋编号、结构层数、面积和竣工时间等资料。地下管线的进出口的位置和高程要测定准确，作为备案资料。还要测绘道路、围墙拐角点坐标，绿化地边界等。竣工测量与地形图测量的不同之处主要是竣工测量要测定许多关键细部点的坐标和高程。竣工测量完成后，应提交完整的资料，包括工程的名称，施工依据，施工成果，作为编绘竣工总平面图的依据。编绘时需掌握设计总平面图、系统工程平面图、设计变更的资料、施工放样资料、变形观测资料、施工测量检查及竣工测量资料。 编绘时，先在图纸上绘制坐标格网，再将设计总平面图上的图面内容，按其设计坐标用铅笔展绘在图纸上，以此作为地图，并用红色数字在图上表示出设计数据。每项工程竣工后，根据竣工测量成果用黑色绘出该工程的实际形状，并将其坐标和高程标注在上面。黑色和红色之差，即为施工与设计之差。竣工总平面图上应包括建筑方格网点，水准点、厂房、辅助设施、生活附属设施、架空及地下管线、铁路等建筑物或构筑物的坐标和高程，以及空地和未建区的地形。分类编图。如综合竣工总平面图，交通运输竣工总平面图和管线竣工总平面图等等。比例尺—般采用1︰1000。如不能清楚地表示某些特别密集的地区，也可局部采用1︰500的比例尺。竣工总平面图的符号应与原设计图的符号一致，在竣工总平面图上一般要用不同的颜色表示不同的工程对象。竣工总平面图编绘完成，应经原设计及施工单位技术负责人审核、会签。 10.4工业建筑施工测量10.4.1厂房柱子安装测量1.柱列轴线的测设 2.柱基的测设柱基测设就是为每个柱子测设出四个柱基定位桩，作为放样柱基坑开挖边线、修坑和立模板的依据。柱基定位桩应设置在柱基坑开挖范围以外。3.基坑的高程测设当基坑开挖到一定深度时，应在坑壁四周离坑底设计高程0.3~0.5m处设置几个水平桩，作为基坑修坡和清底的高程依据。 4.垫层和基础放样在基坑底设置垫层标高桩，使桩顶面的高程等于垫层的设计高程，作为垫层施工的依据。5.基础模板的定位如图所示，完成垫层施工后，根据基坑边的柱基定位桩，用拉线的方法，吊垂球将柱基定位线投影到垫层上，用墨斗弹出墨线，用红油漆画出标记，作为柱基立模板和布置基础钢筋的依据。立模板时，将模板底线对准垫层上的定位线，并用垂球检查模板是否竖直，同时注意使杯内底部标高低于其设计标高2~5cm，作为抄平调整的余量。拆模后，在杯口面上定出柱轴线，在杯口内壁上定出设计标高。 6.柱子吊装测量1)柱子安装的精度要求①柱脚中心线应对准柱列轴线，偏差应不超过±5mm。②牛腿面的高程与设计高程应一致，误差应不超过±5mm(柱高≤5m)或±8mm(柱高≤8m)。③柱子全高竖向允许偏差应不超过1/1000柱高，最大应不超过±20mm。2)柱子吊装前的准备工作柱子吊装前，应根据轴线控制桩，将定位轴线投测到杯形基础顶面上，并用红油漆画上“▼”标明，在杯口内壁，测出一条高程线，从该高程线起向下量取10cm即为杯底设计高程。在柱子的三个侧面弹出中心线；根据牛腿面设计标高，用钢尺量出柱下平线的标高线，如图所示。 校正柱子时，应注意下列事项：①严格检验校正用的经纬仪。因为校正柱子时，往往只能用盘左或盘右观测，仪器误差影响较大。操作时，应注意使照准部管水准气泡严格居中；②在两个方向上校正好柱子的垂直度后，应复查平面位置，检查柱子下部的中线是否对准基础轴线；③当校正变截面柱子时，经纬仪应安置在轴线上校正，否则容易产生差错；④在烈日下校正柱子时，柱子受强太阳光照射后，容易向阴面弯曲，使柱顶有一个水平位移。因此，应选在早晨或阴天时校正。⑤当安置一次仪器校正几根柱子时，仪器偏离轴线的角度β最好不要超过15°。 10.4.2吊车梁安装测量如图所示，吊车梁吊装前，应先在其顶面和两个端面弹出中心线。 安装步骤如下：①如图，利用厂房中心线A1A1，根据设计轨道距离在地面上测设出吊车轨道中心线A′A′和B′B′。②安置经纬仪于吊车轨道中心线的一个端点A′上，瞄准另一端点A′，仰起望远镜，即可将吊车轨道中心线投测到每根柱子的牛腿面上并弹出墨线。③根据牛腿面的中心线和梁端中心线，将吊车梁安装在牛腿上。④吊车梁安装完后，应检查吊车梁的高程，可将水准仪安置在地面上，在柱子侧面测设+50cm的标高线，再用钢尺从该线沿柱子侧面向上量出至梁面的高度，检查梁面标高是否正确，然后在梁下用铁板调整梁面高程，使梁面垫板标高允许偏差±2mm。 10.4.3吊车轨道安装测量安装吊车轨道前，须先对梁上的中心线进行检测，此项检测多用平行线法。首先在地面上分别从两条吊车轨中心线向厂房中心线方向量出长度a=1m，得到两条平行线和，然后安置经纬仪于平行线一端点上，瞄准另一端点，固定照准部，仰起望远镜投测。此时另一人在梁上左右移动横放的水准尺，当视线正对水准尺上1m刻划时，水准尺零点应与梁面上的中心线重合。如不重合可用撬杠移动吊车梁予以改正，使吊车梁中心线至或的间距等于1m。将吊车轨道按中心线安装到吊车梁上后，可将水准仪安置在吊车梁上，水准尺直接放在轨顶上进行检测，每隔3m测一点高程，与设计高程相比较，误差应在±2mm以内。还要用钢尺检查两吊车轨道间跨距，与设计跨距相比较，误差不得超过±2mm。