建筑工程测量教案.docx

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建筑工程测量教案

第一章绪论

第一章第一节测量概述

知识目标：

熟悉工程测量的任务、内容

能力目标：

掌握工程测量的一般程序与工作原则

概述

建筑工程一般分为工业建筑工程与民用建筑工程两大类。

所有的建筑物、构筑物设计工作完成后，就进入施工阶段。

各项工程在施工阶段所进行的测量工作，称为施工测量。

施工测量的基本任务是施工放样（亦称测设）。

根据施工图，按照设计和施工的要求，将设计好的建筑物的位置、形状、大小及高程。

在实地标定出来。

放样工作是施工的眼睛、基础，离开放样工作，施工就无从谈起，放样精度的高低，直接影响施工的质量。

施工测量贯穿于建筑物施工阶段的全过程：

准备阶段：

需进行场地平整，将图上设计建筑物的位置测设到地面上；

施工期间：

开挖基槽，砌筑基础和墙身等，要标定轴线和标高；建筑物构件安装与机器设备安装，作轴线定位和安装高程测量，为检查沉降情况，在施工及运营中，要进行变形观测。

运营期间：

在运营中为便于管理、维修、扩建等，要进行竣工测量。

二、施工测量的程序：

施工测量也要遵循“从整体到局部，由控制到细部”的基本原则。

1、在建筑物地上先建立统一的平面和高程控制网；

2、根据控制点的点位来测设建筑的轴线；

3、根据轴线测设各个细部（基础、墙、桩、梁、门窗等等）

优点：

1>采用这种放样程序能保证精度均匀。

2>可使放样工作有条理。

3>有利于保证各建筑物间的几何关系

三、施工测量的特点：

1、测设工作不同于测图工作。

二者过程相反。

测图是将地面上的特征点位测绘到图上，而测设是将设计的位置和大小测设到实地上。

为了使点位正确无误，必须在测设前认真阅读图纸，了解设计意图及施工要求，对图纸的设计尺寸及标高认真核对，确保数据正确无误。

这是正确放样的先决条件。

2、测设与测图的精度不一样。

测图的精度是按测图比例尺的大小确定的。

测设的精度是根据工程的性质、与已有建筑物的关系及建筑区的地形、和地质情况来决定。

测设精度可分两种：

1、测设整个建筑物（即测设建筑物的主要轴线）对周围原有建筑物或与设计建筑物之间相对位置的精度；

2、建筑物各部分对其主要轴线的测设精度。

第一种精度取决于测图的精度、测图比例尺及图解精度，第二种精度取决于建筑物的材料、用途和施工方法等。

Eg.高层建筑物的测设精度应高于钢筋砼厂房；

装配式建筑物的测设精度应高于非装配式建筑物；

连续生产自动作业线的厂房精度高于非连续、非自动生产线的厂房。

精度过高或过低都不妥。

3、施工测量是施工的先导，对保证工程度量和施工进度起着重要作用。

1）根据工程实际、设计精度要求，选择测量仪器和制定施测方案，使施工测量与施工进度、精度密切结合。

2）加强内业的检核工作。

为使控制测量、细部测设均满足其精度要求，每一步工作都要反复检核，防止错误发生。

四、施工测量的要求

1.测设点位正确，且满足施工要求。

现代化的建筑工程，规模大、精度高、速度快，各种新技术、新方法都应用到了施工之中，一切都在变，但这一点不能变。

2.树立测量工作服务于施工的思想。

在实际工作中，放样是分次按需要进行，不可能一次性放出。

（过早地放出，标桩亦不易保护。

）测量工作者必须做到那里需要那里去。

放样是施工的一个组成部分，必须与施工人员组织计划相协调。

在精度和速度方面满足施工的要求，尽可能地避开施工干扰。

测量人员必须具有高度的责任心，做到胆大心细，确保质量。

4本课程学习的目的与内容简介

通过设疑、答疑引入工程测量的目的，对照课程目录解说本课程学习的主要内容及能力要求。

二、工程测量的概念

1.工程测量学的任务和内容

工程测量学的含义——指的是研究工程建设在勘测设计阶段、施工准备阶段、施工阶段、竣工验收阶段以及交付使用后的服务管理阶段所进行的各种测量工作的一门科学。

工程测量学的任务——为工程建设服务

工程测量学的内容——测定和测设

工程测量学的实质——确定点的位置

测定——指的是用恰当的测量仪器、工具和测量方法对地球表面的地物和地貌的位置进行实地测量并按照一定的比例尺缩绘成图的过程。

（包括图根控制测量、地形测量、竣工测量、变形测量等）

测设——指的是用恰当的测量仪器、工具和测量方法将规划、设计在图上的建筑物、构筑物标定到实地上，作为施工依据的过程。

（包括建筑基线及建筑方格网的测设、施工放样、设备安装测量等）

2.建筑工程测量的内容

⑴工程规划设计阶段——测绘地形图

⑵工程施工准备阶段——按图样要求实地标定建筑物、构筑物的平面位置和高程

⑶施工阶段——对施工和安装工作进行检验、校核

⑷管理阶段——定期进行变形观测（大型和重要建筑物）

工程建设的每一个阶段都离不开测量工作，测量的精度和速度直接影响到整个工程的质量和速度。

测量放线工——进行工程建设的施工测量

3.测量工作的一般程序

⑴从整体到局部

⑵从高级到低级

⑶先控制后细部

4.测量放线工的工作原则

⑴严格按建筑工程施工设计图样的要求进行施工测量

⑵按建筑工程施工组织设计的安排及时进行有关测量工作

⑶严格按测量规范和细则进行测量工作

⑷边工作边检核

第一章第二节地面点位的确定

知识目标：

掌握地面点位的确定方法及建筑工程施工图的识读方法

能力目标：

能识读一般的建筑工程施工图

一、地面点位的确定及地球曲率对测量的影响

测量的基准线——铅垂线

测量的基准面：

⑴水准面（曲面，大地水准面或任意水准面）

⑵水平面（平面，适用于小测区）

地面点的确定——高程+平面位置（地理坐标或平面直角坐标）

地球曲率对测量的影响：

⑴对距离测量影响相对较小，半径小于10km的测区可以水平面代替水准面

⑵对高程测量影响很大，可用公式△h=D2/2R进行修正或用适当的测量方法消除

二、对地形图的要求

比例尺精度——某比例尺图上0.1mm的实地距离

选择测图比例尺的原则：

⑴要满足设计对地形图精度的要求

⑵要考虑测量工作的经济性与合理性

第一章第三节测量的基本内容与基本原则

一、三项基本工作是：

测量角度、测量距离、测量高程

二、测量的基本原则

先整体后局部、先控制后碎部、从高级到低级

（1）布局上：

从整体到局部

（2）次序上：

先控制后碎部

（3）精度上：

由高级到低级

三、建筑工程施工图的识读

1.基本概念

⑴建筑物的分类：

工业建筑、民用建筑

⑵建筑结构的分类：

木结构、混合结构、钢结构、钢筋混凝土结构

⑶建筑施工图（蓝图）分类：

建筑总平面图：

有坐标格网、控制点、风玫瑰、等高线等

建筑施工图：

有平面图、立面图、剖面图、详图及说明，编号为“建施×或J×”

结构施工图：

有平面布置图、剖面图、构件详图及说明，编号为“结施×或G×”

暖卫施工图：

有平面图、透视图、详图，编号为“暖施×”

电气施工图：

有平面图、系统图、详图，编号为“电施×”

2.建筑施工图中的线条、符号及名称

⑴线条

定位轴线、剖面剖切线、中心线、尺寸线、引出线、折断线、虚线、波浪线

⑵索引标志

表示图上该部分另有详图。

表示方法有四种，如图1-16。

⑶符号

对称符号、连接符号、钢筋符号、型钢符号、构件符号、门窗符号、其他符号

⑷图例

⑴总平面及运输图例

⑵建筑材料及配件图例

⑶建筑配件及运输装置图例

⑷卫生设备图例

⑸钢筋焊接接头标注方法

⑹孔、螺栓、铆钉图例

⑺图形符号表示焊缝剖面的基本形式

⑻辅助符号表示焊缝的辅助要求

⑼常用焊接接头的焊缝代号标注方法

3.识图方法与步骤

⑴识图方法

先建筑图后结构图

先平面图后立（剖）面图

先轮廓后细部

先粗后细

图样与说明对照看

建筑施工图与结构施工图对照看

⑵识图步骤

a.看目录

b.看设计总说明

c.看平面图

d.看立面图、剖面图

e.形成一个整体概念后按建筑、结构、详图顺序看图，记下遇到的问题以待解决

f.通阅图样后，按不同工序的施工要求，将图样再细读

g.在看图中把建筑图和结构图相互对照看，看有无矛盾，结构上能否施工

h.看图中，应边看图样边作笔记，记下关键内容，如轴线尺寸、开间尺寸、层高、楼高，主要梁、柱的截面尺寸、长度、高度，砂浆标号、混凝土标号等

4.识读建筑总平面图

⑴建筑总平面图特点

建筑总平面图是表明新建筑物所在位置及其周围的平面情况布置图。

可以是几幅图，也可以是一幅图。

（建筑红线范围之内）

A.与建筑平面图的区别

建筑平面图中的建筑物（构筑物）只采用比例符号表示。

B.与建筑施工平面图的区别

建筑施工平面图的内容较多，还包括施工用的临时设施。

⑵建筑总平面图识读方法

A.识读新建房屋的具体位置

B.识读房屋±0.000的绝对标高

C.识读房屋定位坐标

D.识读与房屋建筑有关的事项，如道路、水源干线、下水管道干线、电源引入位置、电杆位置以及有关地物

第二章第一节第二节水准测量原理及水准仪的使用

知识目标：

水准测量原理及水准仪的基本结构、使用方法。

能力目标：

能按要求操作水准仪及准确读数

高程是确定地面点位置的一个要素。

高程测量的方法：

水准测量（精密测定高程）、三角高程测量。

一、水准测量原理

水平视线→测定两点高差→推算高程

hAB=a-b（a—后视读数，b—前视读数）

HB=HA+hAB=HA+a-b

二、水准仪

1．水准仪作用

提供水平视线。

2．水准仪构造（DS3）

⑴望远镜

提供视线

⑵水准器

有圆水准器和管水准器两种。

水准器气泡居中（由微倾螺旋调整），则视线水平

⑶基座

连接三脚架，用其脚螺旋可粗略整平仪器

3．水准尺和尺垫

水准尺有直尺、折尺、塔尺之分，精度要求高时采用直尺。

尺垫即尺台，有三角形、圆形之分，防止尺子下沉。

三、水准仪的使用

1.安置与粗略整平

支开三脚架，架头基本水平，用连接螺旋将水准仪与三脚架固连，用脚螺旋使圆水准器粗略整平。

2.瞄准

松开望远镜制动螺旋，用准星、缺口粗略瞄准。

调节目镜螺旋使十字丝清晰；转动物镜对光螺旋，使水准尺的分划呈像清晰；转动微动螺旋使十字丝纵丝对准水准尺。

3.精确整平和读数

转动微倾螺旋使水准管的气泡精确居中，并立即读数（由上往下读）。

4.消除视差

通过反复调节目镜调节螺旋、物镜对光螺旋使十字丝和水准尺均呈像清晰，眼睛上下晃动时读数稳定。

第二章第三节第四节水准测量外业观测及内业计算

知识目标：

水准测量的一般方法和要求

能力目标：

能利用水准仪按要求完成水准路线的观测

一、水准测量的一般方法

水准测量是按照一定的水准路线进行的。

当所测两点的距离或高差过大时，需在两点之间分段进行，逐段安置仪器，依次测出各段高差，而后测算两点的高差。

即h1=a1-b1

h2=a2-b2

……

hn=an-bn

有hAB=∑h=∑a-∑b

水准测量手簿

测站

测点

后视读数（m）

前视读数（m）

高差（m）

高程

（m）

备注

1.852

1.194

71.632

TP1

0.658

TP1

1.672

0.312

TP2

1.360

TP2

1.029

0.443

TP3

1.472

TP3

1.754

0.358

1.396

73.053

=71.632+1.421

计算校核

∑a=6.307∑b=4.886∑h=+1.421∑a-∑b=6.307-4.886=+1.421

TP1、TP2、TP3——转点，起传递高程的作用。

二、水准测量的校核方法和精度要求

㈠测站校核

1.改变仪高法

2.双面尺法

黑面为基本面，起始读数为0；红面为辅助面，起始读数有4687mm或4787mm两种。

㈡路线校核

1.闭合水准路线

水准点BM1（BenchMark）高程已知，由该点出发依次测定1、2、3点的高程后，再回到BM1点组成闭合水准路线。

∑h理=0，但往往

∑h≠0，存在高差闭合差△h,即

△h=∑h

等外水准测量要求：

△h允=±40L1/2或±10n1/2

2.附合水准路线

水准点BM1、BM1高程均已知，从BM1点开始依次测定1、2、3点的高程，最后附合到BM2点上，组成附合水准路线。

理论上∑h测=H终-H始,实际上两者往往不相等，存在高差闭合差

△h=∑h测-（H终-H始）

等外水准测量要求：

△h允=±40L1/2或±10n1/2

3.支水准路线

只有一个已知水准点BM1，需要往返测进行校核，高差闭合差

△h=h往-h返

等外水准测量要求：

△h允=±40L1/2或±10n1/2

注：

路线长度或测站数以单程计。

三、水准路线闭合差的调整与高程计算

1.闭合和附合水准路线高差闭合差的调整

误差与路线长度或测站数成正比，根据这个原则，将闭合差反其符号，按路线长度或测站数成正比分配到各段高差观测值上。

高差改正值为

△hi=△h*Li/∑L或

△hi=△h*ni/∑n

2.支水准路线高差闭合差的调整

取往测和返测高差绝对值的平均值作为两点的高差值，其符号与往测同。

第二章第五节第六节自动安平水准仪和电子水准仪

自动安平水准仪概念

自动安平水准仪（automaticlevel）是指在一定的竖轴倾斜范围内，利用补偿器自动获取视线水平时水准标尺读数的水准仪。

是用自动安平补偿器代替管状水准器，在仪器微倾时补偿器受重力作用而相对于望远镜筒移动，使视线水平时标尺上的正确读数通过补偿器后仍旧落在水平十字丝上。

自动安平的补偿可通过悬吊卜字丝，在物镜至十字丝的光路中安置一个补偿器，和在常规水准仪的物镜前安装单独的补偿附件等3个途径实现。

用此类水准仪观测时，当圆水准器气泡居中仪器放平之后，不需再经手工调整即可读得视线水平时的读数。

它可简化操作手续，提高作业速度，以减少外界条件变化所引起的观测误差。

自动安平水准仪补偿器

（1）补偿器种类

　　自动安平水准仪补偿器，按照阻尼方式可分为空气阻尼补偿器和磁阻补偿器。

其中磁阻尼补偿器按照构造不同有可分为台式磁阻尼补偿器、交叉式磁阻尼补偿器。

（2）不同种类补偿器应用情况

　　空气阻尼补偿器，受环境周边磁场影响小，但由于装配工艺复杂多应用于产量不大、精度要求高的自动安平水准仪。

　　交叉式磁阻尼补偿器，装配工艺简单、部件精度要求不是很苛刻、成本低廉，但该补偿器对于倒置后若经受较强烈震动后，由于吊线弯折变形引起补偿功能失效的概率非常高；所以这种补偿器目前被广泛应用于中低档自动安平水准仪，而很少被应用于高档仪器当中。

　　台式磁阻尼补偿器，装配工艺相对复杂、对部件要求比较高、成本比较高，但由于抗震优于其它补偿器，多被应用于中、高档自动安平水准仪。

自动安平水准仪工作原理是什么？

自动安平水准仪依靠圆水准泡进行粗略调平,这项工作的目的是让水准仪的望远镜轴粗略的处于水平状态.自动安平水准仪与微倾水准仪的最大不同在于它的补偿器,我们知道微倾水准仪是依靠复合气泡来使望远镜轴精确处于水平位置,而自动安平的仪器则依靠补偿器来使视线轴处于水平.

补偿器的工作原理是利用地球引力进行工作的,它将一组透镜用掉丝悬挂,在地球引力的作用下,悬挂的透镜始终垂直于地面,当仪器没完全整平时,也就是望远镜轴于水平线有一夹角（i角）,则相应的补偿器会始终垂直于地面,其也将与望远镜轴产生夹角（i+90度角）,经过悬挂的透镜,我们的视线就会得到改正,使我们得到正确的水平视线.

也就是说自动安平的水准仪可以在不完全整平的情况下正常工作,但由于悬挂物的空间和精度限制,自动安平是有范围的,一般的补偿器的有效工作范围是3分,按这样分析,只要仪器是校正好了的,你的圆气泡没有必要完全居中,只要粗略的调整到中间位置（一般水准仪圆气泡中间都有个黑圈,只要在黑圈内就OK）,就能进行测量.

因此,自动安平水准仪优于老式的微倾水准仪的地方在于:

1.整平快（不需要精确整平）.2.由于不需要调整复合气泡,则消除了因这项观测引起的视觉误差.3.地球引力是始终可靠的,除非仪器补偿器故障,它在大多数情况下都是实用的.

电子水准仪

1、了解构造与测量原理

2、了解基本操作

第二章第七节微倾式水准仪的检验和校正

⏹水准仪的主要轴线及应满足的条件

⏹①圆水准器轴L′L′∥竖轴（次要条件）

⏹②十字丝横丝⊥竖轴VV（次要条件）

⏹③水准管轴LL∥视准轴CC（主要条件）

水准仪轴线间关系。

水准仪的几何轴线

1、

（1）圆水准器的检校

⏹①检验

⏹使圆水准器气泡居中，然后在仪器水平方向旋转180°，若气泡仍居中，则满足要求，否则应校正。

⏹②校正

⏹用校正针拨圆水准器的校正螺旋，使气泡退回偏离值的一半。

⏹DS3微倾式水准仪的检验和校正

⏹

（2）十字丝分划板的检校

⏹①检验

⏹整平仪器，用十字丝中横丝的交点对准一点状目标，拧紧制动螺旋，转动微倾螺旋，若点状目标始终在中横丝上移动，则满足要求，否则，需校正。

⏹②校正

⏹松开十字丝分划板固定螺丝，转动十字丝环，使中横丝末端与点状目标重合，再旋紧固定螺丝。

⏹（3）水准管的检校

①检验

⏹Ⅰ在较平坦的地段选相距80m左右的A、B两点，在中间安置仪器，测A、B两点间的高差hAB＝a1－b1（此时消除了i角的误差），至少测两次高差，高差之差不大于3mm时取平均值即为正确高差。

⏹Ⅱ将仪器搬至A点（或B点）近旁（距水准尺3m左右），再测A点到B点的高差：

⏹h′AB＝a′2－b′2＝a近－b远

⏹若h′AB等于正确高差,说明水准管轴与视准轴平行,此时满足要求;

⏹若h′AB不等于正确高差,相差超过5mm,则需要校正。

⏹②校正

⏹Ⅰ.根据公式算出远尺的正确读数h′AB＝a近－b远

⏹式中:

h′AB为用仪器安置在中间时的平均高差hAB代替；

⏹a近为近尺的正确读数。

⏹远尺的正确读数为:

⏹b远（正确）＝a近－hAB

⏹Ⅱ.调节微倾螺旋,使远尺读数b远变为远尺的正确读数b远（正确）。

⏹Ⅲ.用校正针拨水准管的校正螺旋，使管水准气泡居中，则水准管轴水平。

第三章角度测量

第三章第一节角度测量原理

知识目标：

角度测量原理及经纬仪的结构原理

能力目标：

能按要求操作经纬仪及准确读数

一、经纬仪的用途与结构

1.经纬仪的用途

可直接测量水平角和竖直角，也可间接测量水平距离和高差。

2.光学经纬仪

采用光学度盘及手工旋转测微器进行读数。

基本结构包括：

⑴照准部

上部可转动部分，包括望远镜、横轴、竖盘、支架、竖轴、水平度盘水准器及光学读数系统。

⑵水平度盘

在优质玻璃上刻划了00-3600的分划，度盘分划值为10。

⑶基座

有三个角螺旋，用于整平仪器；基座借助中心螺旋与三脚架连接。

读数方法：

采用分微尺测微器（分微尺最小分划为1′），直接读出°、′，估读″（6″的整数倍）。

3.电子经纬仪

采用光电扫描度盘，可自动显示读数，与电子数据相连后，还能自动记录测量数据，使测量数据采集自动化。

二、经纬仪的安置与照准

用经纬仪观测水平角时，必须把仪器安置在测站上。

经纬仪的安置包括对中和整平两项工作。

仪器安置后，即可进行照准。

1.经纬仪的安置与收仪器

项目

操作要点

安置三脚架

一手握住三脚架架头，打开扣带，三腿并在一起，另一手松开脚架各个伸缩螺旋，将脚架伸长；脚架平台基本水平。

脚架撑开的跨度合适

脚架打开后，三脚架两两之间约成60°—70°角。

脚架高度与身高相适应

高度约与嘴平齐；

取仪器及连接仪器

双手配合打开仪器箱扣，一手开箱，另一手握住水准仪照准部取出，顺手随即将仪器箱关上；一手拿仪器上架，不得松手，另一手同时拧紧中心螺旋。

粗略对中方法

架设脚架时大致对准测站点；用光学对点器对中，眼睛看对中器，双手分别摆弄两个架腿对中。

粗略整平方法

采用伸缩脚架的方式粗略整平仪器

精确整平方法

管气泡与两个脚螺旋连线方向平行，双手相对转动两个脚螺旋使气泡居中；转90度后用第三个脚螺旋使气泡居中。

精确对中方法

平移仪器的方法精确对中。

收仪器方法

一手握水准仪照准部，另一手松开所有制动螺旋；将仪器卸下，一步到位放置好仪器，并随手关箱、上扣。

收脚架方法

将脚架收拢，松开各个螺旋，将伸长的脚架还原，拧紧各螺旋，扣好带子。

⑵照准

仪器安置好后，即可进行照准目标。

a.调节望远镜目镜使十字丝清晰。

b.松开照准部制动螺旋，转动照准部并通过光学瞄准器大约对准目标，拧紧照准部和望远镜制动螺旋。

c.转动物镜对光螺旋，使物象清晰，并消除视差。

d.转动照准部和望远镜微动螺旋，准确对准目标（应尽可能照准目标基部，且每次都应照准目标的同一部位；当目标窄于十字丝双丝距时宜采用双丝夹，目标宽于双丝距时宜用单丝平分）。

第七讲经纬仪

（二）

知识目标:

利用经纬仪进行角度测量的原理与方法

能力目标：

能合理选用观测法实施水平角的观测并完成相应的校核与计算

一、水平角观测

㈠测回法

适用于观测单角，如右图所示的∠MON。

在测站O点安置经纬仪，分别用盘左、盘右位置照准目标M、N并进行读数。

盘左位置：

竖盘在望远镜视准方向的左侧。

盘右位置：

竖盘在望远镜视准方向的右侧。

（目的：

检核及消除仪器误差的影响。

）

水平角观测手簿（测回法）

测站

竖盘位置

目标

水平度盘读数

半测回

角值

一测回

角值

各测回

平均角值

备注

左

0°01′30″

68°05′42″

68°05′45″

68°05′44″

68°07′12″

右

180°01′42″

68°05′48″

248°07′30″

左

90°02′36″

68°05′36″

68°05′42″

158°08′12″

右

270°02′48″

68°05′48″

333°08′36″

一个测回的观测程序：

上半测回：

M（盘左）→N（盘左）

∠MON左=n左–m左

下半测回：

N（盘右）→M（盘右）

∠MON右=n右–m右

当观测精度达到要求时【一般要求不符值（水平角上、下两个半测回角值差）≤±40″】，一个测回的结果为

∠MON=（∠MON左+∠MON右）/2

㈡全圆测回法

适用于观测方向在三个及以上的情况，如右图所示。

在测站O点安置经纬仪，分别用盘左（依次照准目标A、B、C、D、A并进行读数）、盘右（依次照准目标A、D、C、B、A并进行读数）位置完成一个测回中的上、下两个半测回。

OA为起始方向，也称零方向，每个半测回均要“归零”，“半测回归零差”要求≤±24″。

全圆方向法观测手簿

测

站

测

回

数

目

标

读数

平均读数

[左+（右±180°）]/2

归零后之

方向值

各测回

归零后之

方向值

略图及

角值

盘左

盘右

°′″

″

°′″

00100

1800118

-18

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