工程测量培训资料.docx
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工程测量培训资料
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测量培训资料
主要内容：
●一、测量的主要任务与内容
●二、测量工作准备
●三、测量工作原则
●四、水准测量与水准仪
●五、坐标正算和反算
●六、角度测量与经纬仪
●七、全站仪的使用
●八、房建工程施工控制测量
●九、房建工程施工测量人员安全操作要点
●十、施工测量中质量事故的预防措施
●十一、测量仪器的维护及保养
二零一七年八月
一、测量的任务与主要内容
●测量学的主要内容是测绘-应用-测设，而在施工阶段的主要测量任务是测设，即施工时将设计的工程结构物的平面位置和高程在实地按设计数据测定，也称为放样。
●房建测量是房建工程施工中非常重要的一项工作，它服务于房建工程建设的每一个阶段，贯穿于房建工程的始终，测量的精度直接影响到整个工程的质量。
所以，作为一名测量员应掌握工程测量的基本知识和基本技能，熟练掌握常用的测量仪器和工具的使用方法。
●施工测量的主要工作有：
1〕长度的测设；2〕角度的测设〔方位角、水平角、竖直角〕；3〕建筑物细部点位置的测设〔先定位控制桩，再根据控制桩和图纸给定尺寸进行轴线测设〕。
二、测量工作准备
●工程开工前，应在全面熟悉设计文件的基础上，应由施工单位对建设单位（或其委托的单位）给定的原始基准点、基准线和标高等测量控制点进行复核〔采用控制测量的方法或检查控制点之间的夹角、距离，当出现偏差较大的情况，请相关单位协助分析解决〕，并做好保护措施。
●注：
沪规土资执〔2015〕308号《上海市建设项目放样复验、竣工规划验收检查工作标准》规定：
建设单位〔个人〕应当委托经市测绘管理部门备案发布具备测量资质的测绘单位进行建设项目的开工放样复验及竣工验收的现场测量，并制作测量报告。
测量报告的格式、标准等应符合市测绘管理部门的规定要求。
●测量人员需掌握水准仪、经纬仪、全站仪测量原理、操作以及相关计算。
三、测量工作的原则
●必须遵守“从整体到局部，先控制后碎部，由高级到低级”的原则。
●设计数据、基准点、基准线、及计算准确无误。
●保证测量仪器精度，所用仪器必须定期检定校准。
●步步复核。
测量过程中一旦发现数据错误或达不到精度要求必须找出原因，返工重测，各个环节做到准确无误。
四、水准测量与水准仪
1、绝对高程与相对标高
●绝对高程是以一个国家或地区统一规定的基准面作为零点的标高。
我国规定以青岛附近黄海的平均海平面作为高程的零点，所计算的标高称为绝对高程。
开工前测绘单位提供的基准点一般为为绝对高程。
●相对标高：
一般以建筑物室内首层主要地面高度为±零作为标高的起点，所计算的标高称为相对标高。
平、立、剖面图中标注的标高一般为相对标高。
2、水准尺与水准仪
1〕水准尺分为单面尺和双面尺。
单面尺有单面刻度，双面尺有双面刻度。
双面水准尺,尺长为3m，两根尺为一对。
尺的双面均有刻划，一面为黑白相间，称为黑面尺〔也称主尺〕；另一面为红白相间，称为红面尺〔也称辅尺〕。
两面的刻划均为1cm，毫米需估读，在分米处注有数字。
两根尺的黑面尺尺底刻划均从零开始，而红面尺尺底，一根从4.687m开始，另一根从4.787m开始〔这两个常数称为零点差〕。
在视线高度不变的情况下，同一根水准尺的红面和黑面读数之差应等于常4.687m或4.787m，以此可以检核读数是否正确。
双面尺用在小区域内三、四等高程控制测量〔线路总长不大于50㎞〕。
塔尺多用在建筑物细部点标高测量。
2〕尺垫。
水准线路中需要设置转点之处，为放置观测过程中尺点的下沉而影响正确读数，应在转点处放置尺垫〔如下列图所示〕。
双面尺尺垫
3〕水准仪的等级及用途
●其中:
DS3主要用于国家三四等水准测量及工程测量。
●水准仪的构造〔见下列图〕
自动安平DS3型水准仪
4〕水准仪的安置
手动安平水准仪：
粗平→瞄准→精平→读数；
自动安平水准仪，内置水平补偿器，“精平”能够自动完成，故不需要此项操作：
粗平→瞄准→读数。
3、水准〔标高〕测量原理
●公式：
HB=HA+a-b
hAB=a-b
注：
1）A点为已知点，称为后视点；水准尺读数a称为后视读数；
2）B点为待测点，称为前视点；水准尺读数b称为前视读数;
3）3）hAB为A点至B点高差。
水准测量示意图
4、连续水准测量
假设两点的距离较远，或高差较大，或不能直接通视，不可能安置一次水准仪即可测定其高差。
此时，可沿着一条路线进行水准测量，中间加设假设干个临时立尺点，称转点〔turningpoint,TP〕，依次安置水准仪，测定相邻点间的高差〔连续水准测量〕，最后取各高差的代数和，得起、终两点间的高差〔如下列图所示〕。
连续水准测量示意图
1〕依次测得相邻两点间高差：
h1=a1-b1
h2=a2-b2
......
hn=an-bn
2〕计算A到B两点高差HAB=∑h=∑a-∑b
3〕最后得出B点标高HB=HA+hAB
5、水准测量的方法及成果整理
1〕水准点。
水准点是埋设稳固并通过水准测量测定其高程的点。
水准测量一般是在两水准点之间进行，从已知水准点出发，测定待定水准点的高程。
2）水准路线。
在水准点之间进行水准测量所经过的路线称为水准路线，两水准点之间的一段路线称为侧段。
按照已知高程水准点及待测点的分部情况和实际需要，水准路线有一下几种形式：
●闭合路线。
满足条件：
∑h理=0
高差闭合差fh=∑h测
●附合水准路线。
满足条件：
∑h理=H终-H始
高差闭合差：
fh=∑h测-∑h理
●支水准路线。
满足条件：
理论上∑h往+∑h返=0
高差闭合差：
fh=∑h往+∑h返
3〕水准测量方法。
水准点之间有一定距离，因此，从一个已知高程的水准点出发，必须用“连续水准测量”的方法，才能测定另一个待定水准的高程。
在进行连续水准测量时，假设在其中任何一个测站上仪器操作有失误，或任何一次前视或后视水准尺上读数有错误，都会影响高差观测值的正确性。
因此在每一个测站的观测中，为了能及时发现观测中的错误，通常用两次仪器高法或双面尺法进行水准测量。
●两次仪器高法，即假设两次不同高度仪器进行两次观测，据此检查高差是否正确。
检核方法：
两次测得的高差相差在5㎜以内。
AB。
观测数据的记录和计算见下表。
水准测量记录表〔两次仪器高法〕
●双面尺法。
用双面尺法进行水准测量时，需用有红、黑两面分划的水准尺，在每一测站上需要观测后视和前视水准尺的红、黑面读数，并需通过规定的检核。
检核方法：
检验零点差，允许差数±3㎜；
根据前、后视尺的红、黑面读数，分别计算红面高差和黑面高差，两个高差
的允许差数为±5㎜。
例：
下表为用双面尺法进行一条支水准路线的往、返水准测量的记录。
从已知水准点BM.A测至待定水准点BM.B，所用双面水准尺的零点差为4787㎜，水准路线长度L=0.75㎞。
通过测站检核，取往、返测高差总和的平均值，最后计算待定点的高程。
4〕水准测量成果整理
●高差闭合差计算
由于测量仪器的精密程度和观测者的分辨能力都有一定的限制，同时还收到观测环境的影响，观测值中含有一定范围内的误差是不可防止的。
各种水准路线的高差闭合差是水准测量存在观测误差的反映，如果在规定范围内，则认为精度合格，水准测量成果可用；否则，应返工重测，直至符合要求为止。
允许的高差闭合差是根据研究误差产生的规律和实际工作需要而制定的。
普通水准测量允许的高差闭合差规定为：
fh允=±40
㎜
式中，L为水准路线长度，以㎞为单位〔往、返测为单程长度〕。
在山地或丘陵地区，当每千米水准路线中安置水准仪的测站数超过16站时，允许的高差闭合差可改用下式计算，即：
fh允=±12
㎜
式中，n为水准路线中的测站数。
●高差闭合差的分配和高程计算
当水准路线中的高差闭合差小于允许值时，可以进行高差闭合差的分配、高差改正和高程计算。
对于闭合水准路线或附合水准路线，按与距离〔或测站数〕成比例的原则，将高差闭合差反其符号进行分配，以改正各水准点间的侧段的高差对于支水准路线，则取往、返测高差绝对值的平均值，作为改正后的高差。
例:
如图为某附合水准路线观测成果示意图，BM.A和BM.B为高程已知的水准点，BM1、BM2、BM3为高程待定的水准点，箭头线表式水准测量进行的放线，路线上方的数字为观测的侧段高差，下方的数字为侧段长度。
该水准路线的成果整理在下表中进行。
附合水准路线观测成果示意图
5〕水准仪的校验与校正
存在i角误差：
仪器尽量架在两点中间位置，减少i角对高差的值影响。
五、坐标正算和反算
1、坐标方位角〔方位角〕
在城市直角坐标系中的任一点，统一将平行于X轴〔测量学中的X轴线指纵坐标，区别数学中纵横坐标〕的方向作为起始方向，在平面上顺时针旋转至另外一点的直线方向的水平角称为坐标方位角〔a〕，其数值为0～360°。
坐标方位角简称方位角，或称为方向角。
例：
已知1、2点坐标分别为（x1,y1〕和〔x2，y2〕，求方位角a1,2和a2,1。
●公式：
注：
因为用计算器求反三角函数值为0～±90°〔称为象限角〕，而方位角的数值为0～360°，因此需要根据坐标增量的正负号，按下表规定将象限角R转化为方位角a。
象限角与方位角的换算
象限
x
y
R
A
1
+
+
+
a=R
2
-
+
-
a=R+180°
3
-
-
+
a=R+180°
4
+
-
-
a=R+360°
2、坐标正算
假设两点间的平面位置关系由极坐标转化为直角坐标，称为坐标正算，即按两点间的坐标方位角a和水平距离D，用下式计算两点间的坐标增量〔已知一点坐标，可以求另一点坐标〕：
△x1,2=D1,2·cosa1,2
△y1,2=D1,2·sina1,2
3、坐标反算
假设两点间的平面位置关系由直角坐标转化为极坐标，称为坐标反算，即按两点间的坐标增量△x1,2和△y1,2用下式计算两点间的坐标方位角a和水平距离D。
●方位角计算公式〔略〕；
●D1,2=
。
4、坐标正反算应用
坐标正、反算是实施测量工作的基础计算，从事测量相关工作的人都应熟练掌握。
例：
如上图所示，已知点A坐标为〔-100.000，-100.000〕，点B坐标为〔-138.117,29.507〕，求C的坐标。
计算思路可分三步：
第一步套用方位角计算公式求出点A到点B方位角aAB；
第二步，计算
CAB和AC距离DAC；
第三步，计算点A到点C方位角aAC,然后套用坐标正算公式求出点C坐标值。
解：
第一步，计算AB方位角：
1）计算象限角R=
=arctan
°
2）象限角转换为方位角：
根据坐标增量±号判断方位角所处的象限〔
为+，
为-。
故a所处第二象限，R为-〕，对照上表，得出：
aAB=R+180°°
第二步，计算
CAB和AC距离DAC：
1）
C=
°
CAB=90°-
°
2）计算AC距离=DAC=
第三步，计算点A到点C方位角和计算点C坐标：
1〕计算AC方位角aAC=aAB-
°°°
2〕根据公式：
=
+DAC·cosaAC
=
+DAC·sinaAC
即C点坐标为〔-40.757，-35.655〕
六、角度测量与经纬仪
1、经纬仪的等级和用途
经纬仪按其精度划分为DJ1，DJ2和DJ6等级别，1,2,6等分别为用该经纬仪一测回的方向中误差的秒数。
其中DJ2和DJ6可用于一般工程测量。
用途：
测水平角、竖直角，定线及延长直线。
2、经纬仪分类
经纬仪分为光学经纬仪和电子经纬仪。
电子经纬仪增加光电测距、电子微处理，发展成为测角、测距和对观测数据进行初步处理的电子全站仪〔简称全站仪〕。
3、经纬仪倒镜分中法
如下列图，如将需要将AB直线精确延长至C点，置经纬仪于B点，经过对中、整平后，在望远镜盘左位置以纵横丝瞄准A点，水平制动照准部，倒转望远镜，在需要延长之处定出C，点；再在望远镜盘右位置重复上述步骤定出C，，点；取C，C，，的中点，即为精确位于AB延长线线上的C点。
此方法称为经纬仪正倒镜分中法，可以消除经纬仪可能存在的视准轴误差和横轴误差对延长线的影响。
经纬仪正倒镜分中法延长直线
七、全站仪的使用
1、全站仪构造〔举例〕
2、全站仪的安置〔分三个步骤〕
1〕对中
对中的目的是将全站仪的纵轴安置到测站点的铅垂线上。
操作。
操作方法如下：
首先按观测者身高调整好三脚架腿的长度，张开三脚架，使三个脚尖着地点与地面测站点大致相等，并使三角架头大致水平。
然后安置全站仪，通过光学对中器或红外线进行对中。
对中偏差不超过1㎜。
2〕粗平
调整三角架中任意两条腿的制动螺旋，通过两条腿伸缩，使圆水准泡居中。
3〕精平
精平通过调整制动角螺旋使长水准管气泡居中。
具体过程如下：
●松开水平制动螺旋，转动照准部，使水准管大致平行于任意两个脚螺旋，再拧紧水平制动螺旋，两手同时向内或向外转动脚螺旋，使气泡严格居中。
●松开水平制动螺旋，将照准部旋转90°，再固定水平制动螺旋，旋转另一个脚螺旋，使气泡严格居中。
●旋转照准部到任意角度，查看水准管是否居中，其允许偏差应小于1格。
●检查仪器是否对中，如不对中，通过平移基座使仪器对中，然后再重复精平四个步骤，直到仪器照准部旋转到任何角度，都能够对中且水准管气泡居中。
3、全站仪直角坐标测量放样操作
1〕建站。
全站仪安置好后，第一步是建站。
2人配合操作，一人操作仪器，一人安置棱镜。
首先在仪器中输入测站点坐标和后视点坐标，然后根据提示将仪器定向后视点，点击确认，建站便完成。
2〕测量
建站完成后，可以根据点位坐标定点或测量未知点坐标、角度、距离等。
4、全站仪用作定位点坐标复核
1〕复核依据
建设单位或其委托单位提供的场外控制点文件〔测绘测量成果报告书、控制点交桩记录等〕、有效的施工总平面定位图或布置图、业内计算资料。
2〕复核内容
●在桩基工程开工前应对角桩坐标进行复核〔每栋不少于2个点位〕；
●地下室垫层面放线完成后轴线或控制线交点坐标应进行复核〔每栋不小于2个点位〕。
5、CAD在测量方面的几个简单应用
1〕坐标标注。
在坐标正确的电子版图纸中通过“ID”命令查看任意点的坐标值。
或者利用插件进行标注,如“ZBBZ”插件可以进行连续标注。
2〕建立相对坐标系。
命令为“UCS”，可以自行设置坐标原点、x、y轴。
3〕对齐“AL”命令的使用。
当施工区域相对较小：
●当电子版图纸坐标不正确，无法在CAD中提取坐标值时，通过使用“AL”命令可以对CAD图进行整体移动、缩放到对应坐标点上；
●组合电子版图纸。
注意：
定位坐标值应以有效图纸标注的为准，其他未标注点应根据已标坐标点，通过相对关系进行坐标正反算得出坐标值。
CAD提取的坐标值，需进行复核，确保准确无误。
4〕利用EXCL程序、科学计算器快速进行测量相关计算。
八、房建工程施工控制测量
1、施工平面控制网概述
建筑施工控制测量的任务是建立施工控制网。
1〕建筑基线
建筑基线是根据设计建筑物的分部、以比较简单的形式布设的平面施工控制网。
布设的方法主要是测设较精确的90°或180°的水平角与距离，埋设在施工期间能保持稳定的地点，以便于建筑物轴线及其细部的施工放样。
2〕建筑方格网
建筑方格网的布置是根据建筑设计总平面图上各建筑物和构筑物的布设并结合现场的地形情况拟定的。
测设时，应先定方格网的主轴线〔图中A-C-D,B-C-E〕然后再测设其他方格点。
建筑方格网布置时，应注意以下几点：
●方格网的主轴线应布置在整个建筑区的中部，并与设计的建筑轴线相平行；
●方格网中水平角的测角中误差一般为±5''；
●方格网的边长一般为100～300m，边长测量的相对精度为1/20000～1/30000；
●方格点的埋设位置应选在土质坚实、不受施工影响并能长期保存之处。
2、施工高程控制网
在建施工场地，用四等水准测量精度，从国家或城市水准点连测高程，布设假设干个〔一般不少于3个〕临时水准点，建立高程控制网。
水准的密度应尽可能一次安置水准仪即可测设所需的高程点。
3、施工控制桩
根据建筑施工图和控制网，即可进行单体轴线测设和细部放线。
拿筏板基础举例，垫层浇筑完毕后需要在垫层上放出出轴线网，便于基础钢筋、预埋、模板等工程施工。
因为底板混凝土浇筑后会掩盖轴线，因此，需要将轴线引测到基础边线以外不受施工影响之处，作为底板顶面及上部结构放线控制线。
引测的方法为测设施工控制桩或引测到其他固定部位。
测设单体施工控制桩，用经纬仪延长直线的方法将控制桩测设在轴线的延长线上，距离基坑边线一般2m以外。
如有可能，最好引测到周围固定建筑物上。
为了保证精度，控制桩应与主控轴线一起测设。
九、房建工程施工测量人员安全操作要点
〔1〕进入施工现场必须按要求佩戴安全帽。
〔2〕作业时必须避让机械，躲开坑、槽、井，选择安全的路线和地点。
〔3〕上下沟槽、基坑应走安全梯，在槽、基坑底作业前必须检查槽帮的稳定性，确认安全后再下槽、基坑作业。
〔4〕高处作业必须走安全梯，临边作业时必须采取防坠落的措施。
〔5〕在马路上作业时必须遵守交通规则，并据现场情况采取防护、警示措施，避让车辆，必要时设专人监护。
〔6〕进入井、深基坑〔槽〕及构筑物内作业时，应在地面进出口设专人监护。
〔7〕机械运转时，不得在机械运转范围内作业。
〔8〕测量工作钉桩前应检查锤头的牢固性，作业时与他人1协作配合，不得正对他人抡锤。
十、施工测量中质量事故的预防措施
〔1〕认真熟悉图纸和放线有关的技术资料，使用图纸要相互对照审核，主要尺寸要进行核算。
建立施工手册，必要时画成简图，防止因图纸未熟悉清楚而发生错误。
〔2〕学习和掌握标准的有关规定，了解各分项工程的质量标准、允许偏差和对测量的精度要求。
所用仪器型号、等级是否满足所测对象的精度要求。
〔3〕定位测量要先做好内业计算，确定实测方案，并画出简图，以免到现场临时计算数据而出现错误，或发生原始点位错误。
〔4〕定位测量、方格网、轴线控制网及其他主要部位，施测完毕后，要经有关人员检查，核对无误后，才能进行下道工序施工。
应随时整理测量成果，绘制实测记录〔简图或表格〕，经有关人员签字后存档保管。
〔5〕原始点位施测前要进行检查，如有变动应进行复查。
原始数据〔坐标、高程〕要记清楚，防止将错误的数据引入测量过程中。
〔6〕在各项尺寸、数字计算过程中应坚持笔算，不能用心算。
计算底稿应保留，以备事后复核。
各种记录要如实反映测量过程的实际情况，字迹要清楚，对模糊不清的数字要进行核对或重算，不要凭空臆测，以保证记录的真实性与可靠性。
〔7〕仪器要定期检验。
对仪器及其他测量工具存在的误差应心中有数，以便在使用过程中加以改正。
测量工具要加强维修与保养。
十一、测量仪器的维护及保养
1、运输时注意事项
〔1〕在把仪器装入仪器箱后，把仪器箱装入专供运输使用的木箱或塑料箱内，并在空隙处填入塑料泡沫、海绵等防震物。
〔2〕如测量员亲自携带，在运输过程中，应将仪器放在松软物品上面。
〔3〕装卸仪器时，应注意轻拿轻放，箱盖向上，不准挤压。
2、使用时注意事项
〔1〕打开仪器箱之前，必须将其稳妥的放平。
〔2〕在测量作业时，仪器必须有人守护。
在街道、施工现场或坚硬地面，尤应特别注意，不得将仪器靠在墙边或树上，以防跌损。
严禁在仪器箱上坐人，以防变形。
〔3〕操作仪器时，应手轻心细，动作柔稳。
各制动螺旋不得扭得太紧，以免损坏。
各微动螺旋不得扭至极端，以免失灵。
严禁在制动螺旋固紧时，强行转动仪器。
对仪器性能有尚未了解的部件，不得擅自操作。
观测时，不要用手压扶三脚架，以免影响精度。
〔4〕搬站距离较远时，应将仪器装箱，行前应检查仪器箱是否锁好，安全带是否系好，仪器箱提把，背带等是否牢固。
〔5〕注意不得使仪器淋雨，或受潮湿以免生锈。
不可烈日暴晒。
观测时应撑伞遮阳、避雨。
〔6〕严禁随意拆卸仪器。
〔7〕假设在潮湿环境中工作，则作业结束应用软布擦干仪器外表水分与尘土后装箱；回到住处后应立即开箱取出仪器放于干燥处，待彻底晾干后再装入箱内。
当仪器在严寒的室外使用后携带进入温暖的室内之前，应将仪器装入仪器箱须在进入室内半小时后才可以打开仪器箱，将仪器上的的水汽擦掉晾干后再行装箱。
〔8〕不得将全站仪及测距仪的发射物镜和接受物镜正对太阳，以免损害仪器内部元件。
〔9〕仪器使用完毕，离开现场前必须清点配件，防止遗留丧失。
3、保管时的注意事项
〔1〕保管仪器应有专人负责。
〔2〕保管仪器的地方应保持干燥，防潮防水。
仪器应放置在专用的架上或柜内，安放整齐，不得倒置。
〔3〕保管仪器的地方不得靠近有震动仪器的厂房或易燃品存放处。
〔4〕当电子仪器长期不使用时，应经常通电驱潮。
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