工程施工测量及精度控制的探讨.docx

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工程施工测量及精度控制的探讨

工程施工测量及精度控制的探讨

姓名

专业土木工程

年级2011级

指导教师

工程施工测量及精度控制的探讨

中文摘要

建筑施工测量是建筑施工的首要工序，在施工过程中是工序间链接的纽带并贯穿于施工全过程，是各工序确保施工质量的重要依据，测量的质量如何将直接影响建筑物的质量。

随着我国现代化城市的发展，高层建筑日益增多，对施工测量的技术和精度提出了更高的要求。

因此对施工测量进行研究是很有必要的。

本文针对某高层建筑施工测量的主要内容与精度控制进行阐述，包括高程传递、轴线竖向传递、沉降观测。

比对工地上施工测量与规范操作之间的差异，明确其对测量精度的影响。

同时，针对测量仪器本身固有误差的来源进行分析，并提出减小这种误差的测量方法。

最后，在轴线竖向传递方面，采用分段控制可以减小仪器和测量误差。

在沉降观测方面，对沉降曲线图分析能检验测量数据的准确性。

关键词：

施工测量，测量精度，控制网，垂直控制，沉降观测

Accuracyofmeasurementandconstructionofcontrol

Abstract

Themeasurementofaconstructionisaprimaryprocessoftheconstruction.Itisalinkbetweeneveryprocessandrunthroughtheentireprocessoftheconstruction.Itisalsotheimportantbasistoensuretheconstruction’squality.Thequalityofthemeasurementwilldirectlyaffectthequalityofthebuildings.WiththedevelopmentofmoderncitiesinChina,thenumberofhighbuildingsbecomelargerandlarger,sothetechnologyandprecisemeasurementofconstructionarehighlydemanded.

Thispaperwillpayattentiontoahighbuilding,analyzethemainelementsofthemeasurementandthecontroloftheprecision,Includingtheelevationtransmission,theverticalaxisoftransmission,theobservationofthesettlement.Tocontrastthedifferencesbetweentherealmeasurement.onthesiteandthestandards,analyzeitsimpactontheaccuracyofthemeasurement.Atthesametime.Analyzetheinherenterrorsofthemeasuringinstruments,andprovidemeasurementmethodswhichcanreducethemeasurementerrorsandimprovetheaccuracyofthemeasurement.Final,Intheverticalaxisoftransmission,theuseofsub-controlintheprocesscanreduceapparatusandmeasurementerror.Intheobservationofthesettlement,Analysisofthesubsidencecurvestotesttheaccuracyofmeasurementdata.

Keywords:

constructionmeasurement,measurementaccuracy,controlnetworks,verticalcontrol,settlementobservation

目录

第一章绪论1

1.1工程施工测量的作用1

1.2工程施工测量的重要性1

1.3测量精度控制的要求与意义2

第二章融汇江山工程施工测量的内容与方法3

2.1工程概况3

2.2施工控制网的布设4

2.2.1平面控制网的布设4

2.2.2高程控制网的布设5

2.3高程竖向传递5

2.4施工轴线的投测6

2.4.1测量法的选择6

2.4.2控制点的布置7

2.4.3测量内容及方法8

2.5建筑物的沉降观测8

2.5.1沉降观测目的及要求8

2.5.2水准点和观测点的布设9

2.5.3测量方法9

第三章工程施工测量精度的控制措施11

3.1本工程高程竖向传递测量精度的控制11

3.1.1测法与规范的比对11

3.1.2误差分析及控制措施11

3.2本工程轴线竖向传递精度的控制12

3.2.1控制点的分析13

3.2.2投测精度控制措施13

3.3本工程沉降观测精度的控制14

3.3.1水准点和观测点的分析14

3.3.2观测精度的控制15

3.3.3沉降曲线的分析16

第四章结论与展望17

4.1主要结论17

4.2展望17

参考文献18

第一章绪论

1.1工程施工测量的作用

建筑施工测量是一项衔接和指导其他各工序施工的基础工作。

在工程开始施工之前，要通过测量把施工图纸上的建筑物在实地进行测量定位测定控制高程，平面控制网和高程控制网为下一步的施工提供基准。

这一步工作非常重要，测量精度也要求的比较高，关系到整个工程质量的好坏。

如果在这一方面上出现了差错，后面的测量也会随之发生差错，那将会造成重大质量事故，带来的经济损失是无法估量。

在施工行业里也发生过类似工程质量事故：

图纸上建筑物的正北方向变成了正南方向，事故的处理结果是：

把已经建好的房子重新砸掉，再从零开始。

在主体结构施工阶段，工程测量对于工程质量的影响主要有以下几个方面：

墙柱平面放线、建筑物垂直度控制、主体标高控制、楼板、线条、构件的平整度控制等。

其中墙柱平面放线的精确度，直接影响建筑物的总体垂直度，对墙柱钢筋绑扎、模板施工的质量产生严重的影响。

所以每次混凝土施工完毕后，第一道工序就是测量放线。

1.2工程施工测量的重要性

通过测量放线不但能够为下一道工序提供依据，并且能及时发现上一道工序所遗留下来的问题，使得其他专业的施工人员及时处理已经发生的质量问题，避免了问题的累积，最终导致质量事故。

在标高测量控制方面，能为模板施工提供准确的基准点，是模板施工平整度的保证。

同时为混凝土施工提供标高控制线，保证浇筑后的混凝土平整度。

精确的标高控制，是施工人员严格按图施工的前提。

对于施工面积较大的工程，如何保证模板施工的总体平整度、混凝土面的平整度，基本的前提就是测定一个准确、详细的标高控制系统面。

在垂直度测量方面，除了作好每层楼的垂直度观测，为专业质检人员及时检查、调整提供控制数据以外，还为施工人员提供更详细的竖向控制线。

由于垂直度控制的好坏是直接反映施工质量的最重要的因素之一（特别在中高层建筑的施工中）。

垂直度偏差过大，必须通过装饰阶段的抹灰等措施来弥补。

除了所带来的经济损失不说，还会埋下一个隐患：

抹灰的厚度过大，容易造成墙面空鼓，从引发外墙渗漏等质量通病，更严重的情况会脱落，导致高空坠物的危险。

在沉降观测方面，建筑物的沉降观测在施工过程中有着重大的意义。

通过观测取得的第一手资料，可以监测建筑物的状态变化和工作情况，在发生不正常现象时，及时分析原因，采取措施，防止重大质量事故的发生。

变形观测具体包括：

基础边坡的位移观测；建筑物主体的沉降观测；高层建筑物的水平位移观测等。

准确的观测成果为施工期间的工程质量、人民财产安全提供了最有效的保证。

因此建筑施工测量在整个工程施工过程中占有重要的地位，对工程的建设速度和质量起到保障作用。

1.3测量精度控制的要求与意义

随着建筑技术水平的不断提高和建筑市场的快速发展，中高层建筑物的建设比例不断增大，中高层建筑层数多、高度高、结构复杂、工程量大、施工时间长，这对施工测量的方法和精度提出了更高的要求。

那么如何保证建筑施工测量的精度成为我们非常关心的问题，这也是一项非常必要和具有实际意义的工作。

首先要提高测量人员的素质，养成事前反复考虑，事后认真检查的习惯，第二、采用先进精确的测量方法和加大对测量仪器的成本投入，并定期做好仪器的检查、维护工作。

第三、在施工期间要确保主要控制网点准确、牢固的保留，准确地以轴线控制点和高程控制点向施工楼层引测。

第四、合理安排施工和测量的工序，好的施工测量环境才能确保测量数据的精度。

常见的质量通病不外乎钢筋偏位、模板平整度、墙柱垂直度、混凝土表面平整度、楼地面平整度、外墙门窗工程垂直度等。

要预防上述通病的发生，除了施工人员的主观原因之外，必须为施工人员提供准确的、周到的、详细的测量控制水平线、平面控制线、垂直控制线等。

如果测量工作方面出了问题，势必会引起施工质量问题的发生。

我们在施工中只要把测量工作做好，对防治质量通病就起到非常积极的作用。

另一方面，精确、详细的测量成果为专业质量检查人员提供参考和依据，通过现场的检查和整改，能把很多质量问题‘扼杀在摇篮之中’，由被动变为主动，由消极转变为积极，对防治质量通病有着非常重要的意义。

第二章融汇江山工程施工测量的内容与方法

2.1工程概况

本工程名称为江山好美家，工程场地位于福州市杨桥西路与闽江北岸之间，场地北侧为杨桥西路，西侧为洪山农贸市场，东临福州郊区洪山医院宿舍和一个住宅小区，南靠江滨路。

场地原均为民房，现已拆迁、整平。

拟建的建筑物为三幢11～24层商住楼及一幢3层幼儿园，设有地下室，为1层的连体地下室，在1#楼及2#楼设一架空层，在3#楼设有1～3层裙房。

1#楼建筑面积16927.4m2总高69.3m。

2#楼建筑面积27726.4m2、总高73.5m。

3#楼建筑面积8942.9m2、总高34.65m。

3#楼附属楼建筑面积822m2、总高11.65m。

工程离附近的建筑、道路较近，施工场地较小，不便于施工，工程各单体之间的轴线并不完全是平行关系，且有的单位工程中的轴线也比较复杂，给施工测量工作也带来了很大的负面影响，这就要求工程的测量定位要作为一个重要的工序进行控制。

另一方面本工程工期紧，按工期定额计算本工程3#地块工期达1015日历天，而实际的合同工期为630日历天。

仅占定额工期的62％。

施工测量又是一项衔接和指导其他各工序施工的基础工作，在这么紧的时间里，施工和测量很大程度上可能同时进行，施工测量的精度又受到现场环境的影响较大，所以要合理安排施工和测量的工序。

这些客观上的条件都加大了本工程施工测量的技术难度，对测量精度也有了更高的要求。

本工程执行建设部部颁标准《工程测量规范》（GB50026-2007），按二等水准测量要求施测。

测定水平角选用J2级精密经纬仪。

主体垂直度控制选用苏光DZJ6激光垂准仪。

测定建筑物高程选用普通水准仪及配套的塔尺和钢卷尺。

沉降监测选用蔡司厂的Ni005水准仪及配套的塔尺。

主要施工测量仪器配备情况如表2-1。

表2-1工地测量仪器

序号

测量设备

型号

生产厂家

性能

精度

01

水准仪

Ni005

蔡司厂

精密水准测量

0.5mm/km

02

经纬仪

J2-JD

苏光一厂

精密测量

2秒/测回

03

天底仪

DZJ6

瑞士

垂直度控制

1/30000

04

水准仪

Ds3

北光

普通水准测量

3mm/km

05

钢卷尺

50m

中长城精工

普通测距

1mm/测回

2.2施工控制网的布设

2.2.1平面控制网的布设

本工程的施工平面控制网由甲方委托专业单位测设的，因为施工测量的首要任务就是建立施工控制网，然后根据控制网的控制点，按图纸设计要求确定建筑物主轴线测设数据。

再根据其他细部的集合关系和尺寸分别放样。

这就对施工控制网的精度要求非常高。

工地上3栋建筑物都主要为常规的矩形纵横正交轴线，根据这个特点和工地的场地情况，决定采用矩形建筑物平面控制网。

本工程按二等水准测量要求施测，测角中误差<5″,边长相对中误差为1/3000。

测设后进行校核，经校核合格后作为整个工程施工控制的依据。

平面控制网常设在地坪层，由几个矩形组成，且布置在建筑物内部，以便逐层向上投影，控制各细部（包括墙、柱、电梯井筒、楼梯等）的施工放样。

布点时要注意矩形控制网各边应与建筑轴线平行，建筑物内部细部结构（指柱和承重墙）不妨碍控制点的通透视。

图2-12#楼西侧控制点布置图

如图2-1为本工程2#楼西侧部分控制点的平面图，控制点分别为a、b、c，考虑到基础结构放线的通视情况，ab控制线设置在平行轴线间距1m处，bc控制线设置在平行轴线间距0.5m处，这样有利于轴线向上施工层进行投测，等到工程对建筑主轴线进行放样的时候，根据图中主轴线和控制网的距离再复原出柱、墙轴线。

控制网点测设后必须进行校核，经校核合格后，作为整个工程施工控制的依据。

所有控制点、监测点均设标识牌，牌中注明控制点的精度等级、点号；对于细部测设的点位、线段用油漆进行标识，注明其性质和相关数据。

施工测量的主要任务是放样，而放样的依据是施工控制网，所以施工控制网精度的确定，应从保证各种建筑物放样的精度要求来考虑。

建筑物放样的精度要求，是根据建筑物竣工后对于设计尺寸的容许偏差（建筑限差）来确定的。

建筑物竣工后实际误差，由施工误差（包括构件制造误差、施工安装误差等）和放样误差以及外界条件引起的误差所组成的[1]。

2.2.2高程控制网的布设

本工程高程控制网的测设是根据已校核合格的建设单位所提供的水准点，向现场引测施工高程控制水准点。

引测时应根据已知标高的水准点位置、建筑物布局、现场情况等全变形面考虑。

使场地内各水准点构成闭合图形,以便闭合校核。

布点时要保证在场地内任何地方安置水准仪时，都能同时后视到两个水准点，以便使用。

施工场地内要埋设的临时水准点密度应为每100m左右一个，测设的高程控制点应构成闭合的场地高程控制网。

如果过是单独建筑，则应不少于两个水准点，由于本工程建筑物的南北向距离较长，在每个施工区段两侧各布置至少2个水准点。

水准点设置在土质稳定，施工影响范围之外、便于施测和长期保留的地方，本工地的大部分水准点测设在工地周围附近的混凝土电线杆上，作为以后沉降观测的水准点。

施测采用附合测法，整个场地四周布设了多个水准点，测量技术要求应符合二等水准测量技术要求，附合闭合差±4mm，经检查合格平差后，作为本工程高程控制的起算依据。

整个工程的施工时间较长，高精度高程控制网设在施工区或附近很容易发生变动，为此提出对高程控制网进行定期复测的要求，对设在场区外围基准点要进行监控测量，避免基准点发生变动，造成高程系统的破坏。

2.3高程竖向传递

±0.000以上的高程传递，主要是沿结构外墙，边柱或电梯间等上下没有遮挡的贯通处数值量距，一般情况下高层建筑至少要由三处向上传递高程，以便于各层使用和相互校核。

高程传递的测法是：

先用水准仪根据统一的±0.000水平线，测出较为方便向上丈量的点作为起始标高引测点，引测时，用钢尺沿铅直方向从标高引测点向上量至施工层，定出本施工层的标高点。

为方便记忆和施工，每层的标高均测定出本施工层的结构楼面标高的+1.000m，今后各施工层均用此进行引测。

当施工层高度超过一整尺长时再在稍小于尺长的地方做临时水准点，从这些临时水准点再向上传递至施工层。

在使用钢尺传递高程时，钢尺下端悬挂重物的质量或拉力需与钢尺检定时的拉力一致，钢尺一定要垂直，中间无障碍，所量的距离要加尺长和温度改正[2]。

建筑物高程传递的误差应符合表2-2规定。

表2-2高程传递的允许误差

项目

允许误差/mm

每层

±3

总高

（H）

H≤30m

±5

30m

±10

60m

±15

90m

±20

120m

±25

H>150m

±30

2.4施工轴线的投测

2.4.1测量法的选择

基础工程完工后，随着结构的不断升高，要逐层向上投测轴线，尤其是高层结构的四廓轴线控制轴线的投测，直接影响结构的竖向精度，随着建筑物设计高度的增加，施工中对竖向变差的控制越来越显得重要。

建筑物竖向轴线投测根据建筑物的高度、结构类型，施工场地的开阔程度等条件，采用不同的方法，竖向轴线投测可用外控法和内控法。

当场地较为开阔，多层建筑的砖混结构，一般用外控法，如为现浇混凝土结构，高度较高，在城市建筑密集的区域施工时，则多用内控法。

由于使用的仪器和工具的不同，内控法又可分为吊线坠法，天顶天底准直法。

高层或超高层建筑的竖向投测应尽可能采用内控法,用激光铅垂仪投测法。

此法比外控法（经纬仪轴线投测法）操作方便、速度快、精度高,大大减轻劳动强度和提高工作效率。

据许多高层建筑用内控法进行竖向投测的实践结果,充分证明激光铅垂仪内控法应是超高层建筑竖向投测首选的方法。

本工程施工场地四周房屋密集，施工场地狭小，而且3栋建筑物都属于高层，施工中对竖向偏差的控制要求也相对较高。

高层建筑竖向投测的高度往往超过普通经纬仪的仰角范围，因此需使用激光垂准仪进行投测，以保证工程的质量。

这是高层建筑施工测量的重点和难点。

其测量精度要求与表2-2一致。

2.4.2控制点的布置

根据本工程1#楼的场地情况和建筑物形状、内部结构的几何尺寸及施工流水段的划分情况，一共设10个控制点，布点位置如图2-2所示：

1#楼首层控制网的

图2-21#楼控制点布置图

建立垂直度控制网由10个控制点组成，由于此建筑物形状比较复杂，布设的控制点之间并没有构成矩形，在控制点传递测量后的复核工作比较不方便。

如图控制点之间组成的直线平行于建筑物外围柱列轴线或是剪力墙轴线，控制线与外围轴线的距离取为1m。

首层10个控制点标定后，首层主楼控制网亦已建立。

首层控制网的校核后，即进行控制网的复核，控制网的边长固定用一把50m钢卷尺丈量。

首层控制网复核准确后即作为主楼施工全过程的垂直度控制和施工放样的依据。

本工程的控制点的采取分段控制、分段投点的方式，这样能缩短投测距离并提高工效和防止误差积累，减少施工环境（如风力、温度）的影响。

具体的操作方法是将23层分为2段：

1～12层为第一段，13～23层为第二段。

这样的长度既能有效地防止误差积累，又能避免分段过细，造成施工程序繁琐降低工效[3]。

当施工到上一段楼层时，将地面楼层控制点的点位用激光垂准仪精确投至上一段楼层首层楼面，并进行矩形控制网的检测与校正，校核方法同首层控制网。

确定投测点位准确无误后，将在预留洞口做出标志，并做出新的控制点。

该点位作为上一段各层垂直控制和施工放样的控制点，每层顶板施工时，要在引测各点上方铅直位置处预留200mm×200mm的孔洞，以保证轴线的竖向投测。

预留洞作好测量标识，3m以内严禁堆放东西。

首层内控制点用钢管架围护，挂测量标识保护。

2.4.3测量内容及方法

本工程采用激光垂准仪、300mm×300mm有机玻璃接受靶（板中间刻有十字线）进行投测。

各层控制网投测时，先将激光垂准仪安放于各控制点上，调整脚螺旋使气泡居中，并实施强制对中，然后接通电源使激光器发光，转动激光垂准仪使激光束垂直，清晰地发射至楼面预留孔上的光靶上，通过操作人员对讲机通话联系施工楼层的工作人员移动投点接受靶，使接受靶的十字线中心对准投点。

然后将接受靶上相互垂直的两刻线分别延长到传递孔的边上标出并固定靶位。

用同样的方法将其余各点投测到同一施工层上[4]，所有控制点投测后将经纬仪分别置于各点上,检查相邻点间夹角是否为90°。

然后用检定过的50m钢尺校测每相邻两点之间水平距离是否与相对应的控制点之间距离相等，分析边、角是否相匹配。

若相匹配证明投测无误，若不匹配证明投测有误。

应重新投测，直至正确。

控制点投测正确后，用经纬仪根据控制点施测出各轴线弹墨线于楼板面上，并用红丹漆标注，以备日后查找。

弹出的墨线不仅作为检验墙、柱、门窗洞模板安装位置是否正确的依据，而且在后续施工中将成为砌体砌筑和水电安装的控制线，以后各层轴线投测方法均相同。

2.5建筑物的沉降观测

2.5.1沉降观测目的及要求

根据《工程测量规范》（GB50026-2007）的规定：

变形比较敏感的高层建筑、高耸构筑物、工业建筑等必须根据变形监测二等精度进行测量。

高层建筑物由于设计、施工、结构和地质等因素的原因，在施工过程中及以后的运营阶段，总有一些不同程度的变形，如建筑物在施工过程中自身重量不断增加，有些建筑物还要承受各种荷载，所以建筑物在建筑过程中和以后的一段时间内都会长生不同程度的下沉和变形。

对建筑物进行沉降监测的目的是通过精密测量和观测，了解建筑物本身的变形情况，为预防和处理变形提供详细适时的数据。

当建筑物每天（24h）连续沉降量超过1mm时应停止施工，会同有关部门采取应急措施。

为了能真实地反映出建筑物沉降的情况，本工程采用二等水准测量的观测方法就能满足沉降观测的要求。

各项观测指标要求如下[5]：

（1）环线闭合差：

△h＝∑a-∑b≤1.0

，L表示观测路线距离

（2）前后视距：

≤30m

（3）前后视距差：

≤1.0m

（4）前后视距累积差≤3.0m

（5）沉降观测点相对于后视点的高差容差：

≤1.0mm

（6）水准仪的精度不低于N2级别。

建构筑物的沉降观测不仅精度要求高，而且对时间有严格的限制条件，各项沉降观测的首次观测时间必须按时进行，否则得不到原始数据，其他各阶段的复测，也必须根据工程精度按时进行，才能得到准确的沉降量数据。

一般高层建筑物的沉降观测按一定的时间段为一观测周期或按建筑物的加荷情况每升高一层为一观测周期，否则沉降观测得不到完整的数据，使整个观测得不到完整的观测意义。

但是实际操作过程中工地上一般都没有按规范操作，有时两、三个施工层才观测一次沉降，然后根据这个数据补填以往漏测的沉降表格。

本工程和以往的实习工地都是如此，这是对工程质量的极度不负责，等到发生大量沉降或严重的裂缝造成财产损失和施工安全事故时就后悔莫及了。

这样得出的沉降曲线图也失去了研究和参考的意义。

2.5.2水准点和观测点的布设

为了能够全面反映出建构筑物的准确沉降情况，沉降观测点要埋设布控要最能反映沉降特征，水准点点位的选择要与建筑物的结构相适应。

具体要点为：

矩形控制网的各边应与建筑轴线相平行。

对观测点的要求如下：

（1）观测点本身应牢同稳定，确保点位安全，能长期保存；

（2）观测点的上部必须为突出的半球形状或有明显的突出之处，与柱身或墙身保持一定的距离。

（3）要保证在点上能垂直置尺和良好的通视条件。

沉降观测点一般埋没在外墙面，高出地面l米左右，在基础浇注至一层时，进行基准点埋设并在既定的位置上布设好沉降观测标志点，各标志点均用红色油漆涂抹标注[6]。

在进行沉降观测时，为了避免施工或生产的影响造成通视困难。

在观测前，应到现场进行规划,。

选定若干较稳定的沉降观测点或其他固定作为临时水准点（转点），并与永久水准点组成环路。