测量与施工放样.docx

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测量与施工放样

摘要

在国家特大及大中型项目建设中，工程测量是一项极其重要的基础性工作。

测量施工的任何一次失误，都可能导致工程施工出现较大偏差，从而引起工程局部返工甚至报废，并延误工期，给工程带来巨大损失。

因此，在施工过程中，如何控制好工程测量的施工质量，是一项非常值得研究的管理课题本文通过对道路工程线路中线和路基边桩关系的分析，总结出一种更精确、更快捷、更方便的放样方法——极坐标法。

关键词：

工程，测量，质量，控制，实践，分析

目录

1引言1

2传统阶段1

3坐标放样阶段1

4测量放样在施工中的应用2

4.1放样前准备2

4.2极坐标法放点3

5道路工程路基边桩放样方法3

5.1路基边桩放样法的改进3

5.2传统的路基边桩放样方法的局限性4

5.3施工坐标系4

5.4断面方向的方位角4

5.5路基边桩放样4

6施工放样中产生的误差这样处理4

6.1在放样工作中进行现场平差5

6.2避免误差的有效方法5

7在放样后做好复测工作5

7.1设计图纸的复核5

7.2建筑物定位的复测6

7.3水准点高程的复测6

7.4原始观测记录的复核6

8极坐标法放样的优点及应用6

总结7

参考文献8

致谢9

1引言

道路工程施工中，尤其是深路堑、施工，为了保证线路各部结构符合设计和规范要求，更好地掌握和控制工程施工数量，技术人员需要不断地检查、监控线路中线和开挖（填筑）边线，内、外业工作量极大。

近年来，工程施工大多采用项目法管理，人员精简，每个技术人员除了本职的技术工作外，还要参与大量的管理工作。

因此，如何使技术人员从繁重的测量放样工作中解脱出来，成了项目法管理实施中的一大课题。

2传统阶段

在传统的工程放样方法中，必须求出设计图中的放样点或线相对于控制网或原有建筑的相互关系，即求出其间的角度及间距和高程，这些数据称为放样数据。

工业建筑物的总图设计，是根据生产的工艺流程要求和建筑场的地形情况进行的，主要建筑物的轴线往往不能与测量坐标系的坐标轴平行，如果设计建筑物的坐标计算在测量坐标系中进行，则计算工作较为复杂。

因此，建筑设计人员往往根据现场情况选定独立坐标系，使独立坐标系的坐标轴与主要建筑物的轴线方法相一致。

这样，再通过旋转换算，把建筑坐标换算成测量坐标。

3坐标放样阶段

随着光电测距仪的发展，出现了一种测滤头，可以直接安置到传统经纬仪的上面，这样装置曾戏称“半站仪”。

从而实现了同时测角和量距的任务，再结合计算器就可即时计算出所测设点的坐标，出现了坐标放样法。

坐标放样法克服了传统方法中的求取放样数据的麻烦工序，直接获取放样点的坐标就可以放样出设计点。

下面是结合CASIOf×4800计算器的里程偏距反算程序，说明圆曲线的放样步骤：

首先将仪器置于控制点上；然后测出前视点坐标，把测出的坐标输入计算器中，反算出该点距线路中线的偏距和该点在中线上的正投影点的里程值；最后根据所要放样点对中线的偏距并结合现场情况，确定前视点需要左右移动的距离，再次安置前视点，直至精确放出前视点。

在计算机普及和发展的同时，电子经纬仪即全站仪（TotalStation）迅速发展取代了传统的光学经纬仪。

计算机的普及使用为放样数据的求取精度和求取工序、速度作出了极大的贡献，全站仪则在具体的放样工作中简化了放样工作程序。

现在各大厂商生产的全站仪，如徕卡、索佳、拓普康、南方都配备有施工放样模式，使用方法简单易懂，下面简述南方全站仪的放样步骤：

　　A.放样准备

　　1.选择、录入放样数据文件。

　　2.选择、录入坐标数据文件。

可进行测站坐标数据及后视坐标数据的调用。

　　3.置测站点。

　　4.置后视点、确定方位角。

　　5.输入所需的放样坐标，开始放样。

　　B.实施放样

　　实施放样有两种方法可供选择，都可快速进行放样。

　　1.通过点号调用内存中的坐标值。

　　2.直接键入坐标值。

4测量放样在施工中的应用

测量放样前，应从合法、有效途径获取施工区已有的平面和高程控制成果资料。

根据现场控制点标志是否稳定完好等情况，对已有的控制点资料进行分析，确定是否全部或部分对控制点进行检测。

已有控制点不能满足精度要求应重新布设控制，已有的控制点密度不能满足放样需要时应根据现有的控制点进行加密。

必须按正式设计图纸、文件、修改通知进行测量放样，不得凭口头通知和未经批准的图纸放样。

根据规范规定和设计的精度要求并结合人员及仪器设备情况制定测量放样方案。

其内容应包括：

控制点的检测与加密、放样依据、放样方法及精度估算、放样程序、人员及设备配置等。

4.1放样前准备

阅读设计图纸，校算建筑物轮廓控制点数据和标注尺寸，记录审图结果。

选定测量放样方法并计算放样数据或编写测量放样计算程序、绘制放样草图并由第二者独立校核准备仪器和工具，使用的仪器必须在有效的检定周期内。

给仪器充电，检查仪器常规设置：

如单位、坐标方式、补偿方式、棱镜类型、棱镜常数、温度、气压等。

使用有内存的全站仪时，可以提前将控制点（包括拟用的测站点、检查点）和放样点的坐标数据输入仪器内存并检查。

4.2极坐标法放点

在控制点上架设全站仪并对中整平，初始化后检查仪器设置：

气温、气压、棱镜常数；输入（调入）测站点的三维坐标，量取并输入仪器高，输入（调入）后视点坐标，照准后视点进行后视。

如果后视点上有棱镜，输入棱镜高，可以马上测量后视点的坐标和高程并与已知数据检核。

瞄准另一控制点，检查方位角或坐标；在另一已知高程点上竖棱镜或尺子检查仪器的视线高。

利用仪器自身计算功能进行计算时，记录员也应进行相应的对算以检核输入数据的正确性。

在各待定测站点上架设脚架和棱镜，量取、记录并输入棱镜高，测量、记录待定点的坐标和高程。

以上步骤为测站点的测量。

在测站点上按步骤1安置全站仪，照准另一立镜测站点检查坐标和高程，记录员根据测站点和拟放样点坐标反算出测站点至放样点的距离和方位角。

测量放样负责人逐一将标注数据与记录结果比对，同时检查点位间的几何尺寸关系及与有关结构边线的相对关系尺寸并记录，以验证标注数据和所放样点位无误。

填写测量放样交样单。

5道路工程路基边桩放样方法

 道路工程线路平面总是由直线和曲线所组成。

曲线按其半径的不同分为圆曲线和缓和曲线。

在我国，道路工程大多采用螺旋线作为缓和曲线。

本文通过对按这种线型设计的线路中线与路基边桩关系的分析，寻求一种更精确、更快捷、更方便的边桩放样方法，由于测量仪器等的限制，以前放样路基边桩大多采用如下的方法：

首先用切线支距法或偏角法等定出线路中线里程桩；其次是在每个里程桩上置镜拨其断面方向（即法线方向）放样出路基边桩；然后抄平、移桩。

这种放样方法最大的弊病在于放样误差会不断累积，尤其是长大曲线，曲线的闭合差往往会很大，因此施工时不得不采用分段的方法进行测设。

此外，工序繁琐，外业工作量大，需要人员多，而且对施工现场干扰很大。

显然，这种路基边桩放样方法不但与现代施工“快而准”的要求很不相符，而且一定程度上制约了已广泛应用于施工现场的先进仪器设备，如半站型电子速测仪和全站仪等功能的发挥。

5.1路基边桩放样法的改进

道路工程施工中，尤其是深路堑、高路堤施工，为了保证线路各部结构符合设计和规范要求，更好地掌握和控制工程施工数量，技术人员需要不断地检查、监控线路中线和开挖（填筑）边线，内、外业工作量极大。

近年来，工程施工大多采用项目法管理，人员精简，每个技术人员除了本职的技术工作外，还要参与大量的管理工作。

因此，如何使技术人员从繁重的测量放样工作中解脱出来，成了项目法管理实施中的一大课题。

道路工程线路平面总是由直线和曲线所组成。

曲线按其半径的不同分为圆曲线和缓和曲线。

在我国，道路工程大多采用螺旋线作为缓和曲线。

下面本文主要通过对按这种线型设计的线路中线与路基边桩关系的分析，来阐述一种更精确、更快捷、更方便的边桩放样方法，使技术人员既可以有效、有力地控制施工现场，又可以更多地参与项目管理工作。

5.2传统的路基边桩放样方法的局限性

由于测量仪器等的限制，以前放样路基边桩大多采用如下的方法：

首先用切线支距法或偏角法等定出线路中线里程桩；其次是在每个里程桩上置镜拨其断面方向（即法线方向）放样出路基边桩；然后抄平、移桩。

这种放样方法最大的弊病在于放样误差往往会很大，因此施工时不得不采用分段的方法进行测设。

此外，工序繁项，外业工作量在，需要人员多，而且对施工现场干扰很大。

显然，这种路基边桩放样方法不但与现代施工“快而准”的要求很不相符，而且一定程度上制纸了已广泛应用于施工现场的先进仪器设备，如半站型电子赖测仪等选先进仪器设备，如半让型电子速测仪和全站仪等功能的发挥

5.3施工坐标系

为实用方便，以曲线直缓点（ZH点）为原点，过ZH点的缓和曲线切线为X轴正方向，ZH点上缓和曲经的半么为Y轴正方向建立施工坐标系（即曲线坐标系）。

在实际应用中，可利用坐标系（平移、旋转）得到特定的施工坐标系。

5.4断面方向的方位角

按线路的级成对其进行分段图解，根据曲线的基本性质和三角形的角度定理，可以得出断面方向的方位角α的计算公式。

5.5路基边桩放样

利用后观点、测站占及路基边桩点的坐标反算出放样数据（极角θi和极距Si），然后进行现场放样

6施工放样中产生的误差这样处理

施工放样的成果通常是即刻（或数小时后）交付使用，往往不能等待再去检查成果的正确性。

这就要求放样作业人员在作业中处处要有自我校核条件，以便及时发现错误，及时纠正。

尽量避免误差出现

6.1在放样工作中进行现场平差

一般工程放样的平差工作都是在现场进行的，因此，常将这类在现场消除测量误差的方法统称为现场平差。

如在测放一个方向线时，采用正、倒镜定点，而后在现场取两方向线的中点作为最后方向值等方法。

在所有建筑领域中，对测量放样的精度要求具有严密性和松散性两个方面的特性。

严密性指工程建筑物必须保持其构件严密的相互关系，即在放样中具有较大误差时，则会有损于工程质量。

松散性指松散的建筑部位，彼此间联系松驰。

这类工程部位，虽在设计图纸上有三维尺寸的规定，但在施工时，可予以不同程度的伸缩，因其放样后果对工程建设的影响远比严密性的部位要宽松得多。

6.2避免误差的有效方法

在放样工作中采取适当的措施，使严密区段保证严密性，以满足建筑标准要求，而将由于控制测量所带来的误差平摊于工程部位松散的区段中，使它对工程质量不产生任何影响，从而达到现场平差的目的。

它和一般平差任务不同之处是：

误差并未消除，不过是将其挤放于一个对工程质量不产生影响的区段，而将其“吸收”罢了。

可采用以下平差手段达到这一目的：

第一，对严密部位，一般采用本身主轴线为基本控制去进行放样。

即不论控制网布设的精度如何，一旦利用其测设主轴线后，该工程部位就以该轴线为基础了，这样就保证了建筑物的相对严密性;

第二，所有轴线的测设，应在主轴线的基准上进行，以避免再由控制网测设，而将控制网本身的测设误差带入严密区段;

第三，在施工过程中，所有轴线的测设定位，应具有一次性，切忌反复变更造成轴系的混乱。

7在放样后做好复测工作

测量复测（检查测量）是保证建筑工程质量必不可少的一项工作。

复测的目的是检查建筑物（构筑物）平面位置和高程数据是否符合设计要求。

以往发生的施工测量事故，大都是忽视复测工作所造成的。

7.1设计图纸的复核

施工测量人员要对设计图纸上的尺寸进行全面的校核，校对总平面上的建筑物坐标和相关数据，检查平面图和基础图的轴线位置、标高尺寸和符号等是否相符，分段长度是否等于各段长度的总和。

矩形建筑物的两对边尺寸是否一致，局部尺寸变更后，是否给其他尺寸带来影响。

7.2建筑物定位的复测

建筑物定位后，要根据定位控制桩或龙门桩，复测建筑物角点坐标、平面几何尺寸、标高与设计图纸上的数据是否吻合，是否满足工程精度要求，建筑物的方向是否正确，有无颠倒现象，有没有因现场运输车辆将桩碰动，造成位置偏移等现象，发现问题要及时纠正。

7.3水准点高程的复测

施工现场引进水准点后，要进行复测并应往返观测两次。

测设±0水准点时，一定要校核好图纸上每个数据，防止用错高程而造成整栋建筑物高程降低或升高的严重后果。

7.4原始观测记录的复核

对外业实测记录，应换另外一名测量员进行全面复核。

可用加法还原检查法，利用校对公式或采取其他方法查原始计算项目，发现错误及时解决。

8极坐标法放样的优点及应用

路基边桩的传统放样方法与改进的放样方法，其工作流程如图所示。

从图中可以很明显地看出改进的放样方法在外业方面的优点。

此外，改进的放样方法很大程度上减少了测量放样对现场施工的干扰。

从内业精度上分析，极坐标测高曲线的测高元素（极角和极距），对于在同一个测站上所测设的各点，除后视定向误差（即导线点本身的误差、仪器安置误差、后视瞄准等综合影响的反映）外，各测点拨角和量距误差都是独立的。

也就是说，同一个测站所测设各点误差不积累、不传递补，即点与点之间的误差是独立的。

此外，极坐标法可以在导线点上直拉放样线路中线点和路基边桩点。

较之传统的放样方法减少了测设线路主要控制桩的误差、护桩的误差、恢复桩的误差、中桩测设误差等的影响。

目前，已经通过诸多工程施工的实际应用，已经充分证实了该种方法的优越性

总结

测量学首先是一项精确的工作，通过在学校期间在课堂上对测量学的学习，使我在脑海中形成了一个基本的、理论的测量学轮廓，而实习的目的，就是要将这些理论与实际工程联系起来，这就是工科的特点。

测量学是研究地球的形状和大小以及地面点位的科学，从本质上讲，测量学主要完成的任务就是确定地面目标在三维空间的位置以及随时间的变化。

在信息社会里，测量学的作用日益重要，测量成果做为地球信息系统的基础，提供了最基本的空间位置信息。

构建信息高速公路、基础地理信息系统及各种专题的和专业的地理信息系统，均迫切要求建立具有统一标准，可共享的测量数据库和测量成果信息系统。

因此测量成为获取和更新基础地理信息最可靠，最准确的手段。

测量学的分类有很多种，如普通测量学、大地测量学、摄影测量学、工程测量学。

作为测绘工程专业的学生，我们要学习测量的各个方面。

测绘学基础就是这些专业知识的基础。

通过这次实习，锻炼了很多测绘的基本能力。

首先，是熟悉了全站仪的用途，熟练了全站仪的各种使用方法，掌握了仪器的检验和校正方法。

其次，在对数据的检查和矫正的过程中，明白了各种测量误差的来源，其主要有三个方面：

仪器误差（仪器本身所决定，属客观误差来源）、观测误差（由于人员的技术水平而造成，属于主观误差来源）、外界影响误差（受到如温度、大气折射等外界因素的影响而这些因素又时时处于变动中而难以控制，属于可变动误差来源）。

了解了如何避免测量结果错误，最大限度的减少测量误差的方法，即要作到：

（1）在仪器选择上要选择精度较高的合适仪器。

（2）提高自身的测量水平，降低误差水平。

（3）通过各种处理数据的数学方法如：

距离测量中的温度改正、尺长改正，多次测量取平均值等来减少误差。

第三，除了熟悉了仪器的使用和明白了误差的来源和减少措施，还应掌握一套科学的测量方法，在测量中要遵循一定的测量原则，如：

“从整体到局部”、“先控制后碎部”、“由高级到低级”的工作原则，并做到“步步有检核”。

这样做不但可以防止误差的积累，及时发现错误，更可以提高测量的效率。

通过工程实践，真正学到了很多实实在在的东西，

比如对测量仪器的操作、整平更加熟练，学会了数字化地形图的绘制和碎部的测量等课堂上无法做到的东西，很大程度上提高了动手和动脑的能力，同时也拓展了与同学的交际、合作的能力。

一次测量实习要完整的做完，单单靠一个人的力量和构思是远远不够的，只有小组的合作和团结才能让实习快速而高效的完成。

而这些，就是在测量之外所收获的了。

小组成员的合作很重要，实习小组的气氛很大程度上影响实验的进度。

对于测量来说，确实没有一个人的英雄，只有做好合作——包括本小组内部和各小组之间，才能保质保量地完成任务。

还有对数字化成图软件的使用感受。

我们所用的是南方测绘公司的CASS7.1软件。

这是一款以AutoCAD2002为基础开发的专业测绘成图软件,使用方法简单，成图速度快，功能方面也足以满足实际需要。

但软件稳定性稍有不足，成图错误较多，可能在成图时为追求速度而简化了计算过程。

通过内业实习的数据整理和作图，将课堂上所讲的知识和实际应用结合到了一起，又一次感受到了理论联系实际的重要性。

参考文献

【1】《RTK-GPS在高速公路工程放样的应用》，覃昌佩，《广西测绘》2004.2

【2】《HD5800一体化蓝牙RTK-GPS在水电地质测绘的应用》，李桂炎，《中海达GPS报》2004-4

【3】《测绘学》，武汉测绘学院《测量学》编写组

【4】《施工测量与放样》，李佩林，《山东测绘》2005.2

【5】《地质测绘》，李桂炎，《中海达GPS报》2004-4

【6】《测绘学》，武汉测绘学院《测量学》编写组

【7】刘培文《公路是公路测量技术》北京人民交通出版社2003

【8】李仕东《工程测量》北京人民交通出版社2002

【9】宁津生《测绘科学》北京人民交通出版社2001