工程测量监理培训教材(2011版)

1工程测量监理人员应用教程第一章工程测量内容1.工程测量内容：1.1.建设方委托有测量资质单位布设测量工程控制网（点），提出首级控制网（点）成果，必要时或施工阶段复测并加密控制点。1.2.依据设计文件进行基础（桩基）及以上主体各部位的施工轴线、高程的测量。1.3.工程施工构筑物、高层建筑、结构安装及大型设备安装垂直度测量。1.4.建筑施工、竣工使用过程建筑体的变形（沉降、倾斜）测量。第二章测量控制点1.测量控制点：分类为平面坐标控制点和高程水准控制点。2．控制网布设原则：业主提供高等级精度控制点，根据施工区域依次加密控制网，测量控制点精度由高级到低级逐级加密布设和测量的原则。3．测量体系：目前我国测量平面坐标系使用1980年西安坐标系，高程系统使用1985年国家高程基准(1956基准=1985基准=0.029m)。4．工程测量控制点：工程测量控制点是针对工程建设建立的局部测量控制点。大型工程须依据国家控制点建立独立的工程测量控制点，如公路工程，新建大型工业厂房工程等。中小型工程依据局部控制点，2多数为规划部门提供红线点，施工单位引测加密为工程测量控制点，如城区房建工程等。5.工程平面坐标控制点系统：①国家坐标系（包含地方区域坐标系）:与国家坐标控制点联的工程控制点。一般由业主移交工程坐标控制点(又称首级控制点)，施工单位根据施工部位进行加密（又称加密控制点），联测后整体评定加密工程控制点精度不高于首级控制点的精度。②建筑坐标系;又称施工坐标系或设计坐标系，通常与施工主体建筑轴线方向定为0度方位角，坐标计算方便，均以建筑尺寸相加。实际工程中建筑坐标系与国家坐标系是很多工程共用体系，设计图纸文件提供两坐标系的转换公式。③独立坐标系：根据工程局部情况，与现场已有建筑物轴线建立相对施工建筑位置的参照测量坐标系，实际中应用也较多。6．高程水准测量系统：一般使用国家1985年的国家高程基准，有的使用地方区域高程体系和独立高程系统。7．控制点建立过程简述：①业主委托由专业单位及规划部门测量并提供首级控制点和红线点坐标、高程点及测量成果，业主将测量成果提供给工程施工单位使用。②施工单位根据施工区域和部位加密埋设施工加密控制点。a)根据首级控制点的位置，考虑地形及视线通视情况实地埋设加密控制点，一般埋设在施工区域周围，控制点每200米左右埋设一个，并3以附和或闭合坐标导线控制点（高程水准点）的形式与首级控制点连接。b)测量各角度、导线边长、高程等原始数据，并与首级控制点联测，收集记录必要的测量数据。c）将记录测量数据整理并填入测量平差表格进行平差计算。e)测量成果评定等级，交测量成果表。③依据施工报验监理复测业主提供首级控制点，检测并最终确认加密控制点成果，作为施工测量依据。8、监理检测导线控制点及水准点：8.1、平面坐标控制点（导线点）检测：①首级坐标控制点复核;业主一般提供两个以上的首级坐标控制点。规范首级导线等级应为一级以上。规范中导线评定标准为方位角闭合差和导线边全长闭合差限值（2个指标评定），以便复测结果进行比较和评定。a)提供2个点的复测:(如图使用全站仪检测)，仪器置A点（测站点），棱镜设置B点（后视点），由于只有两个控制点，复核只能有边长全长相对闭合差，没有方位角闭合差。AB设业主提供A（XA、YA）、B(XB、YB),实测B点坐标为B`（X`B、Y`B）则：理论边长SAB=√(XA-XB)2＋(YA-YB)2实测边长S`AB=√(XA-X`B)2＋(YA-Y`B)2评定：导线边全长相对闭合差﹦（S`AB-SAB）∕SAB﹦1∕／n4查GB50026-2007《工程测量规范》导线规范一级导线导线边全长相对闭合差限差为1／15000；如果1／n大于限差，不满足要求，否则合格。b)提供3个点的复测：如图示，业主提供3个通视的控制点，复核指标有边长全长相对闭合差和方位角闭合差。ABC仪器设站架设在A（XA、YA）点，后视B(XB、YB)点（较长的一个边），测量B点和C(XC、YC)点。(a)方位角闭合差：测量A角度值BAC（经纬仪方式直接测角，一般测量2个测回）。Ⅰ）测量AB方向aAB,测量AC方向aACA角度值BAC＝aAC－aABⅡ）计算A角度理论值。A角度理论值BAC＝AC的方位角－AB的方位角＝αAC－αAB（方位角计算详见第四章4.1.3内容）Ⅲ）方位角闭合差指标评定：方位角闭合差=测量A角度值BAC—A角度理论值BAC5查GB50026-2007《工程测量规范》导线指标一级导线方位角闭合差限差为±10√n(注：n为测站数，此时测站数为1，限差单位为″)在限差内认为这项指标合格。否则重测角度比较。(b)边长全长相对闭合差：Ⅰ）分别测量AB、AC边长，与AB、AC理论边长进行比较，（理论边长计算值为：两个坐标的理论边长=√（X1-X2）2+（Y1-Y2）2）。Ⅱ）分别计算AB、AC边长的偏差，边长偏差=±（测量值—理论值），（注意偏差值有正负符号）。最后边长偏差之和为符合首级控制点边长闭合差T。Ⅲ）边长相对闭合差指标评定：导线边全长相对闭合差﹦首级控制点边长闭合差T∕(SAB+SAC)﹦1／n查GB50026-2007《工程测量规范》导线规范一级导线导线边全长相对闭合差限差为1／15000；如果1／n大于限差，不满足要求，否则合格。c)对于业主提供的首级控制点的其他形式，采用加密控制点与首级控制点连接，进行边长，角度测量后进行平差，并按规范要求进行评定，合格使用（第四章2、1、2内容）。d)如业主提供的导线控制点检测不合格，与业主沟通。第三章测量仪器及应用1．测量仪器：主要完成距离、高程、角度、水平度的常规测量工作的仪器，工程测量的仪器为测距仪、水准仪、经纬仪、全站6仪等，工程测量检测工具为水平仪、铅垂仪等。1.1．经纬仪：测量平面水平角和垂直面竖角角度。仪器由上部照准部分（望远镜、照准部水准器、垂直轴、水平轴、垂直度盘等）和基座部分（水平度盘、基座、垂直轴套、调平仪器脚螺旋等）组成。垂直度盘在仪器望远镜一侧，进行观测照准时在左称为盘左观测，在右称为盘右观测。盘左（盘右）观测为半个测回，进行盘左和盘右观测测量均值为一个测回观测。垂直角度（竖角）测量方法与水平角测量相同。1.1.1．仪器架设：在测站点设置脚架和安装仪器、用仪器光学对中器对中、仪器整平（先用仪器圆气泡粗平，在用长管气泡精平）。7经纬仪与全站仪建立测站时，仪器架设均要按上述步骤进行，详见全站仪内容。1.1.2．角度测量：测量两个方向度数差值；设站测量观测4个以上方向一般采用方向观测法（或全圆观测法），第一个方向测后，顺序测其他方向，最后测一圈回到第一方向闭合观测（也叫归零，两次观测一般有差异，称归零差）。例：下为一个测回测角方法，A为仪器架设测站点，B、C为测量照准方向点，α为测量角度。BAαC盘左（半个测回）：方向AB为0°00′00″方向AC为46°03′12″盘右（半个测回）方向AC为226°03′18″方向AB为180°00′06″一个测回方向值为(盘左+盘右-180°)÷2（规范要求限制的照准误差2c=盘左-(盘右-180°),查规范超限须进行重新测量。）方向AB为0°00′03″方向AC为46°03′15″实测角度α值为46°03′15″81.1.3．经纬仪测量规范指标：①水平角方向观测法的技术要求：等级仪器精度等级测微器两次重合读数差（″）半测回归零差（″）一测回内2c互差（″）同一方向值各测回较差（″）四等及以上1″级16962″级38139一级及以下2″级-1218126″级-18-24②视准轴误差（仪器的视准轴与水平轴不正交产生的误差）2c检测通过方向观测按2c=盘左-(盘右-180°)计算后与①表进行比较，合格数据才能使用。③照准部旋转轴正确性指标：管长水准气泡调平后旋转各位置的读数较差，1″级仪器不应超过2格、2″级不应超过1格、6″级不应超过1.5格.④水平轴不垂直于垂直轴之差指标（又称水平轴倾斜误差，是仪器水平轴与竖直轴不正交产生的误差）：1″级仪器不应超过10″，,2″级不应超过15″，6″级不应超过20″。（主要由检测单位检定），自检方法简述如下；a、设置目标：先安置仪器，在距仪器5m以外的竖直墙面上设置两个目标，在水平线上下各设置一个高点，一个低点。两点的垂直角的绝对值应大致相等且大于3°，差值不得超过30″。9b、测定方法:a)观测高低两点的水平角6个测回，每测回间更换水平度盘和测微器读数(变化观测起始方向度数值)，对于J2型仪器为：180°/m+i/2+i/2m-------式中m——测回数;i——水平度盘最小分划值,每一测回用盘左、右观测，在6测回中，前三个测回照准部均按顺时针方向旋转，而后三个测回照准部按逆方向旋转。观测限差为2c互差按高、低点在测回间分别比较，对于J2型仪器应小于10″；各测回角值互差J2型仪`器应小于8″；对于超出限差的测回，应进行重测。b）观测高、低点的垂直角α高α低，用中丝法测三个测回，垂直角和指标差互差均不得超过10″，对超限测回应重测。c）最后结果计算：水平轴不垂直于垂直轴之差值：限差：i的绝对值，对于J2型仪器不应超过15″。1.1.4．经纬仪垂直度观测方法：施工中高度20m以下建筑垂直度控制常用经纬仪观测完成，如现浇楼柱、安装钢结构立柱等的垂直度控制。如图示：p′ec10aO′fpC列轴线DOdbB（线轴线）Aabcd、cdef为钢结构立柱的两个垂直度观测面，OO′、PP′为两个垂直度控制线，AB、CD为正交安装轴线，安装完成后O点与B点重合，P点与C点重合，钢结构安装测量控制如下：①土建轴线交验：安装前土建施工移交轴线（图AB线、CD列），立柱安装验收轴线，合格后进行安装施工。②确定OO′、PP′安装垂直度控制线：立柱制作中各尺寸均有偏差，垂直度控制线不能按照ab、、ef进行安装，通过a点与b点分中标出O′点，c点与d点分中标出O；同理分中标出P点、P′点，最终确定OO′、PP′安装垂直度控制线。11③架设经纬仪2台同时观测：分别在A点、D点（最好在轴线上）架设2台经纬仪并整平仪器，立柱开始吊装，底部O点与B点重合，P点与C点重合并固定。经纬仪按照一测回法进行观测，先盘左照准O（B）点或P（C）点，仪器固定方向并锁住水平转动，仪器照准部垂直向上转动，照准O′点或P′点，O′点或P′点不在垂直视线上，调整立柱上部，直到O′点或P′点与垂直视线重合，初步固定立柱上部。然后经纬仪盘右按盘左方法观测，如有偏差调整O′点或P′点′至仪器垂直视线距离的一半（半距法），垂直度观测完成。实际要进行立柱另两个面的垂直度控制才能完整的进行垂直度控制。④立柱安装最终固定后，应进行立柱垂直度竣工测量，测量出竣工垂直度偏差。1.2．光电测距仪：测量距离有直接量距（钢尺量距）、光学量距（视距测量）、物理法（光电测距）、GPS定位等方法。光电测距仪主要测量地面两点间的水平距离和斜距，一般与经纬仪组合（或连体）进行测量，全站仪的使用，使单一测距仪基本没有使用。1.2.1．测距仪的测距原理是仪器在测站发射光波（激光、红外光等），目标设光反射镜(棱镜)将光波反射至仪器，反射的光波仪器接收，仪器记录光波发射到接收的行程时间，则D=1／2ct-------D为测量距离，c为光速，t为记录的光往返行程时间。1.2.2．测距仪规范划分短程测距为3km以下，中程为3~15km;121.2.3．①测距精度指标主要看标称精度mD=a+b×D(mm)------mD为测距中误差，a为标称固定误差，b为每公里比例误差系数，D为测距公里长度。根据测距仪出厂标称精度的绝对值，按1公里的测距中误差，测距仪的精度分为3级。小于5mm为Ⅰ级、5~10mm为Ⅱ级、11~20mm为Ⅲ级。②规范测距主要技术指标控制网等级仪器精度等级每边测回数一测回读数较差(mm)单程各测回较差(mm)往返测距较差往返三等5mm级33≤5≤7≤2（a+bD）两倍仪器出厂标定精度10mm级44≤10≤15四等5mm级22≤5≤710mm级33≤10≤15一级10