施工平面控制测量

无论是城市控制网还是为测

绘工程专用图所建立的控制网，往往是从测图方面考虑的， 一般不适应施工测设的需要，且常有相当数量的控制点，在场地布置和平整中被毁掉，或 因建筑物的修建成为互不通视的废点。因此，在工程施工之前，一般在建筑场需要在原测 图控制网的基础上，建立施工控制网，作为工程在施工和运行管理过程中测量的依据。 （一）施工控制网的形式 施工平面控制测量的任务是建立平面控制网。由于工程性质、场地的大小和地形情况 不同，建筑工程施工控制网也有不同形式。在面积不大的居住建筑小区中，常布置一条或 几条基准线组成的简单图形，作为施工测量的平面控制，称为 建筑轴线或建筑基线 ；在一 般大中型民用或工业建筑场地中，多采用方格网形式的控制网，称为

建筑方格网 或 建筑矩

形网；在一些大型工业场地中，由于地形条件、工期紧迫或分期施工等原因，不便于一次 建立整个场地的建筑方格网时，可先在整个场区内建立“一”字形或“＋”字形的中轴线 系统，作为以后建立各局部方格网的依据；在沿江河或受地形限制的建筑场地中，则可建 立多边形导线作为施工控制；对于山区建筑场地，一般多依山傍谷分散建筑，则可充分利 用原有测图控制网作为施工放样的依据。总之，施工控制网的形式应与设计总平面图的布 局相一致。

关于各类建筑工程的施工控制网的精度，目前全国尚无统一规定。城市中的民用建筑 工程，其相对精度约为1 /5000,点位误差约为

土 5cm （相当于二级导线的精度）。实践

说明这个精度是完全能够满足建筑物和与其相配套的区域管线及道路的定位要求的。关干 工业建筑施工控制网的精度,根据“冶金工业建筑安装工程施工测量规程”规定,其边长 相对精度为 1／20000,它是从测定工业场地中皮带通廊、各种工业管道等线状建筑或构筑 物的要求提出的。但是工业建筑种类繁多,控制网精度应参照不同工程的有关规范确定, 不能一概而论。

（二）施工坐标系与测量坐标系的坐标变换 设计人员习惯于用独立坐标系进行设计。坐标原点通常选在工业场地以外的西南角上, 这样场地范围内点的坐标都是正值。坐标轴平行或垂直于 主轴线,因此同一矩形建筑物相 邻两点间的长度可以方便地由 坐标差求得,用西南角和东北角两个点的坐标就可确定矩形 建筑物的位置和大小。同样建筑物的间距也可由坐标差求得。这种便于设计的坐标系称为 建筑坐标系 或施工坐标系 。

放样要用到控制点,这些控制点或许已具有国家或城市系统的 大地坐标 。因施工坐标 系与测量坐标系往往不一致,为了放样就必须把待放样点的设计坐标换算成大地坐标或者 把控制点的大地坐标换算为建筑坐标。总之,在施工测量过程中经常会遇到坐标换算工作。

如图io_i，设XP、yp为P点在测量坐标系内的坐标； 内的坐标；’’为施工坐标系的原点 o'在测量坐标系内的坐标；

厲、Bp为p点在施工坐标系

a为施工坐标系的坐00 yx

标纵轴 A 在测量坐标系的坐标方位角。则两个系统的坐标可按下式相互变换：

A

图1A1坐标换算关系图

XP = X。 AP COS：

-BP

sin:■ I

y = y+ A sin

AP = (XP - X。)cos： (yp - y。)sin: BP = (XP -x°)sin「 (yp -y°)cos：.

式中X 0、y 0和a可在总平面图上查取。

(10-5)

(10-6)

有时坐标值的数字较大，应用上述公式计算不便，此时，可用下列公式换算

点

之坐标差：

i、j两

=-Xij

—

Lyij

二

或

Aj cos：——Bj sin： 也Aj sin^ +^Bj COSO(

(10-7)

=Aj

二 =• Xj cos黒亠 Bj sin:- 匚 Bij r 沟 sin； $ COS

=

(10-8)

式中

•>Xi

j

=Xj - Xi

；

■\"7ij

厶

=Aj

- Ai ；

二 yj -yi ； : Bij 二 Bj -Bi ；

一.建筑方格网的建立

施工控制网的建立工作应在施工准备初期进行，要力争尽早完成以资主动。在整个施 工过程中，备控制点的标志，常遭到碰动或损坏。因此，除桩点理设要牢固、地面标志明 显和设立护桩外，还要做好经常的检测和维护工作。这里主要介绍建筑物轴线和建格网的 测设工作。 （一）建筑轴线的布置

建筑轴线的布置主要根据建筑物的分布、场地的地形和原有控制点的情况而定。轴线 位置应临近且平行建筑物，以便采用直角坐标法进行放线。图

A

10-2是常用的几种轴线形式：

图（I）中 W-O-E是\"一”字形建筑轴线；图（2）N-0-EJE2是\"L”形建筑轴线；图

（3）中N-O-S与W-O-E构成\"十”字型建筑轴线，图（4）中Ni-Oi-Si、N2-O2-S2与W-0 1- O2构成\"卄”型建筑轴线。

为了能长期保留，各轴线点位应避开地下管线施工位置，选在相互通视而又不受施工 影响的地带上，要埋设永久性的混凝土桩，桩基要在冰冻线以下，桩顶要低于该处场地设 计标高0.1〜0.2米，为了便于检查点位是否变动，轴线点一般不少于 （一）建筑方格网的设计

3个。

圍10＜：帧碉线的怖设疋式

1. 根据实际地形设计，使控制点位于测角、量距比较方便的地方，并使埋设标桩的 高程与场地

的设计标高不要相差很多。

2. 控制点便于保存，尽量避免土石方的影响。

3. 方格网的边长一般为100~500m，亦可根据测设的对象而定；点的密度根据实际

需要而定，相邻方格网点之间应通视良好。

4. 方格网各交角应严格成 90°。

5. 当场地面积较大时，应分两级布网。首级可采用十字形、口字形或田字形，然后 再加密方格

网。若场地面积不大，则尽量布设成全面方格网。

6. 最好将高程控制点与平面控制点埋设在同一块标石上。图

程控制点。

10-3为某建筑现场的标

志图，图中央之“+O”表示方格点（平面控制点），其旁“ ”（一般作为半球形） 表示高图10-4为设计的建筑方格网，poq和mon为其主轴线，主轴线是指建设区域内主要建 筑物的轴线，或与原有的主要建筑物的轴线平行。 各格网边长测设误差不应于大于

o、p、q、m、n为主点。当主点设置后，

90°之差，不应超过土 20〃；其它

即可以主点为依据测设其它各方格点。其它轴线夹角与

1/8000。

“ * 1 1, -------------------------------- T r u 1 ---------------- 1 ------------- L J 1 ------------- r1 --------- 1 1Lb d b 1 --------------- H 尸 -------- 1 F 1 ~- --4 图10-3方格网点

标石平而图

L 1 --------- J 图NT建筑方格网

在上述要求下，方格网图形应尽可能简单，矩形形状大致相同，尽可能使多数方格边 在一条直线上，减少节点，尽量减少不规则的图形。

（二）建筑方格网的测设

建筑方格网测设一般按主轴线点和轴线加密点分别测设的步骤进行。

当场地上有两个或多个主轴线时，可以分别建立方格网。但从测量观点看来应联成一 个整体。求得两个方格网坐标系之间的换算关系，从而确保相邻方格网之间的联系。

建立方格网时，也必须考虑施工组织计划，假使工地上先修筑正式道路，则方格点宜 设计在道路交叉口中央，并宜待交叉口的正式路面修成后再建立正式的精度较高的方格网。 其点位用永久标石标定。若方格点设计在人行道上或绿化带内，应考虑到在该地带埋设地 下管线的影响。还必须注意不要让施工用的临时建筑物、施工机械、施工材料场等等盖住 了方格点或阻碍方格点间的通视。方格点主要是为是为施工建设服务的，所以应加强与施 工人员的联系，把方格点位置向施工人员交代清楚，使施工人员关心并保护这些方格桩。

1.场地主轴线的测设

当场地只有一根主轴线（或一对互相垂直的主轴线）时，放样主轴线的误差将关系到 整个建筑方格网相对于实地地形地物的位置是否正确，也即影响建筑物作为整体相对于地 形位置是否正确。现代工业企业在车间内部诸机器设备之间要求相对位置很精确，有时只 允许误差为1毫米。在相邻车间之间要求略低一些，通常为

10厘米左右。即使有工艺流程

联系的相邻车间之间位置误差通常允许达几厘米。至于整个企业相对于原有地物地形的关 系对于新建厂矿说来允许误差更大，可达几分米。因此放样新建厂主轴线所需的数据可以 从地形图上图解取得。虽然放样场地主轴线绝对位置的精度要求不高，但是绝对不允许产 生粗差（错误），以免造成重大工程事故。

为了确定主轴线的位置至少需要两个点，但为了防止粗错，一般要放样

3〜5个点子

图10-5主轴线上的主点

场地主轴线放样具体步骤如下： （1） 准备放样数据

可以从地形图上量取待放样轴线点的图解坐标，再利用临近控制点的坐标计算放样数 据。也可以直接从地形图上量取极坐标法放样所需的角值和距离。

（2） 利用控制点实地放样轴线点

通常应利用更高一级的控制点，采用任何一种点位测设方法来放样轴线上的点。 （3） 检测和归化

为了防止粗差，必须进行检测，一般在中心点上测角。根据实测角与理论角（

90°或

180°）的差数来判断放样是否正确。有图解的放样数据会含有误差，所以实测角必然不符 合理论

角。因此检测角时的重要任务是确定区分正常误差与粗差的界限，即决定实测角与 理论角差数的限值。

如何确定角差的限值呢？对此应从具体条件出发进行分析，当放样数据由图解方法取 得时，角差将主要由图解数据的误差所决定。如图

10-6,设图解主轴线轴线点坐标的误差

可用下式求得：

为.〉，轴线点的间距s,则轴线点图解坐标误差 厶引起的角度误差

(10-9)

若取3倍中误差作为区分误差与错误的界限，则限差

P (10-10)

图10弋主点的位置偏奇

图10-7主点位置的归化改正

例：设在1 : 500地形图上图解量取放样数据时，可认为 厶图=0.3毫米，折合实地

*0.15米，又设S=500米，则按(10-10)式可算得限差 \\|.- =± 5'。

也就时说，在上述例子中，实测角值与理论值之差数小于 正确。

再强调一下，虽然对主轴线放样精度要求不高，但是决不玉版宣产生粗错。例如准备 放样数据或具体放样工作中弄错正负号，实地放样时用错已知点位……就可能使整个工地 远离设计位置。

经检验证明轴线点放样无错后，就可作归化改正，使三点在一直线上。 设如图10-7所示，A、B、C三点都归化一小段距离

& ,分别移至A '、B'、C '。则

5 '时，可认为轴线点放样

e值可按下式计算：

(10-11)

2 S1 S2

点位归化以后还必须测角检核，以防归化出错。

2.放样方格点

放样方格点的方法总的说来分两种，直接法和归化法。在讨论归化之前，宜对直接法 有些了解。

(1)直接法

直接法放样方格点的方法如图

10-8所示。设图10-8 (a)所示为已建立的十字形主轴。

10-8 (b))。然后在两轴之端点上

接着沿主轴精确量距，边量距边样轴线上的方格点(图

放样90°角，交会出四个角点(图 10-8 (c))。再沿周边精确量距，同时放样周边的方格 点作为闭合差的配赋。直至已放样的方格点围成四个矩形成田字形。在矩形内部的一些方 格点用经纬仪按方向线交会法求得(见图

10-8 (d))。

a

o- «k-

I

© 何 图10~8 IB接放样方格点

直接法操作简单，但它要求方格网形状规整，场地上有良好的通视条件；但测角量距 误差积累产生闭合差时处理不方便。

（2）归化法

用归化法放样方格点可避免上述缺点，具体做法如下： 放样过渡点 一种方法是用直接法以比较低的精度放样诸方格点（过渡点） 。

放样过渡点时主要应考虑到接着要测量过渡点的坐标。因此要照顾相邻点间的通视条 件，设站方便。有时过度点可以偏离设计位置数米甚至几十米远。

例如工地上在建立方格网之前保存着大量测绘地形图时留下别的图根点，则可以直接 利用它们放样出全部方格点的过度点位。着时不必先做主轴线的放样。

利用图根点的放样数据可以从图上量取，也可以按图根点坐标及方格点的设计坐标解 析计算。

例如地形较符合现状，且有大量明显地物点，则过渡点在实地的位置，可以凭它们与 邻近地物点的关系用距离交会法定出来。如果地物点足够多，可在实地用目测估计距离和 方位来找到设计方格点实地的大致位置。

过渡点位用临时桩标定，这些桩位要保存到埋好方格点的永久标石为止。

测量过渡点的坐标

为了求得一大批过度点的精确坐标，可以采用任何一种控制测量方法一一三角、导线、 交会法……也可以联合应用几种方法来测量。这主要取决于现场条件和测量的技术状况。

归化

算得过渡点的精确坐标（它们一般不等于这些方格点的设计坐标）后，要准备归化数 据，即计算各过渡点归化值（ AX = X设-X

测，心丫=Y设-Y测），并到实地去归化点位。 这

样，在实地上就可得到归化后的设计点位，并设置临时桩。

检测

归化后的点子应该落在设计位置上，相邻边的夹角应该等于 果发现没有错误，则检测资料也可反映方格点放样的精度。

埋永久性标石

求得正确的点位后要埋设永久性标石。 通常在埋石前在点位旁设四个木桩，相对两 桩顶的连线应该通过点位的中心，两根十字 连线可以精确地确定点位。这四个木桩俗称 骑马桩。设好骑马桩以后，再掘土，挖掉点 位上的临时标石。待永久性标石稳定以后再 利用骑马桩在标石顶部精确设置标芯。

90°或180。，为了减少

检测工作量，可以如图 10-9那样跳点设站测角。检测可以发现工作中的差错，必须认真做 好。如

（三）建筑方格网的加密

当工业场地较大时，一下子测定全部方 格点工作量太大，这时可以先测定方格边较 稀疏格网的点子，然后在这些稀疏点子的控 制下，逐步加密方格点。

一般常用的方向线交会法或后方交会归化法来加密方格点。 当用方向线交会法加密时，仪器架于 向相交即得一个加密方格点。从而可得

当用后方交会归化法加密时（见图

A、B、C…点上（图10-10a）,两条对角线方 a、b、c…等点，然后在aBbF小方格内再用两对

角线方向交会加密1, 2, 3…等方格点，这样就可以把方格点加密约一倍（方格边长缩小 一倍）。

10-10b）,仪器架于待加密的点上（如a、b…），

观察方格四角的方向值，从而可求得测站点偏离设计位置的值。归化后即可求得加密点的 正确位

何

图2-比方格网虎加密

何

置，由于 A、B、C…位置已归化好，所以用后方交会归化法加密时，相应的数据 计算工作比较简单。 二.

桥梁控制网的测设

常用的桥梁控制网多采用三角网、边角网或混合网。图形如图

1控制网的布设

10-11所示，10-

11 （ 1）为双控制形；图10-11 （2 ）为大地四边形；图10-11 （3）为双大地四边形，用以

提高桥梁轴线的精度。关于图形的选用，应根据桥长、施工需要和地形等条件而定。布网 时，各控制点应相互通视，点位要选在不被水淹、不受干扰和易于保存处，桥轴线 组成控制网中的一条边，且应与桥台相距较近，以便于桥台放样。

AB应

桥梁控制网的精度要求，需根据桥长、墩距和结构等情况，按桥梁控制网精度估算的 方法来具体确定。一般情况下也可参照一、二级导线测量的要求进行。

2 •角度测量 桥梁控制网中角度观测可用方向观测法，具体要求参见表

表10-2 桥梁控制网角度观测限差要求

桥长 测回数 10-2。 L>500 4 一 ± 10〃 L (m) J2级经纬仪 J6级经纬仪］ L<200 一 L=200~500 2 6 ± 4 ± 20〃 三角形最大闭合差 3 •桥梁控制网及桥轴线长度的计算

15 〃 对于500米以下的桥梁控制网，一般多采用近似平

差方法。对于500米以上的大桥，应采用严密平差。