理論結(jié)合實(shí)際談建筑工程中的測量技術(shù)

胡建偉

摘要：在施工過程中，工程測量在整個過程中有著舉足輕重的作用。測量放樣的結(jié)果直接決定工程建設(shè)項目的質(zhì)量等級和進(jìn)度，本文依據(jù)筆者多年工作經(jīng)驗(yàn)，通過對建筑工程測量施工技術(shù)方面來闡述，僅供同行參考。

關(guān)鍵詞：建筑技術(shù)；工程測量；理論方法

1建筑工程測量技術(shù)特點(diǎn)與理論方法

工程施工測量的主要任務(wù)是利用專門的測量器具，通過一定的技術(shù)方法把設(shè)計圖紙的位置、數(shù)據(jù)、幾何形狀真實(shí)的放樣到實(shí)地，其測量放樣的成果直接影響著工程建設(shè)項目的質(zhì)量等級、結(jié)構(gòu)、安全及建成后的功能。

1.1工程測量技術(shù)特點(diǎn)

工程測量在整個施工過程中的技術(shù)也是非常講究的。大家都知道，測量放線為工程施工開辟了道路，提供了明確的方向。準(zhǔn)確、細(xì)致的測量工作不僅是決定著工程能否順利按圖施工，而且還給施工的質(zhì)量提供重要的技術(shù)保證，為下一步的質(zhì)量檢查等工作提供了方便。

1.2工程測量理論方法

1.2.1測量平差理論

最小二乘法廣泛應(yīng)用于測量平差。最小二乘配置包括了平差、濾波和推估。附有限制條件的條件平差模型被稱為概括平差模型，它是各種經(jīng)典的和現(xiàn)代平差模型的統(tǒng)一模型。測量誤差理論主要表現(xiàn)在對模型誤差的研究上，主要包括：平差中函數(shù)模型誤差、隨機(jī)模型誤差的鑒別或診斷；模型誤差對參數(shù)估計的影響，對參數(shù)和殘差統(tǒng)計性質(zhì)的影響；病態(tài)方程與控制網(wǎng)及其觀測方案設(shè)計的關(guān)系。由于變形監(jiān)測網(wǎng)參考點(diǎn)穩(wěn)定性檢驗(yàn)的需要，導(dǎo)致了自由網(wǎng)平差和擬穩(wěn)平差的出現(xiàn)和發(fā)展。觀測值粗差的研究促進(jìn)了控制網(wǎng)可靠性理論，以及變形監(jiān)測網(wǎng)變形和觀測值粗差的可區(qū)分性理論的研究和發(fā)展。

1.2.2工程控制網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計理論和方法

控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計方法有解析法和模擬法兩種。

解析法是基于優(yōu)化設(shè)計理論構(gòu)造目標(biāo)函數(shù)和約束條件，解求目標(biāo)函數(shù)的極大值或極小值。一般將網(wǎng)的質(zhì)量指標(biāo)作為目標(biāo)函數(shù)或約束條件。網(wǎng)的質(zhì)量指標(biāo)主要有精度、可靠性和建網(wǎng)費(fèi)用，對于變形監(jiān)測網(wǎng)還包括網(wǎng)的靈敏度或可區(qū)分性。對于網(wǎng)的平差模型而言，按固定參數(shù)和待定參數(shù)的不同，網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計又分為零類、一類、二類和三類優(yōu)化設(shè)計，涉及到網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計，網(wǎng)形、觀測值精度以及觀測方案的設(shè)計。

模擬法優(yōu)化設(shè)計的軟件功能和進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計的步驟主要是：根據(jù)設(shè)計資料和地圖資料在圖上選點(diǎn)布網(wǎng)，獲取網(wǎng)點(diǎn)近似坐標(biāo)（最好將資料作數(shù)字化掃描并在微機(jī)上進(jìn)行）。模擬觀測方案，根據(jù)儀器確定觀測值精度，可進(jìn)一步模擬觀測值。計算網(wǎng)的各種質(zhì)量指標(biāo)如精度、可靠性、靈敏度。精度應(yīng)包括點(diǎn)位精度、相鄰點(diǎn)位精度、任意兩點(diǎn)間的相對精度、最弱點(diǎn)和最弱邊精度、邊長和方位角精度。

用模擬法可獲得一個相對較優(yōu)且切實(shí)可行的方案，可進(jìn)一步用模擬觀測值作網(wǎng)的平差計算，同時可模擬觀測值粗差并計算對結(jié)果的影響。這種方法稱為數(shù)學(xué)扭曲法或蒙特卡洛法。下面通過一個筆者所經(jīng)歷的實(shí)際案例來闡述測量技術(shù)相關(guān)問題。

2建筑工程測量施工技術(shù)

該工程具有深基礎(chǔ)、大凌空、高程落差大、曲線類型多、結(jié)構(gòu)平面形式復(fù)雜等大型建筑特點(diǎn)，且工期緊、任務(wù)重、圖紙多，促成施工測量工作內(nèi)業(yè)計算量超常。因此，如何控制本工程測量放樣的精度，如何進(jìn)行系統(tǒng)地、高效地、全面地圖紙審核和快速準(zhǔn)確的提供施工測量數(shù)據(jù)，是測量工作的重中之重，直接關(guān)系著最終工程的質(zhì)量。

2.1控制點(diǎn)的布置及施測

（1）從場地實(shí)際情況看，擬建建筑物的四周場地狹小，故南北向和東西向控制點(diǎn)集中布設(shè)在東側(cè)和北側(cè)的原有混凝土路面上，西側(cè)和南側(cè)只布設(shè)遠(yuǎn)向復(fù)核控制點(diǎn)。

（2）布設(shè)的控制點(diǎn)均引至四周永久性建筑物或馬路上，且要求通視，采用正倒鏡分中法投測軸線時或后視時均在觀測范圍之內(nèi)。

（3）根據(jù)甲方要求和測量管理部門提供的控制點(diǎn)形成四邊形進(jìn)行控制。

（4）根據(jù)甲方提供的高程控制點(diǎn)數(shù)據(jù)，向建筑物的東、西、南、北各引測一個固定控制點(diǎn)。

（5）水準(zhǔn)點(diǎn)按三等水準(zhǔn)測量要求施測。

2.2軸線及各控制線的放樣

（1）場地控制測量，按照由整體到局部、先控制整體后控制碎部的逐級控制的測量原則，結(jié)合場地、工程建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，根據(jù)現(xiàn)場通視條件以及現(xiàn)場施工的需要，以城市導(dǎo)線點(diǎn)為高級控制點(diǎn)，沿場地周圍布設(shè)了一條閉合導(dǎo)線，作為首級控制導(dǎo)線網(wǎng)。導(dǎo)線全長相對中誤差高于1/35000，方位角閉合差小于±5″（n為導(dǎo)線點(diǎn)個數(shù)），平差后精度指標(biāo)：測角中誤差小于±2.5″，邊長相對誤差高于1/40000。

（2）由于曲線類型多、通視條件差、占地面積大、平面形狀復(fù)雜等施工特點(diǎn)，外控制點(diǎn)的布設(shè)困難大，布設(shè)導(dǎo)線邊長差異大，首級導(dǎo)線點(diǎn)之間精度不均勻，且在施工過程中的使用率也會受到很大程度的限制。因此，在施工測量的總體控制采取內(nèi)控為主，外控為輔，內(nèi)外控相結(jié)合的控制方法，但始終保持內(nèi)、外聯(lián)測。測設(shè)現(xiàn)場方格網(wǎng)作為軸線控制時，邊長不宜過長（如取≤100m），并以此作為工程的二級導(dǎo)線，為減少由于工程高差太大產(chǎn)生I角的影響，避免地下、地上兩部分結(jié)構(gòu)出現(xiàn)測量放樣的超差，事先在基礎(chǔ)護(hù)坡周圍布設(shè)“十”字軸線控制點(diǎn)，并與地上Ⅰ、Ⅱ級導(dǎo)線點(diǎn)聯(lián)測，檢核，以確保施工測量控制精度的要求。

（3）軸線控制點(diǎn)的測放，按常規(guī)正倒鏡投點(diǎn)法投測，并經(jīng)平差、復(fù)核后，采用內(nèi)分法或直角坐標(biāo)法測放出其他線及墻體控制線等細(xì)部線。如基坑開挖進(jìn)行邊坡上、下口線控制時，應(yīng)根據(jù)坡度計算邊坡外放量。

為便于層間的檢核，在各流水段內(nèi)應(yīng)以適當(dāng)密度設(shè)置預(yù)留點(diǎn)：軸線控制點(diǎn)，主樓每層預(yù)留點(diǎn)九個），以此進(jìn)行層間放線的復(fù)核，對于大凌空層間較復(fù)雜的點(diǎn)位采用激光鉛直儀法進(jìn)行投點(diǎn)檢核。

平面細(xì)部測量一般分為初測和歸化二步進(jìn)行，放樣定點(diǎn)后要對各點(diǎn)做校核條件的檢查或在一點(diǎn)架設(shè)儀器重復(fù)檢查。對于一些不連線的或與周邊結(jié)構(gòu)相對關(guān)系不很明確的獨(dú)立結(jié)構(gòu)（如獨(dú)立柱），在放樣后必須用另外的控制點(diǎn)或軸線進(jìn)行檢查，以保證其位置正確。

2.3豎向標(biāo)高控制

本工程的高層控制，采取二等水準(zhǔn)測量和四等水準(zhǔn)測量法控制。

（1）±0.000以下

由于工程結(jié)構(gòu)基坑深，采用水準(zhǔn)儀高程測量向基坑度進(jìn)行標(biāo)高傳遞，獲得基底高程，經(jīng)檢查、復(fù)檢、復(fù)核進(jìn)行閉合差調(diào)整后將標(biāo)高基準(zhǔn)樁妥善保護(hù)起來（標(biāo)高基準(zhǔn)樁不少于3個），對于基底均以2～3m設(shè)控制樁帶水平線來控制開挖平整度。

（2）±0.000以上

為了避免標(biāo)高傳遞出現(xiàn)上、下層標(biāo)高超差，經(jīng)常對標(biāo)高控制點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測、復(fù)測、平差，檢查核對后方可進(jìn)行向上層的標(biāo)高傳遞，在適當(dāng)位置設(shè)標(biāo)高控制點(diǎn)（每層不少于3點(diǎn)），精度在±3mm以內(nèi)，總高±15mm以內(nèi)調(diào)整閉合差，結(jié)構(gòu)標(biāo)高主要采取測設(shè)﹢1m標(biāo)高控制線，作為高程施工的依據(jù)。

3工程測量施工計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用

3.1曲線放樣計算程序

根據(jù)曲線特征要素，為施工放樣的方便起見，以一定弧長為等分圓弧起始步長，來實(shí)現(xiàn)計算圓弧中間加密點(diǎn)坐標(biāo)，輸入已知數(shù)據(jù)即可算出該段圓弧中所加密點(diǎn)數(shù)和各點(diǎn)在當(dāng)前坐標(biāo)系內(nèi)的坐標(biāo)值。對于橢圓曲線，可以一確定距離為限定界限等分拖延來計算加密點(diǎn)坐標(biāo)。

3.2計算機(jī)電子模擬制圖應(yīng)用

電子版模擬制圖也顯得十分重要，尤其是在處理復(fù)雜部位上起到了十分明顯的效果，如曲線、不規(guī)則斜線、基礎(chǔ)開挖邊坡控制、汽車坡道三維實(shí)體模擬等。除此之外，應(yīng)用電子版制圖模擬法還可快速求點(diǎn)坐標(biāo)和量取距離及圖形面積、實(shí)體體積、圖紙校對等。但我們應(yīng)該注意：在用電子版制圖應(yīng)時要與施工坐標(biāo)系統(tǒng)相一致。

4結(jié)語

本文通過實(shí)際案例表明：工程測量不僅僅是整個工程建設(shè)項目中最復(fù)雜的工作之一，而且直接決定了工程建設(shè)項目的質(zhì)量等級、結(jié)構(gòu)、進(jìn)度等，相信在不久的將來，測量工作會更加認(rèn)真細(xì)致，同時要更加嚴(yán)格提高從業(yè)人員的工作水準(zhǔn)，為標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)而努力前進(jìn)。