建筑物基礎(chǔ)測(cè)量放樣的簡便方法

王 明 鏡

(福建華航建設(shè)集團(tuán)有限公司廈門分公司，福建 廈門 361004)

建筑物基礎(chǔ)測(cè)量放樣的簡便方法

王 明 鏡

(福建華航建設(shè)集團(tuán)有限公司廈門分公司，福建 廈門 361004)

介紹了使用全站儀測(cè)設(shè)軸線的一般方法，從建立坐標(biāo)系、轉(zhuǎn)換已知點(diǎn)坐標(biāo)等方面闡述了測(cè)量的簡便方法，同時(shí)對(duì)水平鏡面法測(cè)設(shè)基底軸線以及吊鋼尺法引測(cè)高程的方法進(jìn)行了探討，以取得較高的測(cè)量效率。

測(cè)設(shè)軸線，坐標(biāo)，高程，方法

1 使用全站儀測(cè)設(shè)軸線

1.1 使用全站儀測(cè)設(shè)軸線的一般方法

如圖1所示，建筑物正交軸線通常與正南北方向不平行?；A(chǔ)施工時(shí)，一般軸線放樣的程序和方法為：

1)建設(shè)單位會(huì)通過規(guī)劃部門或其他合法單位在場地內(nèi)提供3個(gè)～4個(gè)軸線定位控制點(diǎn)，如圖1中的A1，D1，A4，D4點(diǎn)。如果建設(shè)單位因某些原因不能提供這些點(diǎn)，則可通過坐標(biāo)已知的控制點(diǎn)P1，P2，使用全站儀測(cè)設(shè)出A1，D1，A4，D4各點(diǎn)。

2)將軸線控制點(diǎn)引測(cè)到開挖范圍以外不會(huì)被破壞的地方并做好保護(hù)，以便日后定出軸線上的測(cè)站，如圖1所示的P1a,P4a,P1b,P4b,PAa,PDa,PAb,PDb點(diǎn)。

3)在基坑四周開挖范圍以外靠近基坑邊緣的適當(dāng)位置架設(shè)龍門板。由于場地限制、制作安裝等原因，龍門板一般都無法做成與建筑物軸線平行的直線，而是折線段或曲線段，如圖1所示。

4)在龍門板上建筑物軸線與之相交的位置釘釘子，用于掛線。這些釘子稱為“龍門釘”。此時(shí)，由于建筑物軸線與正南北方向斜交，其上任何點(diǎn)的X坐標(biāo)值都與其他點(diǎn)的X坐標(biāo)值都不同，任何點(diǎn)的Y坐標(biāo)值都與其他點(diǎn)的Y坐標(biāo)值也都不同，如圖1所示；這樣，這些釘子位置的坐標(biāo)值未知，且無法計(jì)算出來；所以不能用全站儀一次直接測(cè)設(shè)龍門釘。

在軸線上的點(diǎn)P1a處架設(shè)全站儀，后視同一軸線上的點(diǎn)P1b，順時(shí)針轉(zhuǎn)90°，做出輔助軸線P1a—P4a，在此輔助軸線上做出另一向幾條軸線的間距點(diǎn)P2a，P3a，P4a；同理做出各條軸線的間距點(diǎn)P1b，P2b，P3b，P4b，PAa，PBa，PCa，PDa，PAb，PBb，PCb，PDb各點(diǎn)。

分別在這些點(diǎn)上架設(shè)全站儀，后視同一軸線上的間距點(diǎn)(點(diǎn)P1a如對(duì)應(yīng)點(diǎn)P1b)，在龍門板上標(biāo)記龍門釘位置，并釘好龍門釘。在同一軸線上的龍門釘之間所掛的線，就是建筑物軸線。

以上是用全站儀測(cè)設(shè)軸線的一般方法，其步驟繁復(fù)，工作量大；實(shí)際上是把全站儀當(dāng)經(jīng)緯儀用，效率低下。

1.2 使用全站儀測(cè)設(shè)軸線的簡便方法

使用全站儀測(cè)設(shè)軸線，可以采用以下更加便捷的方法。

1.2.1 建立用戶坐標(biāo)系

為了充分利用全站儀的測(cè)設(shè)功能，必須使軸線上任一點(diǎn)的X坐標(biāo)值或Y坐標(biāo)值有規(guī)律地變化，即其X坐標(biāo)值與一些其他點(diǎn)的X坐標(biāo)值相同，或其Y坐標(biāo)值與一些其他點(diǎn)的Y坐標(biāo)值相同。所以軸線測(cè)設(shè)前必須先建立合理的用戶坐標(biāo)系(或稱“施工坐標(biāo)系”)，把復(fù)雜、無規(guī)律的測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)值加以簡化。

如圖1所示，以A1點(diǎn)為原點(diǎn)，以①軸為用戶坐標(biāo)系的軸(相當(dāng)于Y軸)、軸為用戶坐標(biāo)系的軸(相當(dāng)于X軸)建立用戶坐標(biāo)系。這樣，建筑物軸線上的點(diǎn)的坐標(biāo)值就呈現(xiàn)出極為簡單的規(guī)律了，如：②軸上的點(diǎn)包括其龍門釘?shù)腂坐標(biāo)值都為6.000，?軸上的點(diǎn)包括其龍門釘?shù)腁坐標(biāo)值都為12.000。

1.2.2 轉(zhuǎn)換已知點(diǎn)坐標(biāo)

根據(jù)中學(xué)數(shù)學(xué)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換公式或使用AutoCAD軟件作圖，求出已知控制點(diǎn)P1,P2的用戶坐標(biāo)值。如圖1所示，P1：A=20.144，B=-6.567；P2：A=-4.809，B=24.103。

1.2.3 測(cè)設(shè)龍門釘

在適當(dāng)?shù)奈恢眉茉O(shè)全站儀，如圖1中三角形處；依次后視P1,P2點(diǎn)并輸入各自坐標(biāo)值；按全站儀的常規(guī)操作，測(cè)設(shè)各個(gè)龍門釘。如：測(cè)設(shè)③軸龍門釘時(shí)，不管龍門板如何彎、斜，當(dāng)反光鏡在龍門板上移動(dòng)，使得全站儀讀數(shù)中B值為12.000時(shí)，該位置就是龍門釘位置；同樣地，測(cè)設(shè)軸龍門釘時(shí)，當(dāng)全站儀讀數(shù)中A值為18.000時(shí)，該位置就是龍門釘位置。

如果全站儀架設(shè)的位置得當(dāng)，通視良好，可以一次掃視及測(cè)設(shè)所有的龍門釘，速度極快。

2 水平鏡面法測(cè)設(shè)基底軸線

2.1 測(cè)設(shè)基底軸線的一般方法

一般情況下，在地面上架設(shè)經(jīng)緯儀或全站儀測(cè)設(shè)基底軸線時(shí)，要頻繁搬動(dòng)儀器，否則多數(shù)基底(特別是獨(dú)立基礎(chǔ)基底)無法通視，如圖2所示。

通常的做法是：用建筑棉線或尼龍線在龍門釘上掛出軸線，再吊掛線墜，在線墜底尖處用鉛筆做記號(hào)，彈線，將軸線引測(cè)到基底。操作時(shí)由于風(fēng)的作用或手的觸碰，軸線和線墜會(huì)搖晃；線墜靜止時(shí)所做記號(hào)的位置才會(huì)準(zhǔn)確。這種方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且精度不高。2.2 測(cè)設(shè)基底軸線的簡便方法

根據(jù)幾何學(xué)知識(shí)，龍門釘所掛的軸線(不管是否為水平線)和基底彈出來的軸線(不管是否為水平線)都在唯一的一個(gè)豎直面上，也就是說，這個(gè)豎直面和基底面的交線就是基底軸線，軸線點(diǎn)在這個(gè)豎直面上；只要找出這個(gè)豎直面，很容易就可以在基底面上做出軸線點(diǎn)記號(hào)。豎直面不容易確定，但可以通過水平面來間接確定：與水平面相垂直的平面就是豎直面。

利用水平放置的鏡面，通過鏡像原理，很容易就可以確定豎直面。

如圖2右側(cè)所示，在基底軸線一端的大致位置放置一個(gè)水平鏡面。龍門釘所掛的軸線在水平鏡面里有一個(gè)影像，測(cè)量者站在基坑頂觀察龍門釘軸線和它在水平鏡面里的影像，調(diào)整視線，當(dāng)所看到的龍門釘軸線和它的影像重合成一條線時(shí)，根據(jù)鏡像原理，這條“線”其實(shí)就是兩條線所構(gòu)成的豎直面。這時(shí)，另一個(gè)站在基坑底部的測(cè)量者聽指揮移動(dòng)記號(hào)鉛筆，使筆尖移動(dòng)到這條“線”也即豎直面上，筆尖的位置就是軸線點(diǎn)。同理做出基底另一端的軸線點(diǎn)，彈線，完成軸線測(cè)設(shè)。

在實(shí)際操作中，使用廢機(jī)油盆來代替水平鏡面。這是因?yàn)椋赫嬲溺R面很難水平放置，而靜止的液面如油盆面可視為水平面；廢機(jī)油色黑，既有鏡面效果，又不太反光；廢機(jī)油與水相比，表面比較不會(huì)受風(fēng)影響而起漣漪。

上述方法稱為“水平鏡面法”，又叫“油盆法”。這種方法簡單易做，不必使用儀器，操作方便，工作效率高。經(jīng)用經(jīng)緯儀檢驗(yàn)，用此法測(cè)設(shè)的軸線位置偏差均不大于5 mm，符合施工質(zhì)量驗(yàn)收要求[1]。

3 吊鋼尺法引測(cè)高程

當(dāng)基坑較深時(shí)，架設(shè)在地面的儀器看不到立在基坑的塔尺。欲將水準(zhǔn)點(diǎn)高程從地面引測(cè)到基坑里，由于場地條件限制，轉(zhuǎn)點(diǎn)測(cè)量有困難時(shí)，必須采用“吊鋼尺法”。即使一般情況下可以轉(zhuǎn)點(diǎn)測(cè)量，為了減少工作量、提高工作效率、減少測(cè)量誤差，也宜采用“吊鋼尺法”來引測(cè)高程。

如圖3所示，BM為地面上已知的水準(zhǔn)點(diǎn)，其標(biāo)高為HBM；BM1為基坑底待測(cè)的水準(zhǔn)點(diǎn)，其標(biāo)高設(shè)為HBM1；Hi，Hi2分別為地面和基底的儀器高?！暗蹁摮叻ā币郎y(cè)高程的操作步驟如下：

1)在基坑邊緣懸吊鋼卷尺。鋼卷尺零點(diǎn)始端在上，下端綁附重約5 kg的重物，靜止垂放到基底以上水準(zhǔn)儀可觀測(cè)到的高度。鋼卷尺下端重約5 kg的重物對(duì)鋼卷尺讀數(shù)的影響很小[2]，可忽略不計(jì)。

2)在地面架設(shè)水準(zhǔn)儀，觀測(cè)已知水準(zhǔn)點(diǎn)BM和鋼卷尺，記下讀數(shù)r0，r1。

3)保持懸吊的鋼卷尺不動(dòng)，把水準(zhǔn)儀架設(shè)到基底，觀測(cè)鋼卷尺和待測(cè)水準(zhǔn)點(diǎn)BM1，記下讀數(shù)r2，r3。

4)如圖3所示，根據(jù)高程關(guān)系算出待測(cè)水準(zhǔn)點(diǎn)BM1的標(biāo)高HBM1：

HBM1=Hi2-r3=(Hi-L)-r3；Hi=HBM+r0，L=r2-r1；

所以，HBM1=HBM+r0-(r2-r1)-r3=HBM+r0+r1-r2-r3。

4 結(jié)語

與一般的建筑物基礎(chǔ)測(cè)量放樣的方法不同，本文介紹的方法簡單高效，實(shí)用性強(qiáng)。建筑施工人員掌握了這些方法，可使相關(guān)工作得以準(zhǔn)確、快捷、輕松地完成。

[1] GB 50204—2002，混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范(2010年版)[S].

[2] 胡建華，高 茜，尹德山.鋼卷尺測(cè)量中溫度、拉力及測(cè)量狀態(tài)的誤差修正[J].天津科技，2005(2):50-51.

Simple building foundation sampling method

Wang Mingjing

(XiamenBranchCompany,FujianHuahangConstructionGroupCo.,Ltd,Xiamen361004,China)

The thesis introduces general surveying axis method with total station, describes simple sampling methods from aspects of establishing coordinate and altering given point coordinate, and explores horizontal mirror method surveying base axis and hoisting steel rule method surveying elevation method, with a view to achieve higher measurement efficiency.

surveying axis, coordinate, elevation, methods

2015-02-28

王明鏡(1971- )，男，工程師

1009-6825(2015)13-0204-03

TU198

A