理論結(jié)合實(shí)際談建筑工程中的測(cè)量技術(shù)

胡建偉

摘要：在施工過(guò)程中，工程測(cè)量在整個(gè)過(guò)程中有著舉足輕重的作用。測(cè)量放樣的結(jié)果直接決定工程建設(shè)項(xiàng)目的質(zhì)量等級(jí)和進(jìn)度，本文依據(jù)筆者多年工作經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)建筑工程測(cè)量施工技術(shù)方面來(lái)闡述，僅供同行參考。

關(guān)鍵詞：建筑技術(shù)；工程測(cè)量；理論方法

1建筑工程測(cè)量技術(shù)特點(diǎn)與理論方法

工程施工測(cè)量的主要任務(wù)是利用專門的測(cè)量器具，通過(guò)一定的技術(shù)方法把設(shè)計(jì)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(cè)量放樣的成果直接影響著工程建設(shè)項(xiàng)目的質(zhì)量等級(jí)、結(jié)構(gòu)、安全及建成后的功能。

1.1工程測(cè)量技術(shù)特點(diǎn)

工程測(cè)量在整個(gè)施工過(guò)程中的技術(shù)也是非常講究的。大家都知道，測(cè)量放線為工程施工開(kāi)辟了道路，提供了明確的方向。準(zhǔn)確、細(xì)致的測(cè)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(cè)量理論方法

1.2.1測(cè)量平差理論

最小二乘法廣泛應(yīng)用于測(cè)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(cè)量誤差理論主要表現(xiàn)在對(duì)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(duì)參數(shù)估計(jì)的影響，對(duì)參數(shù)和殘差統(tǒng)計(jì)性質(zhì)的影響；病態(tài)方程與控制網(wǎng)及其觀測(cè)方案設(shè)計(jì)的關(guān)系。由于變形監(jiān)測(cè)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(cè)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(cè)網(wǎng)變形和觀測(cè)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(jì)理論和方法

控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法有解析法和模擬法兩種。

解析法是基于優(yōu)化設(shè)計(jì)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(duì)于變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)還包括網(wǎng)的靈敏度或可區(qū)分性。對(duì)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(jì)又分為零類、一類、二類和三類優(yōu)化設(shè)計(jì)，涉及到網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)，網(wǎng)形、觀測(cè)值精度以及觀測(cè)方案的設(shè)計(jì)。

模擬法優(yōu)化設(shè)計(jì)的軟件功能和進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的步驟主要是：根據(jù)設(shè)計(jì)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(cè)方案，根據(jù)儀器確定觀測(cè)值精度，可進(jìn)一步模擬觀測(cè)值。計(jì)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(duì)精度、最弱點(diǎn)和最弱邊精度、邊長(zhǎng)和方位角精度。

用模擬法可獲得一個(gè)相對(duì)較優(yōu)且切實(shí)可行的方案，可進(jìn)一步用模擬觀測(cè)值作網(wǎng)的平差計(jì)算，同時(shí)可模擬觀測(cè)值粗差并計(jì)算對(duì)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(guò)一個(gè)筆者所經(jīng)歷的實(shí)際案例來(lái)闡述測(cè)量技術(shù)相關(guān)問(wèn)題。

2建筑工程測(cè)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(cè)量工作內(nèi)業(yè)計(jì)算量超常。因此，如何控制本工程測(cè)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(cè)量數(shù)據(jù)，是測(cè)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(cè)

（1）從場(chǎng)地實(shí)際情況看，擬建建筑物的四周場(chǎng)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(cè)軸線時(shí)或后視時(shí)均在觀測(cè)范圍之內(nèi)。

（3）根據(jù)甲方要求和測(cè)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(cè)一個(gè)固定控制點(diǎn)。

（5）水準(zhǔn)點(diǎn)按三等水準(zhǔn)測(cè)量要求施測(cè)。

2.2軸線及各控制線的放樣

（1）場(chǎng)地控制測(cè)量，按照由整體到局部、先控制整體后控制碎部的逐級(jí)控制的測(cè)量原則，結(jié)合場(chǎng)地、工程建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)通視條件以及現(xiàn)場(chǎng)施工的需要，以城市導(dǎo)線點(diǎn)為高級(jí)控制點(diǎn)，沿場(chǎng)地周圍布設(shè)了一條閉合導(dǎo)線，作為首級(jí)控制導(dǎo)線網(wǎng)。導(dǎo)線全長(zhǎng)相對(duì)中誤差高于1/35000，方位角閉合差小于±5″（n為導(dǎo)線點(diǎn)個(gè)數(shù)），平差后精度指標(biāo)：測(cè)角中誤差小于±2.5″，邊長(zhǎng)相對(duì)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(zhǎng)差異大，首級(jí)導(dǎo)線點(diǎn)之間精度不均勻，且在施工過(guò)程中的使用率也會(huì)受到很大程度的限制。因此，在施工測(cè)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(cè)。測(cè)設(shè)現(xiàn)場(chǎng)方格網(wǎng)作為軸線控制時(shí)，邊長(zhǎng)不宜過(guò)長(zhǎng)（如取≤100m），并以此作為工程的二級(jí)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(cè)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(jí)導(dǎo)線點(diǎn)聯(lián)測(cè)，檢核，以確保施工測(cè)量控制精度的要求。

（3）軸線控制點(diǎn)的測(cè)放，按常規(guī)正倒鏡投點(diǎn)法投測(cè)，并經(jīng)平差、復(fù)核后，采用內(nèi)分法或直角坐標(biāo)法測(cè)放出其他線及墻體控制線等細(xì)部線。如基坑開(kāi)挖進(jìn)行邊坡上、下口線控制時(shí)，應(yīng)根據(jù)坡度計(jì)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(gè)），以此進(jìn)行層間放線的復(fù)核，對(duì)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(cè)量一般分為初測(cè)和歸化二步進(jìn)行，放樣定點(diǎn)后要對(duì)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(duì)于一些不連線的或與周邊結(jié)構(gòu)相對(duì)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(cè)量和四等水準(zhǔn)測(cè)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(cè)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(lái)（標(biāo)高基準(zhǔn)樁不少于3個(gè)），對(duì)于基底均以2～3m設(shè)控制樁帶水平線來(lái)控制開(kāi)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(duì)標(biāo)高控制點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)、復(fù)測(cè)、平差，檢查核對(duì)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(cè)設(shè)﹢1m標(biāo)高控制線，作為高程施工的依據(jù)。

3工程測(cè)量施工計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用

3.1曲線放樣計(jì)算程序

根據(jù)曲線特征要素，為施工放樣的方便起見(jiàn)，以一定弧長(zhǎng)為等分圓弧起始步長(zhǎng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)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(duì)于橢圓曲線，可以一確定距離為限定界限等分拖延來(lái)計(jì)算加密點(diǎn)坐標(biāo)。

3.2計(jì)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(kāi)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(duì)等。但我們應(yīng)該注意：在用電子版制圖應(yīng)時(shí)要與施工坐標(biāo)系統(tǒng)相一致。

4結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)實(shí)際案例表明：工程測(cè)量不僅僅是整個(gè)工程建設(shè)項(xiàng)目中最復(fù)雜的工作之一，而且直接決定了工程建設(shè)項(xiàng)目的質(zhì)量等級(jí)、結(jié)構(gòu)、進(jìn)度等，相信在不久的將來(lái)，測(cè)量工作會(huì)更加認(rèn)真細(xì)致，同時(shí)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)。