免棱鏡全站儀對(duì)邊測(cè)量功能在高層建筑測(cè)量中的應(yīng)用

湯　海

（中鐵十八局集團(tuán)有限公司）

免棱鏡全站儀對(duì)邊測(cè)量功能在高層建筑測(cè)量中的應(yīng)用

湯海

（中鐵十八局集團(tuán)有限公司）

伴隨近幾年城市化建設(shè)速度的提升以及建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，城市中高層建筑的數(shù)量和規(guī)模也不斷的擴(kuò)大。當(dāng)建筑工程項(xiàng)目建設(shè)完成后，按照我國相關(guān)規(guī)定的要求，需要對(duì)建筑物間的距離、建筑物自身的高度以及面積等是否符合我國相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。然而，隨著建筑物高度的提升，其質(zhì)量測(cè)量工作的難度以及質(zhì)量審批部門的要求也隨之不斷地提高。在此種背景下，常規(guī)的測(cè)量方式已經(jīng)無法滿足相關(guān)要求。因此，本文以免棱鏡全站儀為切入點(diǎn)，就該儀器具有的對(duì)邊測(cè)量功能在當(dāng)前測(cè)量高層建筑中的應(yīng)用情況進(jìn)行研究。

免棱鏡全站儀；對(duì)邊測(cè)量；高層建筑測(cè)量；應(yīng)用

引言

伴隨城市發(fā)展的日新月異，城市空間中遍布的大量的地理信息等方面的要素也為其發(fā)展提供了巨大的保障，這不僅為城市建設(shè)提供了大量的設(shè)計(jì)信息數(shù)據(jù)依據(jù)，還使得城市中各項(xiàng)建設(shè)的精確度與精密性得到了極大的提升。而免棱鏡具有的對(duì)邊測(cè)量的功能不僅可以精確快速的獲取到高層建筑的測(cè)量數(shù)據(jù)，還可以以測(cè)量平差原理為基礎(chǔ)，提升自己的適用范圍。因此，在社會(huì)不斷發(fā)展的今天，免棱鏡對(duì)邊測(cè)量這一功能在測(cè)量高層建筑工作中的適用性進(jìn)行研究屬于城市發(fā)展產(chǎn)生的必然結(jié)果。

1　免棱鏡全站儀具有的測(cè)量原理

在日常的測(cè)量工作中，SET250RX是經(jīng)常被使用的一款全站儀，當(dāng)該儀器處于免棱鏡狀態(tài)下時(shí)，其測(cè)量的距離范圍在0.3～400m之間，其測(cè)量距離的精確度在0.3～200n之間是（3+2×10-6D）mm，在200～350m之間的是（5+10×10-6D）mm，在350～400m之間的精確度是（10+10×10-6D）mm。該儀器在距離測(cè)量方面具有的此種精確度，完全的滿足了相關(guān)測(cè)量政策條例對(duì)于測(cè)量精確度的要求。全站儀最常使用功能及時(shí)對(duì)邊測(cè)量，當(dāng)無法直接的測(cè)量兩個(gè)點(diǎn)之間的距離時(shí)，工作人員便可以將全站儀安放在可以觀測(cè)到兩個(gè)點(diǎn)的任意兩個(gè)位置上，這樣一來，工作人員就能夠利用全站儀來同時(shí)的觀測(cè)鏡站和儀器之間存在斜距、水平角以及豎直角，從而間接地計(jì)算出兩個(gè)鏡站點(diǎn)之間的斜距、高差以及水平具體。其具體測(cè)量情況如圖1所示。

圖1　兩點(diǎn)間相關(guān)距離計(jì)算公式

圖1中，A、B是兩個(gè)需要測(cè)量的點(diǎn)，為了測(cè)量兩個(gè)點(diǎn)之間的高差h和水平距離D，工作人員可以將全站儀安置在兩個(gè)點(diǎn)都能夠通視的任意一點(diǎn)O上，然后觀察Q到兩點(diǎn)間的斜距、水平夾角以及豎直角[1]。之后，在以三角高程的測(cè)量原理與三角余弦定理這兩大理論來算出兩點(diǎn)間的高差和水平距離。此外，因?yàn)閷?duì)邊測(cè)量可以進(jìn)行放射式和連續(xù)式測(cè)量模式的切換，而在上述情況下，使用連續(xù)式得出的結(jié)果更加精確。

2　對(duì)邊測(cè)量技術(shù)的運(yùn)用

2.1測(cè)量高層建筑的高度

一般來講，在測(cè)量建筑物的高度時(shí)，工作人員可以采用常規(guī)的測(cè)量方式進(jìn)行測(cè)量，例如，使用鋼尺直接測(cè)量，或者是使用光電測(cè)距的方式，通過三角高層這一測(cè)量方法施行測(cè)量。但是，如果在測(cè)量時(shí)遇到了高層建筑的話，常規(guī)的測(cè)量方式就無法完成測(cè)量工作了。例如，圖2中，該建筑屬于高層建筑，雖然建筑物的屋頂是帶有女兒墻的平屋頂，但是，由于該建筑物屋頂上的各個(gè)附屬設(shè)施和設(shè)備層的女兒墻上還有一個(gè)桿狀的裝飾性物體，而按照我國相關(guān)規(guī)定的要求，該裝飾物頂部也屬于建筑物實(shí)際高度測(cè)量范圍之內(nèi)的[2]。此時(shí)，就需要工作人員利用免棱鏡這一測(cè)量技術(shù)中具有的對(duì)邊測(cè)量功能，通過以建筑物室外的地坪作為起點(diǎn)，并將其該起始點(diǎn)設(shè)置為0的測(cè)量方式，對(duì)上述說道的位置進(jìn)行全面的測(cè)量，從而精確的計(jì)算出該高層建筑物實(shí)際的高度。

圖2　屋頂有桿狀裝飾物的高層建筑

2.2測(cè)量建筑物的面積

所謂的建筑物面積，其所包含的是房屋外墻柱勒腳以上的各個(gè)樓層外圍水平方向的投影面積，其中包括陽臺(tái)、地下室、室外的樓梯以及挑廊等結(jié)構(gòu)，以及具有上蓋且結(jié)構(gòu)牢固，其樓層的高度在2.2m以上的范圍。對(duì)于高層建筑來講，其首層面積應(yīng)該以其自身外墻勒腳以上的建筑結(jié)構(gòu)外圍的水平面積作為計(jì)算基礎(chǔ)，二樓以上的樓層則應(yīng)該按照其外墻結(jié)構(gòu)的外圍水平面積作為面積計(jì)算的基礎(chǔ)。工作人員在對(duì)高層建筑的面積進(jìn)行測(cè)量時(shí)，建筑物的首層一般都是用鋼尺來對(duì)建筑物所有的邊長，其中包括了陽臺(tái)和門斗等進(jìn)行測(cè)量，然后在通過內(nèi)業(yè)計(jì)算得出面積的，但是，由于鋼尺無法測(cè)量到建筑物而成以上的部分，并且，其在實(shí)際測(cè)量工作過程中還會(huì)遇到辦公樓和大酒店等情況比較特殊的高層建筑結(jié)構(gòu)，這些建筑每層外輪廓線的投影都是不同的，因此，其每一層的面積也是不相同的[3]。這種情況的存在，就為采集人員進(jìn)行外業(yè)數(shù)據(jù)的采集帶來了較大的難度。對(duì)此，為了保證每層建筑面積都可以被精確的計(jì)算出來，就需要使用免棱鏡具有的對(duì)邊測(cè)量功能，通過對(duì)建筑物每一個(gè)邊長的遠(yuǎn)距離測(cè)量來分層的計(jì)算出高層建筑每層的建筑面積。

2.3測(cè)量建筑物的四至距離

在目前城市項(xiàng)目建設(shè)審批工作中，其對(duì)于建筑物到其周邊規(guī)劃道路的紅線、規(guī)劃河流的藍(lán)線、綠化的控制線、土地的界址線之間的距離，以及高層建筑與其臨近建筑物之間平面的位置關(guān)系等，都有嚴(yán)格的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。一般情況下，工作在測(cè)量建筑物到四至邊界之間的距離時(shí)，采用的都是實(shí)量法，即利用鋼尺在實(shí)地丈量距離，在使用該方法測(cè)量時(shí)，工作人員需要嚴(yán)格以規(guī)劃許可證上附圖的標(biāo)示位置作為測(cè)量的依據(jù)，保證其測(cè)量出的四至數(shù)據(jù)是最小的距離，并且，在一次測(cè)量后，還需要進(jìn)行多余觀測(cè)，如果同樣精確度的兩次測(cè)量結(jié)果向度的誤差沒有大于1/ 4000的話，則需要將尺長與傾斜改正加入到距離中。但是，對(duì)于高層建筑來講，鋼尺能測(cè)量的范圍只有首層，二層以上則無法進(jìn)行有效的測(cè)量，如圖3所示，在項(xiàng)目規(guī)劃許可證的附圖中，其要求測(cè)量的是一號(hào)樓“混凝土2”到綜合樓“混凝土5”、二號(hào)樓“混凝土3”到綜合樓“混凝土7”間的四至距離[4]。此時(shí)，要想保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，就需要利用免棱鏡技術(shù)中具有的對(duì)邊測(cè)量的功能，通過架設(shè)全站儀的方式來對(duì)四至距離進(jìn)行實(shí)地測(cè)量，之后在繪制成四至尺寸圖，共相關(guān)工作人員參考并驗(yàn)證。

圖3　四至尺寸圖

3　使用免棱鏡技術(shù)時(shí)的注意事項(xiàng)

就該技術(shù)本身來講，由于其不僅帶有可以使用在立棱鏡的工作人員無法依靠自己到達(dá)的地方的測(cè)量特點(diǎn)，還具有保證測(cè)量精度，提高相關(guān)工作生產(chǎn)效率的優(yōu)勢(shì)，使得其被廣泛的應(yīng)用到了當(dāng)前測(cè)量高層建筑的工作中。因此，為了進(jìn)一步保證其測(cè)量結(jié)果和精度不受外界因素影響，工作人員在使用該項(xiàng)技術(shù)時(shí)需要注意以下幾點(diǎn)：①因?yàn)樵擁?xiàng)測(cè)試技術(shù)的測(cè)量結(jié)果同需要測(cè)量的距離、通視的條件、反射面性質(zhì)和角度有關(guān)，所以，工作人員應(yīng)該盡量避免在能見度低且灰塵較大的環(huán)境下測(cè)量；②為了保證測(cè)量結(jié)果的精確度，在測(cè)量條件允許的情況下，應(yīng)該盡量的縮短被測(cè)目標(biāo)點(diǎn)和全站儀間的距離[5]。

4　結(jié)束語

總而言之，在建筑物竣工之后對(duì)其進(jìn)行規(guī)劃驗(yàn)收并測(cè)量，是當(dāng)前城市進(jìn)行規(guī)劃管理的一個(gè)重要的工作環(huán)節(jié)，因此，為了保證竣工后測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，測(cè)量部門需要在項(xiàng)目建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)采集許多的數(shù)據(jù)信息。但是，隨著高層建筑數(shù)量增多以及城市審批部門對(duì)成果要求的提升，也為測(cè)量工作的進(jìn)行帶來了一定的難度。對(duì)此，充分的利用免棱鏡全站儀自身帶有的對(duì)邊測(cè)量的功能，不僅能夠提升測(cè)量數(shù)據(jù)和成果的準(zhǔn)確性，保證高層建筑質(zhì)量，還可以推動(dòng)城市規(guī)劃建設(shè)工作的發(fā)展。

[1]秦飛翔，金曉中.建筑工程竣工規(guī)劃驗(yàn)收測(cè)量中的免棱鏡測(cè)量技術(shù)[J].地理空間信息，2014，06（12）：124～125+128+5.

[2]賀洪建.免棱鏡全站儀在竣工測(cè)量中的應(yīng)用[J].江西建材，2015，14（12）：222～223.

[3]曾學(xué)宏，趙義花.全站儀專項(xiàng)測(cè)量功能在青島市中山路立面圖測(cè)量中的應(yīng)用[J].測(cè)繪與空間地理信息，2013，12（31）：265～266.

TU198.7

A

1673-0038（2015）44-0186-02

2015-10-6

湯海（1985-），男，助理工程師，大專，主要從事測(cè)量工作。