水準測量在工程測繪中的應用

劉鑫興

摘 要：本文著眼于水準測量在工程測繪中的應用問題展開探討，結合個人的一些實踐工作經驗提出幾點思考，希望借閱者能夠積極提出改進意見。

關鍵詞：水準測量；工程測繪；應用

建筑施工從地形圖測繪和地質勘測以及工程施工或者是竣工驗收、建筑變形監測的整個過程當中，水準測量都在其中發揮重要的作用以及扮演重要的角色。

1.水準測量基本原理及精度影響因素分析

1.1水準儀高程測量原理

一般我們根據使用的儀器以及施工方法的差異性，將高程測量具體劃分為水準測量、三角高程測量以及氣壓高程測量。而我們通常所做用的水準高程測量，實質上是高程測量中最為常用的測量方法，同時也是最精密的測量方法。此外，待測點高程的測量方法我們將其劃分為高差法和儀高法兩種類型。另一般我們用到的水準測量的儀器包括像：水準儀、水準尺以及尺墊這三種類型。而水準測量的誤差則有包含像儀器誤差、水準尺誤差、水準管氣泡居中誤差、讀數誤差、視差影響以及水準尺傾斜誤差、儀器及尺墊下沉或者是地球曲率、大氣折光的具體影響等等。

1.2 GPS高程測量技術

如果出現大面積的以及環境條件惡劣或者是水準點比較少的情況時，我們在對于精度要求不是很高的水準測量，就可以使用GPS高程測量的技術。而所使用的GPS高程測量技術則具體是將GPS測量所獲得點的大地數據和高程異常資料以及重力資料等等相互結合起來，并且采用高程擬合算法或者是平差算法同時確定待測點的正常高值。當前在我們的工程建設過程中比較常用的就是GPS水準高程測量法，究其原理：第一步是在待測區域選擇某種數量的GPS控制點，而控制點的正常高度我們以水準測量的方式來獲取，其精度則可以依據具體要求來進行確定，那么我們通過與之相關的算法對于控制點的正常高于大地高之間的高程異常值進行進一步的計算工作，再運用控制點的高程異常所采用的是平面擬合法以及曲面擬合法或者是多面擬合法這些方法，推算求出待測的GPS點的高程異常值，最終我們再運用大地高或者是高程異常和正常的高之間的實際關系進一步確定所有的GPS的正常。

2.水準測量在建筑工程施工中的應用研究

在建筑工程中設計和施工所采用的水準測量通常可以分為：其一，建立起高程控制網，以供建筑工程勘測或者是施工時使用；其二，線路水準的測量，在測定某一個沿線路的地面高低起伏，此時供縱斷面設計或者是施工時使用；其三，路面水準測量，在測定某一個面積內的地面高低起伏，以供土方工程設計和施工時使用。具體的測量精度依照工程的施工要求來進行確定，通常都是與四等水準相當或者低于四等水準測量。

對于建筑工程的高程控制網在建立之前我們需要依據實際需要及測區的實際來進一步明確水準網的等級，依照等級來進行水準網的設計工作，以及精度計算或者是優化設計。與此同時，水準控制網的布設需要遵循由高級到低級，由整體到局部的這樣的逐步控制，以及逐步加密的原則，根據統一化的技術標準來進行，那么在這同時，為了進一步滿足工程施工的具體需要，我們又需要在高程控制點一定要結合足夠的精度以及合適的密度。

水準測量在建筑工程當中的另外一個應用就是針對土方石的計算工作，為的就是計算建筑工程土方開挖的工程量，此時需要對待開挖的區域高程展開測量。那么首先第一步就是要運用經緯儀亦或是全站儀來對測區進行放線，把測區劃分為等面積的方格網，再進一步采用水準測量高程的測量方法，將方格網的四個角點的高程測量出來。而如果是采用對應的體積擬合法以及計算方法，就可以估算出來從開挖再到某一個高程基準具體需要開挖以及填土的回填的土方量，那么如此一來，方格網越是密集，測量的高程點就越多，如此計算出來的土方量也就越大。然而，我們通過實際工作環節發現，運用水準測量儀來展開土方測量計算與全站儀或者是土方測量時要更多一些，其在計算精度方面也比較低。

3.水準測量在變形監測中的應用研究

3.1水準測量變形監測方案的設計

該方案的設計一般包括沉降點布置和監測周期設計兩個方面，而在沉陷觀測點布置部分往往會提出監測要求，交由施工方來編制沉降低布置方案同時又在施工期展開工程布設。此外要求沉降點在數量上要足夠多，為的就是能夠保證放映整個的基礎沉陷和傾斜或者是彎曲變化情況。那么與此同時，在沉降點位置的選擇上還需要考慮到建筑物的規模和型式以及結構等這些特征，與此同時也要根據建筑工程的場地工程地質等等這些條件。監測出建筑物自身在自身觀測點需要和建筑物緊密結合起來。

工程竣工前后確定監測周期，竣工之前載荷會增加加快，那么造成的沉降量就會大一些，所以，依據相關的規定和要求，每加一層建筑就要進行一次變形監測，為的就是能發現不均勻的沉降，而如果沉降出現異常那么就要求要及時調整施工方案。

3.2變形監測水準測量方法

相較于國家一、二等精密水準測量方法，建筑工程的沉降觀測方法必須要具備其自身的特點，那么每次觀測都是重新觀測，就不存在由于測量次數增多造成的誤差累積，與此同時，在建筑工程監測中不可以采用閉合水準測量路線，原因是水準測量具有一定的閉合差的分配，這樣一來就會使得沉降點沒有下沉時出現沉降點上升的情況或者不合理現象。但假如因為這樣出現沉降點的高程值異常，那么就不要進行誤差的修正，應該毫無條件的返工重測核實，分辨出與國家一、二等精密水準測量方法相比，建筑工程沉降觀測的方法有其自身的特點，每一次觀測都是重新觀測，不存在因測量次數的增多而導致的誤差積累，同時，建筑工程沉降觀測不能采用閉合水準測量路線，因為閉合水準路線原因所在。

結論：

終上所述，具體的水準測量在工程施工中的應用情況又成了我們要重點探討的問題，以及對于進一步有效提高建筑工程的勘測施工質量或者是提升建筑整體的質量水平都具有十分重要的意義。

參考文獻

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