二、施工測量基本工作
(一)測設(shè)設(shè)計(jì)的已知水平長度的直線
設(shè)地面上已有某設(shè)計(jì)直線的起點(diǎn)，已知直線的水平長度及直線的方向，要求定出直線另一端點(diǎn)的位置。
1．直接測設(shè)法
施工放樣通常是在建筑場地經(jīng)過平整以后進(jìn)行的，放樣一已知設(shè)計(jì)長度的直線可沿指定方向，從起點(diǎn)出發(fā)用鋼尺直接丈量，得到另一端點(diǎn)。為校核起見，可作往返丈量，在規(guī)定的限差范圍內(nèi)取其平均值，定出端點(diǎn)。
2．歸化測設(shè)法
當(dāng)直線長度的測設(shè)精度要求較高時，可先用直接法初步定出設(shè)計(jì)長度的終點(diǎn)。然后按精確量距的方法，用一定的拉力(一般為100N)，讀記丈量時的溫度，測定兩端點(diǎn)之間的高差，將量得長度按尺長改正、溫度改正和高差改正，計(jì)算改正后的長度，對初步定出的端點(diǎn)進(jìn)行修正。
3．光電測距測設(shè)法
用光電測距儀測記已知長度，在指定的方向線上初步安置棱鏡，先測定該長度，計(jì)算與已知長度之差，然后在該方向上移動棱鏡，直至測定的長度與已知長度符合為止。
(二)測設(shè)設(shè)計(jì)的已知水平角
測設(shè)已知水平角是根據(jù)地面上一已知點(diǎn)及一已知方向，按設(shè)計(jì)所定的水平角值，把另一方向放樣到地面上。
1.直接測設(shè)法
設(shè)地面上已有AB兩點(diǎn)，在A點(diǎn)以AB為起始方向，順時針方向測設(shè)由設(shè)計(jì)所定的水平角β(見圖13-9-1)定出C點(diǎn)。為消除儀器誤差，用盤左、盤右測設(shè)β角。即經(jīng)緯儀安置于A點(diǎn)，盤左以水平度盤讀數(shù)為0O00´00"瞄準(zhǔn)B點(diǎn)，順時針旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部，至讀數(shù)為β時，在地面上定出C´點(diǎn)；盤右以讀數(shù)為180O00´00"瞄準(zhǔn)B點(diǎn)，順時針旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部，至讀數(shù)為(β十180°)時，在地面定出C"點(diǎn)，取C´、C"的中點(diǎn)C，則∠BAC即為所要測設(shè)的β角。
2．歸化測設(shè)法 先用直接測設(shè)法僅用盤左定出C´點(diǎn)，然后用測回法多次測定該角取其平均值為 β1，計(jì)算與設(shè)計(jì)角度的差值Δβ＝β-βl，再根據(jù)AC´的長度計(jì)算出垂距：
從C´作AC´的垂直線，根據(jù)Δβ的正、負(fù)號，從AC´向左或向右量出C´C，得到歸化法放樣的C點(diǎn)， (三)測設(shè)設(shè)計(jì)的平面點(diǎn)位
1．直角坐標(biāo)法 如圖13-9-3所示，AB為建筑場地已定出的直線，P點(diǎn)為需測設(shè)的點(diǎn)位，P點(diǎn)垂直投影至AB的垂足點(diǎn)為Q，設(shè)已知AQ和PQ，則令Δx=AQ、Δy=PQ，沿AB方向測設(shè)長度Δx得Q點(diǎn)，安置經(jīng)緯儀測設(shè)90° 角，沿此垂直方向測設(shè)長度的P點(diǎn)。
將經(jīng)緯儀安置在A點(diǎn)上，測設(shè)水平角β，得到AP的方向，然后在此方向上用鋼尺測設(shè)已知長度D，即可定出P的平面位置。
若用電子全站儀用極坐標(biāo)法測設(shè)則更為方便。安置全站儀于A點(diǎn)，后視B點(diǎn)，將水平度盤讀數(shù)設(shè)置為αAB，此時已將水平度盤定向(即水平度盤的讀數(shù)即為瞄準(zhǔn)方向的方位角)，然后轉(zhuǎn)至水平度盤讀數(shù)為αAP的方向，將反光棱鏡設(shè)置在這一方向上，并進(jìn)行距離測量，按顯示的水平距離前、后移動棱鏡，使水平距離顯示讀數(shù)為DAP，即可定出所需測設(shè)的P點(diǎn)。
極坐標(biāo)法為測設(shè)平面點(diǎn)位的最常用的方法。
3．距離交會法
設(shè)在控制點(diǎn)A、B的附近需要測設(shè)設(shè)計(jì)坐標(biāo)為已知的待定點(diǎn)P的平面位置，從A、B點(diǎn)向P點(diǎn)用鋼尺拉兩段由坐標(biāo)反算而得的水平距離Dl、D2，兩段距離相交處即為需要測設(shè)的點(diǎn)位P。 (四)測設(shè)設(shè)計(jì)的高程
測設(shè)設(shè)計(jì)高程是根據(jù)一個已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)，測設(shè)另一點(diǎn)，使其高程為設(shè)計(jì)所給定的數(shù)值。設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)的高程為HA，今要測設(shè)B點(diǎn)的木樁使其高程為設(shè)計(jì)的HB，在A、B兩點(diǎn)安置水準(zhǔn)儀，先在A點(diǎn)立水準(zhǔn)尺，讀得讀數(shù)為a，則儀器高程為Hi=HA十a(chǎn)。豎立在B點(diǎn)樁頂?shù)乃疁?zhǔn)尺讀數(shù)應(yīng)為b=Hi - HB，逐漸將樁打人土中，使尺上讀數(shù)逐漸增加至b，則樁頂高程即為HB。
(五)測設(shè)設(shè)計(jì)的坡度
在場地平整、鋪設(shè)管道和修筑道路等工程中，經(jīng)常需要在地面上測設(shè)給定的坡度線。如圖13-9-5所示，設(shè)A點(diǎn)的高程為HA，A、B兩點(diǎn)間的水平距離D，設(shè)計(jì)坡度為-1％，則B點(diǎn)的高程HB=HA-0．01*D。首先用水準(zhǔn)儀按設(shè)計(jì)高程的測設(shè)方法測設(shè)B點(diǎn)的高程。然后將水準(zhǔn)儀安置于A點(diǎn)，使水準(zhǔn)儀基座上的一只腳螺旋放在AB方向線上，量儀器高i。用望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)立于B點(diǎn)的水準(zhǔn)尺，轉(zhuǎn)動AB方向線上的那只腳螺旋，使十字絲橫絲在B點(diǎn)水準(zhǔn)尺上的讀數(shù)為i，此時儀器的視線即平行于所設(shè)計(jì)的坡度線。隨后在AB的中間各點(diǎn)上打樁，使立于其上的水準(zhǔn)尺讀數(shù)為i，此時各樁頂?shù)倪B線即為所設(shè)計(jì)的坡度線。
三、建筑施工控制測量
建筑場地在施工以前要建立施工控制網(wǎng)。對于工業(yè)廠房和民用建筑一般是沿著建筑物軸線的平行和垂直方向布設(shè)建筑施工控制網(wǎng)。在大型廠房建筑工地，施工控制網(wǎng)一般布設(shè)成正方形或矩形格網(wǎng)，格網(wǎng)與建筑主軸線平行或垂直，稱為建筑方格網(wǎng)。若建筑場地面積不大(例如市區(qū)的高層建筑)，常布設(shè)平行于主要建筑物軸線的十字形建筑基線或單個矩形控制網(wǎng)作為平面控制，從鄰近的水準(zhǔn)點(diǎn)引測2～3個位于建筑場地的臨時水準(zhǔn)點(diǎn)作為高程控制。 建筑施工場地的平面控制網(wǎng)采用施工坐標(biāo)系(亦稱建筑坐標(biāo)系)，其坐標(biāo)軸與建筑物主軸線相一致或平行，以便于將建筑物的軸線點(diǎn)和細(xì)部點(diǎn)等設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)化算為坐標(biāo)。但是，建筑物又是位于城市或地區(qū)的統(tǒng)一坐標(biāo)系(大地坐標(biāo)系)中，建筑物的總體設(shè)計(jì)所采用的地形圖也是按大地坐標(biāo)系來定向和分幅的，建成后的建筑物的總平面圖也需標(biāo)繪于地形圖中。因此，在建立施工坐標(biāo)系時需要進(jìn)行與大地坐標(biāo)系的換算。如圖13-9-6所示，XOY為大地坐標(biāo)系，X´O´Y´為施工坐標(biāo)系，(x0，y0)為施工坐標(biāo)系的原點(diǎn)在大地坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，α為施工坐標(biāo)系的X´軸在大地坐標(biāo)中的坐標(biāo)方位角。如果已知P點(diǎn)的施工坐標(biāo)為(x´p，y´P)，可按下式將其換算為大地坐標(biāo)：
xP = x0 + x´P cosα - y´P sinα yP = y0 + x´P sinα + y´P cosα (13-9-5)
反之，如果已知P點(diǎn)的大地坐標(biāo)，也可將其換算為施工坐標(biāo)：
x´P＝（xP－x0）cosα＋（yP－y0）sinα
y´P＝－（xP－x0）sinα ＋（yP－y0）cosα
(一)測設(shè)設(shè)計(jì)的已知水平長度的直線
設(shè)地面上已有某設(shè)計(jì)直線的起點(diǎn)，已知直線的水平長度及直線的方向，要求定出直線另一端點(diǎn)的位置。
1．直接測設(shè)法
施工放樣通常是在建筑場地經(jīng)過平整以后進(jìn)行的，放樣一已知設(shè)計(jì)長度的直線可沿指定方向，從起點(diǎn)出發(fā)用鋼尺直接丈量，得到另一端點(diǎn)。為校核起見，可作往返丈量，在規(guī)定的限差范圍內(nèi)取其平均值，定出端點(diǎn)。
2．歸化測設(shè)法
當(dāng)直線長度的測設(shè)精度要求較高時，可先用直接法初步定出設(shè)計(jì)長度的終點(diǎn)。然后按精確量距的方法，用一定的拉力(一般為100N)，讀記丈量時的溫度，測定兩端點(diǎn)之間的高差，將量得長度按尺長改正、溫度改正和高差改正，計(jì)算改正后的長度，對初步定出的端點(diǎn)進(jìn)行修正。
3．光電測距測設(shè)法
用光電測距儀測記已知長度，在指定的方向線上初步安置棱鏡，先測定該長度，計(jì)算與已知長度之差，然后在該方向上移動棱鏡，直至測定的長度與已知長度符合為止。
(二)測設(shè)設(shè)計(jì)的已知水平角
測設(shè)已知水平角是根據(jù)地面上一已知點(diǎn)及一已知方向，按設(shè)計(jì)所定的水平角值，把另一方向放樣到地面上。
1.直接測設(shè)法
設(shè)地面上已有AB兩點(diǎn)，在A點(diǎn)以AB為起始方向，順時針方向測設(shè)由設(shè)計(jì)所定的水平角β(見圖13-9-1)定出C點(diǎn)。為消除儀器誤差，用盤左、盤右測設(shè)β角。即經(jīng)緯儀安置于A點(diǎn)，盤左以水平度盤讀數(shù)為0O00´00"瞄準(zhǔn)B點(diǎn)，順時針旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部，至讀數(shù)為β時，在地面上定出C´點(diǎn)；盤右以讀數(shù)為180O00´00"瞄準(zhǔn)B點(diǎn)，順時針旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部，至讀數(shù)為(β十180°)時，在地面定出C"點(diǎn)，取C´、C"的中點(diǎn)C，則∠BAC即為所要測設(shè)的β角。
2．歸化測設(shè)法 先用直接測設(shè)法僅用盤左定出C´點(diǎn)，然后用測回法多次測定該角取其平均值為 β1，計(jì)算與設(shè)計(jì)角度的差值Δβ＝β-βl，再根據(jù)AC´的長度計(jì)算出垂距：
從C´作AC´的垂直線，根據(jù)Δβ的正、負(fù)號，從AC´向左或向右量出C´C，得到歸化法放樣的C點(diǎn)， (三)測設(shè)設(shè)計(jì)的平面點(diǎn)位
1．直角坐標(biāo)法 如圖13-9-3所示，AB為建筑場地已定出的直線，P點(diǎn)為需測設(shè)的點(diǎn)位，P點(diǎn)垂直投影至AB的垂足點(diǎn)為Q，設(shè)已知AQ和PQ，則令Δx=AQ、Δy=PQ，沿AB方向測設(shè)長度Δx得Q點(diǎn)，安置經(jīng)緯儀測設(shè)90° 角，沿此垂直方向測設(shè)長度的P點(diǎn)。
將經(jīng)緯儀安置在A點(diǎn)上，測設(shè)水平角β，得到AP的方向，然后在此方向上用鋼尺測設(shè)已知長度D，即可定出P的平面位置。
若用電子全站儀用極坐標(biāo)法測設(shè)則更為方便。安置全站儀于A點(diǎn)，后視B點(diǎn)，將水平度盤讀數(shù)設(shè)置為αAB，此時已將水平度盤定向(即水平度盤的讀數(shù)即為瞄準(zhǔn)方向的方位角)，然后轉(zhuǎn)至水平度盤讀數(shù)為αAP的方向，將反光棱鏡設(shè)置在這一方向上，并進(jìn)行距離測量，按顯示的水平距離前、后移動棱鏡，使水平距離顯示讀數(shù)為DAP，即可定出所需測設(shè)的P點(diǎn)。
極坐標(biāo)法為測設(shè)平面點(diǎn)位的最常用的方法。
3．距離交會法
設(shè)在控制點(diǎn)A、B的附近需要測設(shè)設(shè)計(jì)坐標(biāo)為已知的待定點(diǎn)P的平面位置，從A、B點(diǎn)向P點(diǎn)用鋼尺拉兩段由坐標(biāo)反算而得的水平距離Dl、D2，兩段距離相交處即為需要測設(shè)的點(diǎn)位P。 (四)測設(shè)設(shè)計(jì)的高程
測設(shè)設(shè)計(jì)高程是根據(jù)一個已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)，測設(shè)另一點(diǎn)，使其高程為設(shè)計(jì)所給定的數(shù)值。設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)的高程為HA，今要測設(shè)B點(diǎn)的木樁使其高程為設(shè)計(jì)的HB，在A、B兩點(diǎn)安置水準(zhǔn)儀，先在A點(diǎn)立水準(zhǔn)尺，讀得讀數(shù)為a，則儀器高程為Hi=HA十a(chǎn)。豎立在B點(diǎn)樁頂?shù)乃疁?zhǔn)尺讀數(shù)應(yīng)為b=Hi - HB，逐漸將樁打人土中，使尺上讀數(shù)逐漸增加至b，則樁頂高程即為HB。
(五)測設(shè)設(shè)計(jì)的坡度
在場地平整、鋪設(shè)管道和修筑道路等工程中，經(jīng)常需要在地面上測設(shè)給定的坡度線。如圖13-9-5所示，設(shè)A點(diǎn)的高程為HA，A、B兩點(diǎn)間的水平距離D，設(shè)計(jì)坡度為-1％，則B點(diǎn)的高程HB=HA-0．01*D。首先用水準(zhǔn)儀按設(shè)計(jì)高程的測設(shè)方法測設(shè)B點(diǎn)的高程。然后將水準(zhǔn)儀安置于A點(diǎn)，使水準(zhǔn)儀基座上的一只腳螺旋放在AB方向線上，量儀器高i。用望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)立于B點(diǎn)的水準(zhǔn)尺，轉(zhuǎn)動AB方向線上的那只腳螺旋，使十字絲橫絲在B點(diǎn)水準(zhǔn)尺上的讀數(shù)為i，此時儀器的視線即平行于所設(shè)計(jì)的坡度線。隨后在AB的中間各點(diǎn)上打樁，使立于其上的水準(zhǔn)尺讀數(shù)為i，此時各樁頂?shù)倪B線即為所設(shè)計(jì)的坡度線。
三、建筑施工控制測量
建筑場地在施工以前要建立施工控制網(wǎng)。對于工業(yè)廠房和民用建筑一般是沿著建筑物軸線的平行和垂直方向布設(shè)建筑施工控制網(wǎng)。在大型廠房建筑工地，施工控制網(wǎng)一般布設(shè)成正方形或矩形格網(wǎng)，格網(wǎng)與建筑主軸線平行或垂直，稱為建筑方格網(wǎng)。若建筑場地面積不大(例如市區(qū)的高層建筑)，常布設(shè)平行于主要建筑物軸線的十字形建筑基線或單個矩形控制網(wǎng)作為平面控制，從鄰近的水準(zhǔn)點(diǎn)引測2～3個位于建筑場地的臨時水準(zhǔn)點(diǎn)作為高程控制。 建筑施工場地的平面控制網(wǎng)采用施工坐標(biāo)系(亦稱建筑坐標(biāo)系)，其坐標(biāo)軸與建筑物主軸線相一致或平行，以便于將建筑物的軸線點(diǎn)和細(xì)部點(diǎn)等設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)化算為坐標(biāo)。但是，建筑物又是位于城市或地區(qū)的統(tǒng)一坐標(biāo)系(大地坐標(biāo)系)中，建筑物的總體設(shè)計(jì)所采用的地形圖也是按大地坐標(biāo)系來定向和分幅的，建成后的建筑物的總平面圖也需標(biāo)繪于地形圖中。因此，在建立施工坐標(biāo)系時需要進(jìn)行與大地坐標(biāo)系的換算。如圖13-9-6所示，XOY為大地坐標(biāo)系，X´O´Y´為施工坐標(biāo)系，(x0，y0)為施工坐標(biāo)系的原點(diǎn)在大地坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，α為施工坐標(biāo)系的X´軸在大地坐標(biāo)中的坐標(biāo)方位角。如果已知P點(diǎn)的施工坐標(biāo)為(x´p，y´P)，可按下式將其換算為大地坐標(biāo)：
xP = x0 + x´P cosα - y´P sinα yP = y0 + x´P sinα + y´P cosα (13-9-5)
反之，如果已知P點(diǎn)的大地坐標(biāo)，也可將其換算為施工坐標(biāo)：
x´P＝（xP－x0）cosα＋（yP－y0）sinα
y´P＝－（xP－x0）sinα ＋（yP－y0）cosα