水准测量在施工中的应用

测绘与地理信息技术专业毕业论文

水准测量在施工中的应用

XXX

指导教师姓名及职称许辉熙（副教授）敬小东（讲师）

论文提交日期6周论文答辩日期7周

20XX年X月

水准测量在施工中的应用

摘要

高程测量是测量任务中的重要一部分。其中，水准测量在工程建设应用中发挥着很重要的作用，它为施工放样、设备安装、变形监测及分析与预报领域中提供基础资料，为工程的顺利进行做铺垫。

本文介绍了水准测量的原理及水准测量在工程中的应用。

关键词：水准测量；工程建设；变形监测

Abstract

Height measurement is an important part of the task of measurement. Among them, leveling in engineering construction application plays an important role, it is the construction layout, equipment installation, provide basic data and analysis of deformation monitoring and prediction in the field, to smooth out the engineering groundwork.

This paper introduces the application of principle and leveling leveling in engineering

Keyword：level measurement;engineering construction; deformation monitoring

引言

水准测量是确定工程地面点高程的方法之一，是高程测量中精度较高且常用的方法。

水准测量为施工放样、设备安装、变形监测及分析与预报领域中提供基础资料，工程地形图测绘、地质勘测、工程施工、竣工验收以及建筑变形监测过程中，水准测量都是十分重要的工作之一，探讨水准测量技术在建筑工程中的运用探讨，对提高建筑工程勘测施工质量，提升建筑整体质量水平，保证工程建设工期和投资效率都具有十分重要的现实作用。水准测量技术的不断发展和完善为变形监测的应用和研究提供了有效的工具和手段。通过工程变形的几何分析和变形的物理解释,为工程建设提供了工科学更严谨的监测资料。科学，准确，及时的分

析和预报工程及工程建构筑物的变形状况，对工程项目的施工和运营管理有着重要意义。

1水准测量的基本原理和方法

1.1水准测量的基本原理

水准测量的基本原理是根据几何关系，利用仪器提供的水平视线观测立在两点间上的水准尺以测定两点间的高差。如图1-1所示，地面上有A,B两点，设A 为已知点，其高程为H A，B点为待定点。在AB两点间安置水准仪，两点放置水准尺，当水准仪提供水平视线时，读取A点上水准尺的读数a和B点上水准尺读数b，则A,B两点高差为

图1-1 水准测量几何原理

H AB= a - b （1-1）

于是B点的高程H B可按下式计算：

H B= H A + H AB = H A + （a - b）（1-2）

在工程测量中还有种比较广泛的计算法，即由视线高程计算B点的高程。由图1-1可知，A点的高程加上后视读数a 等于水准仪的视线高差，简称视线高，一般用H i表示视线高

H i= H A+ a （1-3）

则B点高差等于仪器视线高H i减去B尺的读数b，即为

H B = H i– b = ( H A+ a ) - b （1-4）

当安置一次水准仪根据一个已知高程的后视点，需要求若干个未知点的高程时，用上式计算较为方便，此法成为视线高法，它在建筑工程中经常应用。

1.2 水准测量方法与水准路线

当地面上两点间的距离较长或高差较大时,仅安置一次仪器不能直接测得两点间的高差,则进行连续的分段测量,将所得各段高差相加、即可求得两点间的高差。如某一点的高程通过转1、转2、转3、转n等点传递到另一点,这些用来传递高程的点,称为转点。任意转点位置的变动,都会直接影响到某一点的高程,因此,转点位置应选在坚实的地面上,在其上放置尺垫并踩实。

水准路线是水准测量进行的路线。根据测区的具体情况,可选用不同的水准路线,水准路线分为附合水准路线、闭合水准路线、支水准路线等三种。

（1）附合水准路线：当测区附近有高级水准点时,可由一高级水准点开始,沿着待测各高程的水准点1、2、作水准测量,最后附合到另一高级水准点叫附合水准路线。

（2）闭合水准路线：当测区附近有一高级水准点时,可从该点出发,沿着待测的水准点进行水准测量,最后仍回到起始点,形成一个闭合的路线。

（3）支水准路线：从某一水准点出发,进行水准测量到另一个点,即不符合到另一点,也不形成闭合的水准路线。

2 水准测量在施工中的应用研究

为工程勘测设计与施工所进行的水准测量。一般分为：

（1）建立高程控制网，供工程勘测设计和施工用；

（2）线路水准测量，测定沿某一线路的地面高低起伏，供纵断面设计和施工用；

（3）面水准测量，测定某一定面积内的地面高低起伏，供土方工程的设计和施工用。其测量的精度按工程的要求来决定，一般相当于或低于四等水准测量。

工程高程制约网的建立前需要根据工程需要和测区实际，明确水准网等级，按照等级进行水准网设计，精度估算和优化设计职称论文范文。同时水准制约网的布设应遵循以高级到低级，以整体到局部逐步制约、逐步加密的原则，按照统一的技术标准，同时，为满足工程施工的需要，高程制约点必须有足够的精度和合适的密度。

水准测量在工程中的另一个运用就是土石方的计算，为计算建筑工程土方开挖的工程量，需要对待开挖区域的高程进行测量。首先需要利用经纬仪或全站仪对测区进行放线，将测区划分为等面积的方格网，然后采用水准仪高程测量策略，测量出方格网的四个角点的高程，采用相应的体积拟合和计算策略，就能够估算出开挖到某一高程基准需要开挖或回填的土方量，方格网越密集，测量的高程点越多，计算出的土方量就越大。通过实际工作发现，采用水准仪进行土方量测量计算相比全站仪和经纬仪土方测量用时更多，同时计算的精度也相对较低。

3 水准测量在变形监测中的运用探讨

3.1水准测量变形监测案例的设计

建筑工程变形观测包括基础沉陷观测和建筑物本身变形观测。变形监测案例的设计包括沉降点的布置以及监测周期的设计两个方面。在沉陷观测点的布置一般设计部门提出监测要求，由施工方编制沉降低布置案例并在施工期间进行埋设。沉降点的数量应足够多，以保证测量的结果能够放映整个基础的沉陷、倾斜与弯曲的变化情况党校毕业论文。同时，沉降点位置的选择还应考虑建筑物的规模、型式和结构等特点，并结合建筑工程场地的工程地质、水文地质等条件。监测建筑物自身变形的观测点应与建筑物紧密结合，在便于观测的同时可保证在整个变形观测期间不受损坏。在监测周期的确定上，建筑工程分竣工前后，竣工前由于载荷增加加快，造成的沉降量较大，因此，相关规定要求，建筑每增加一层必须进行一次变形监测，以便尽早发现不均匀沉降，在沉降异常时及时调整施工案例；竣工后的变形监测的周期一般根据前一次监测的日平均沉降值确定，大于0.3/d的要求每半月观测一次，0.1-0.3/d要求每一月观测一次，0.05-0.1/d要求每三月观测一次，0.02-0.05/d要求每六月观测一次；<0.01/d是表明建筑物基本稳定，固定周期的变形监测可停止。

3.2变形监测水准测量策略

与国家一、二等精密水准测量策略相比，建筑工程沉降观测的策略有其自身的特点，每一次观测都是重新观测，不有着因测量次数的增加而导致的误差积累，同时，建筑工程沉降观测不能采用闭合水准测量路线，因为闭合水准路线有

着闭合差分配，会导致闭合差强制分配到每一测段的高差中，反而有可能扭曲沉降点的高程值，使得在沉降点并未下沉的情况下出现沉降点上升的不合理现象。如果因此若发现沉降点的高程值异常，不要进行误差修正，正确的做法应该是无条件返工重测核实，以而分辨出是测量误差太大，还是确有较大的沉降。

4 二等水准测量的实施

4.1 工程概况

本次我们承担了对建院学生寝室9栋，10栋，11栋区域的二等水准测量（闭合）的任务。

每一条闭合水准路线由3个待求水准点和1个已知水准点组成，BM1、BM2、BM3、BM4处，每处共有4组点。以BM1处4个点中的任意点为已知水准点，测出BM2、BM3、BM4处4个点中的任意点的高程，指定：每个组起始点已知高程都为500.00000m。

电子水准仪二等水准测量

仪器设备：电子水准仪（含木脚架1副、条码标尺1对及尺垫2个）

精密水准仪二等水准测量

仪器设备：DSZ05精密水准仪（含木脚架1副、标尺1对及尺垫2个）

4.2 观测要求

（1）采用单程观测，每测站两次高差，奇数站照准水准尺的顺序为：后-前-前-后；偶数站照准水准尺的顺序为：前-后-后-前。

（2）水准测量各测段测站数必须为偶数。

4.3技术要求

（1）观测按相应的测量标准。

（2）记簿应记录完整，符合规定。

（3）测量限差要求按表“二等水准测量技术要求”执行。

表4-1二等水准规范要求表

注：L为闭合路线的总长度，以公里为单位。

4.4操作流程

计算出前后视距差，（若视距差小于1.5米则继续下一步操作，若视距差大于1.5米则向距离长的一边移动，至视距差范围内方可进行下一步操作）（2）、按照后前前后的顺序读取中丝读数（两次），计算基辅分划读数差是否在0.4mm之内、基辅分划所得高差之差是否在限差以内。

（3）、第二步操作完成后，水准仪搬至下一站，前尺不动搬动后尺作为下一站的前尺。

（4）、重复第一步的操作，然后按照前后后前的操作读取中丝读数（两次），计算基辅分划读数差是否在0.4mm之内、基辅分划所得高差之差是否在限差以内。

（5）、按照一到四的步骤逐站测量，至水准路线闭合测量完成，并将所测数据填入相应的表格。

（6）、计算出各测段的高差以及闭合差，检验闭合差是否在允许误差范围内，并将闭合差分配到个测段高差上，整理、提交资料，完成整个测量。

表4-2二等水准测量手簿

注：高差中数按4舍6进5看奇偶的原则取之0.00001

5变形监测

建筑物的沉降观测在施工过程中有着重大的意义。经过观测获得的首要资料，方便监测建筑物的呈现状态和施工状况，如果发生危险操作，应该立即分析并解决，运用合适的手段，避免严重施工事故的发生。变形观测主要由以下内容: 观测基础边坡的位置; 观测建筑物主体的沉降; 观测高层建筑物的水平位移等，精确的观测结果为保障施工期间的工程质量、各方人员的生命财产安全奠定了基础，在深基坑施工、填海区、地质断层构造带的施工工程显得尤为重要，而由于我们频发的建筑物沉降、位移引起的边坡及道路坍塌、楼房及桥梁倒塌等施工安全质量事故，所以我们务必积极努力的对待建筑物的变形观测，保障工程的施工质量。

5．1观测的内容、方法及要求

观测仪器及工具：电子水准仪或精密水准仪1台，铟瓦钢尺两根，锤子1把，木桩6根等。

（1）、在已布设的水准点中确定一个为基准点，假定所有已知点高程值都为100.0000m。“变形区”内，选择6个呈矩形分布的沉降变形观测点，依次编号B1-B6，并分别打入木桩。

（2）、同时改变6个木桩的高度(通过锤子往下砸)，模拟沉降变化，利用基准点，测得监测点B1-B6的高程。

（3）、再重复操作上述步骤9次，模拟10个观测周期，每次观测和计算成果分别记入“沉降观测点水准测量记录手簿（一）和（二）”。

（4）、将10次观测得到的B1-B6的高程记入“附表某建筑物沉降观测点的观测成果表”，并计算出“本次下沉”量和“累计下沉”量。

5.2沉降观测的成果整理

将原始记录进行整理，在每次观测后，把数据进行检查和计算看看是不是正确，精度要求是不是符合，然后调整高差闭合差，推算出各沉降观测点的高程，将10次观测得到的B1-B6的高程记入“附表某建筑物沉降观测点的观测成果表”，并计算出“本次下沉”量和“累计下沉”量。

（1）计算各沉降观测点的本期沉降量：

沉降观测点的本期沉降量=本次观测所得的实测标高－上次观测所得的实测标高。

（2）计算总沉降量：

总沉降量=本期沉降量+上次本期沉降量。

将计算出的沉降观测点本期沉降量、总沉降量和观测日期等记入“沉降观测记录”中。

表5-1沉降观测点的观测成果表

N 班级：组号：小组成员：

12

12

1

1

12

2013 .07.2

1

0.5

499.8

489

1.24

1

6.42

499.

8390

1.11

1

7.12

499.8

731

0.59

1

3.67

499.

8860

0.78

1

2.32

499.8

740

0.8

6

1

4.87

4

99.90

39

0.4

7

1

4.

01

根据“沉降观测点的观测成果表”绘制“荷载、沉降曲线图”

12

天津市华夏之林锅炉房锅炉安装工程

通过对6个监测点10个周期的变成观测，B2监测点沉降最为严重，若其为建筑物，可能已经发生建筑变形，需要加固或者一定必要的措施。

6 总结

在建筑工程前期勘测、中期施工以及后期工程变形监测过程中，水准测量的作用和作用重大，对保证工程建设质量，提高建设工程运转维护的安全性，保障工程的工期和成本具有十分重要的作用。本文介绍了水准测量的原理及方法，重点介绍了水准测量在建筑工程施工中和变形监测中的运用，其结果对指导工程施工和提高工程质量具有十分重要的作用。

参考文献

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