建筑工程测量学习情境三教学课件PPT 55页

'学习情境3土石方工程测量 学习单元1地形图的识读与应用3.1.1基础知识学习3.1.1.1地形图图外注记识读图名与图号接图表与图外文字说明直线比例尺与坡度尺图廓与坐标格网西三庄3510.0-220.0 直线比例尺与坡度尺学习单元1地形图的识读与应用直线比例尺也称图示比例尺，它是将图上的线段用实际的长度来表示，如上图a)。因此，可以用分规或直尺在地形图上量出两点之间的长度，然后与直线比例尺进行比较，就能直接得出该两点间的实际长度值。直线比例尺 坡度尺是按等高距与平距的关系d=h·tanα制成的。如图b)示，在底线上以适当比例定出0°、1°、2°、…等各点，并在点上绘垂线。将相邻等高线平距d与各点角值αi按关系式求出相应平距di。然后，在相应点垂线上按地形图比例尺截取di值定出垂线顶点，再用光滑曲线连接各顶点而成。应用时，用卡规在地形图上量取量等高线a、b点平距ab，在坡度尺上比较，即可查得ab的角值约为1°45′。坡度尺 3.1.1.2地物识读符号比例地物注记轮廓较大的地物，如房屋、运动场、湖泊、森林、田地等，凡能按比例尺把它们的形状、大小和位置缩绘在图上的，称为比例符号。这类符号表示出地物的轮廓特征。对地物加以说明的文字、数字或特定符号，称为地物注记。学习单元1地形图的识读与应用 轮廓较小的地物，或无法将其形状和大小按比例画到图上的地物，采用一种统一规格、概括形象特征的象征性符号表示，这种符号称为非比例符号，只表示地物的中心位置，不表示地物的形状和大小。非比例符号对于一些带状延伸地物，如河流、道路、通讯线、管道、垣栅等，其长度可按测图比例尺缩绘，而宽度无法按比例表示的符号称为半比例符号半比例符号 3.1.1.3地貌识读学习单元1地形图的识读与应用 等高线的原理典型地貌等高线地面上高程相等的各相邻点相连接的闭合曲线，称为等高线。山头和洼地，山脊和山谷，鞍部.等高性闭合性非交性陡稀缓性正交性等高线的特点 3.1.2教学内容实施学习单元1地形图的识读与应用3.1.2.1确定图上点位的坐标3.1.2.2确定图上直线段的距离3.1.2.3图上确定直线的坐标方位角3.1.2.4确定图上点的高程3.1.2.5确定图上地面坡度3.1.2.6在图上坡度选择最短线路 3.1.2教学内容实施学习单元1地形图的识读与应用3.1.2.5确定图上地面坡度3.1.2.6在图上坡度选择最短线路3.1.2.7沿图上已知方向绘制断面图3.1.2.8确定两地面点间是否通视3.1.2.9在地形图上绘出填挖边界线3.1.2.10确定汇水面积3.1.2.11图形面积计算 3.2.1基础知识学习学习单元2建筑场地平整测量地貌的测量1、地貌点的选择地貌点应选在最能反映地貌特征的山脊线、山谷线等地性线上，如山顶、鞍部、山脊、山脚、谷底、谷口、沟底、沟口、洼地、台地、河川、湖池岸旁等的坡度和方向变化处。根据这些特征点的高程勾绘等高线，即可将地貌在图上表示出来。若选择正确，就可以逼真地反映地形现状，保证工程要求的精度；若选择不当，如图3.2.1中，漏选碎部点2，则绘图时，将用1—3连线代替真实现状1—2—3，致使成图失真走样、歪曲地面形状，影响工程用图。 3.2.1基础知识学习学习单元2建筑场地平整测量倾斜变换点方向变换点山顶点鞍部点山脊线分水线山谷线合水线山脚点 3.2.1基础知识学习学习单元2建筑场地平整测量地貌的测量2、经纬仪测图法 经纬仪测图法就是将经纬仪安置于测站点（例如导线点A）上，绘图板安置于测站旁，用经纬仪测定碎部点的方向与已知方向之间的水平夹角，用视距测量方法测定测站点到碎部点之间的水平距离和高差，然后根据测定数据按极坐标法，用量角器和比例尺把碎部点的平面位置展绘于图纸上，并在点位的右侧注明高程，再对照实地勾绘地形图。 3.2.1基础知识学习学习单元2建筑场地平整测量地貌的测量 3.2.1基础知识学习地貌特征点展绘结果 3.2.1基础知识学习地性线 3.2.1基础知识学习绘制地性线 3.2.1基础知识学习绘制等高线 3.2.2教学内容实施3.2.2.1方格网法平整土地设计高程H0的推导设H1、H2、H3、H4....分别表示各桩点的高程（见右图），则:第1方格平均高程=(H1+H2+H4+H5)/4；第2方格平均高程=(H4+H5+H7+H8)/4；...........第5方格平均高程=(H5+H6+H8+H9)/4。所以平整土地总的平均高程H。为5个方格平均高程再取平均.即: 式中：H1、H10、H11、H9、H3均为角点;H4、H7、H6、H2为边点;H8为拐点;H5为中点；式中分母5表示方格数3.2.2教学内容实施3.2.2.1方格网法 因此，同理可写出通式：n为方格总数∑H角为各角点高程总和∑H边为各边点高程总和∑H拐为各拐点高程总和∑H中为各中点高程总和式中： 3.2.2教学内容实施土方计算例题在地形图上对某地段进行场地平整，首先在图上绘制方格，共绘制7个方格，方格边长10m。从等高线内插求得方格顶点高程如图所示。1.计算平整土地设计高程图中：A1、A4、B4、C1、C3均为角点；A2、A3、B1、C2均为边点；B3为拐点；B2为中点。=25.2 3.2.2教学内容实施土方计算例题2.计算各方格顶点的施工量施工量=地面高程-设计高程施工量为正表示挖深，负数表示填高数；它们应注明在方格顶点旁的圆括号内。 式中l表示方格的边长；│h1│、│h2│表示方格边两端点挖、深填高的绝对值。x1为填挖分界点距标有h1方格顶点的距离。3.计算填挖分界线的位置按下列公式计算(见右图) 3.2.2教学内容实施土方计算例题总的土方体积为各方格体积之和.可以看出：角点、边点、拐点和中点分别进行计算各点所占的体积： 3.2.2教学内容实施土方计算例题计算应列一表格，填入所有方格顶点编号、挖深及填高。最后，按挖方与填方分别求和，可求得总控方量与总填方量。 3.2.2教学内容实施3.2.2.2断面法断面法是以一组等距（或不等距）的相互平行的截面将拟整治的地形分截成若干“段”，计算这些“段”的体积，再将各段的体积累加，从而求得总的土方量。断面法的计算公式如下：式中，S1、S2——两相邻断面上的填土面积（或挖土面积）；L——两相邻断面的间距。断面法根据其取断面的方向不同主要分为垂直断面法和水平断面法（等高线法）两种。 3.2.2教学内容实施3.2.2.2断面法1.垂直断面法如图所示之1：1000地形图局部，ABCD是计划在山梁上拟平整场地的边线。设计要求：平整后场地的高程为67m，AB边线以北的山梁要削成1：1的斜坡。分别估算挖方和填方的土方量。 3.2.2教学内容实施3.2.2.2断面法（1）ABCD场地部分根据ABCD场地边线内的地形图，每隔一定间距（本例采用的是图上10cm）画一垂直于左、右边线的断面图，上页右图为A-B、1-1和8-8的断面图（其它断面省略）。断面图的起算高程定为67m，这样一来，在每个断面图上，凡是高于67m的地面和67m高程起算线所围成的面积即为该断面处的挖土面积，凡由低于67m的地面和67m高程起算线所围成的面积即为该断面处的填土面积。 3.2.2教学内容实施3.2.2.2断面法⑵AB线以北的山梁部分首先按与地形图基本等高距相同的高差和设计坡度，算出所设计斜坡的等高线间的水平距离。在本例中，基本等高距为1m，所设计斜坡的坡度为1：1，所以设计等高线间的水平距离为1m，按照地形图的比例尺，在边线AB以北画出这些彼此平行且等高距为1m的设计等高线，如下左图中AB边线以北的虚线所示。每一条斜坡设计等高线与同高的地面等高线相交的点，即为零点。把这些零点用光滑的曲线连接起来，即为不填不挖的零线。在零线范围内，就是需要挖土的地方。 浙江同济科技职业学院《工程测量技术》为了计算土方，需画出每一条设计等高线处的断面图，如下图所示，画出了68-68和69-69两条设计等高线处的断面图（其它断面省略）。 当地面高低起伏较大且变化较多时，可以采用等高线法。此法是先在地形图上求出各条等高线所包围的面积，乘以等高距，得各等高线间的土方量，再求总和，即为场地内最低等高线以上的总土方量。如要平整为一水平面的场地，其设计高程可按下式计算：3.2.2教学内容实施3.2.2.3等高线法 式中——场地内的最低高程，一般不在某一条等高线上，需根据相邻等高线内插求出；——场地总面积，由场地外轮廓线决定。当设计高程求出以后，后续的计算工作可按方格网法进行。当设计高程求出以后，后续的计算工作可按方格网法进行。——场地内最低高程以上的总土方量； 3.3.1基础知识学习学习单元3土方开挖施工测量3.3.1.1投影法根据建筑物的对应控制点，投影建筑物的轮廓线。具体作法如图所示。将仪器设置在A2，后视A"2，投影A2A"2方向线，将仪器移至A3，后视A"3，定出A3A"3方向线。用同样方法在B2B3控制点上定出B2B"2，B3B"3方向线，此方向线的交点即为建筑物的四个角点，然后按设计图纸用钢尺或皮尺定出其开挖基坑的边界线。 3.3.1基础知识学习学习单元3土方开挖施工测量3.3.1.2主轴线法 建筑方格网一般都确定一条或两条主轴线。主轴线的形式有“L”‑字形、“T”字形或“十”字形等布置形式。这些主轴线是作为建筑物施工的主要控制依据。因此，当建筑物放样时，按照建筑物柱列线或轮廓线与主轴线的关系，在建筑场地上定出主轴线后，然后根据主轴线逐一定出建筑物的轮廓线。 3.3.1基础知识学习学习单元3土方开挖施工测量3.3.1.3极坐标法由于建筑物的造型格式从单一的方形向“S”形、扇面形、圆筒形、多面体形等复杂的几何图形发展，这样对建筑物的放样定位带来了一定的复杂性，极坐标法是比较灵活的放样定位方法。具体做法是，首先将设计要素如轮廓坐标，曲线半径、圆心坐标等与施工控制网点的关系，计算其方向角及边长，在工作控制点上按其计算所得的方向角和边长，逐一测定点位。将所有建筑物的轮廓点位定出后，再行检查是否满足设计要求。 学习单元3土方开挖施工测量3.3.2教学内容实施3.3.2.1基坑上肩的放样 A1和A2为基础底部轮廓线一边之两端，而B1和B2则为与此两端点相适应的两点，这两点就是坡度被A1B1和A2B2与地表面的交叉点，那么h1=H1一H和h2=H2一H式中H——基坑底部的设计标高；H1——B1点的实际标高；H2——B2点的标高。 式中a1——定线时采用的A1和B1两点之同的距离；a2——A2和B2两点同的距离；m——坡度(1：1；l：1.5；1：2等)。h2>h1，a2>a1．线段B1B2为基坑上肩线现场的基坑上肩线的测定工作，通常都是从作为固定基坑底部轮廓线的各个点开始的。由于在挖土时，所测定的上肩轮廓线可能被毁掉，所以还应在转角点处作补充加固。其方法是，将加固桩移至土壤挖掘范围以外。把用于标定轮廓线折点的所有木桩或钉桩都测出标高。在交路土建人员的施测图上，注明加固桩示意图，以及加固桩之间和加固桩超对标高之间的现场距离。 3.3.2教学内容实施学习单元3土方开挖施工测量3.3.2.2个别轮廓线的测定 将土壤挖到段升标高以后，再在基坑底部重新测定基础地基的轮廓线。一般都是在基坑底的总标高以下，补挖独立基础的基坑。这种基础的轮廓线的测定工作，都是由固定在基坑底部的建筑物主轴线开始。如果独立基础的基坑是阶梯形的，那么基坑的所有阶梯的轮廓线则用围柱，这个围桩段在基坑外轮廓线的一块木板上；当基坑挖掘水准面降低到适当的水平面时，利用垂球由拉紧的钢尺开始做出内基坑角。如果这种阶梯形的，基坑尺寸很大，那就实地依次测定适当的水平面。 在土方工程开始之前，将上肩轮廓线内的地表面测定出10x10米的方格，并测出标高。所建立的方格网要与建筑物的轴线平行。平行于纵轴线的方格边以罗马数字编号；平行于横轴线的方格边以阿拉伯数字编号。将所测定的横断面用木桩在方格边的端点加以标定，相邻两横断面的距离是l0米。在一个月内，这些横断面至少要距过两次检查测量，以便计算挖方的量数。3.3.2教学内容实施学习单元3土方开挖施工测量3.3.2.2挖方的测量 在已划出的横断面上，根据水准测量的数据，绘出挖方的线段，这个线段是用来表明每日的工作情况的。在每一个横断面上，土方工作开始前测出的平面线与土方测量时的土方挖掘线所组成的面积，采用求积仪(既迅速又简便)或共它方法进行计算，而挖方量别按下列公式计算：式中A1和A2——横断面的面积；L——横断面之间的距离。 在深基坑开挖过程中，基坑内外的土体将由原来的静止土压力状态向被动和主动土压力状态转变，应力状态的改变引起围护结构承受荷载并导致围护结构和土体的变形，当变形中任一量值超过容许范围时，将造成基坑的失稳破坏或对周围环境造成不利影响深基坑开挖工程往往位于建筑密集的市中心，施工场地四周有建筑物和地下管线，基坑开挖所引起的土体变形将在一定程度上改变这些建筑物和地下管线的正常状态，当土体变形过大时，会造成邻近结构和设施的失效或破坏。同时，基坑相邻的建筑物又相当于较重的集中荷载，基坑周同的管线常引起地表水的渗漏，这些因素又是导致土体变形加剧的原闲。学习单元4基坑工程施工监测3.4.1.1基坑监测的意义 因此，在深基坑施工过程中，只有对基坑支护结构、基坑周围的土体和相邻的构筑物进行全面、系统的监测，才能对基坑工程的安全性及其对周围环境的影响程度有全面的了解，以确保工程的顺利进行；在出现异常情况时应及时反馈，并采取必要的工程应急措施，甚至调整施工工艺或修改设计参数。 3.4.1基础知识学习学习单元4基坑工程施工监测3.4.1.2基坑监测的目的2、确保基坑支护结构和相邻建筑物的安全。3、积累工程经验，为提高基坑工程的设计和施工的整体水平提供依据。1、检验设计假设和参数的正确性，指导基坑开挖和支护结构的施工。 3.4.2教学内容实施学习单元4基坑工程施工监测3.4.2.1基坑监测的要求基坑监测数据必须是可靠、真实、及时的。数据的可靠性由测试元件安装或埋设的可靠性、监测仪器的精度以及监测人员的素质来保证。监测数据真实性要求所有数据必须以原始记录为依据，原始记录任何人不得更改、删除。因为基坑开挖是一个动态的施工过程，只有保证及时监测，才能有利于及时发现隐患，及时采取措施， 对重要的监测项目，应按照工程具体情况预先设定预警值和报警制度，预警值应包括变形值及其变化速率。但目前预警值的确定还缺乏全国统一的定量化指标和判别准则。所以，监测数据必须是及时的。监测数据须在现场及时计算处理，计算有问题可及时复测，尽量做到当天报表当天出。 3.4.2教学内容实施学习单元4基坑工程施工监测3.4.2.2基坑水平位移监测 2、测斜仪法测斜仪的工作原理是通过摆锤受重力作用来测量测斜探头轴线与铅垂线之间倾角，进而计算不同深度位置各点的水平位移。 3.4.2教学内容实施学习单元4基坑工程施工监测3.4.2.2基坑水平位移监测1、视准线法采用视准线法测量时，须沿欲测量的基坑边线设置一条视准线。在该线的两端设置工作基点A、B，在基线上沿基坑边线根据需要设置若干监测点。基坑有支撑时，测点宜设置在两根支撑的跨中。根据现场条件，也可依据小角度法用经纬仪测出各测点的侧向水平位移。 各测点最好设置在基坑圈梁、压顶等较易固定的地方，这样设置方便，不宜损坏，而且真实反映基坑侧向变形。测量基点A、B须设置在基坑一定距离外的稳定地段，对于有支撑的地下连续墙或大孔径灌注桩这类围护结构，基坑角点的水平位移通常较小，这时可将基坑角点设为临时基点C、D。在每个工况内可以用临时基点监测，变换工况时再用基点A、B测量临时基点C、D的侧向水平位移，最后用此结果对各测点的侧向水平位移值作校正。 3.4.2教学内容实施学习单元4基坑工程施工监测3.4.2.3基坑监测频率对于基础施工相邻地基沉降观测，在基坑开挖中每天观测一次；混凝土底板浇完10天以后，可每2～3天观测一次，直至地下室顶板完工；此后可每周观测一次至回填土完工。水平位移监测的频率也可参照这一规定执行。'