淺談?dòng)?jì)算機(jī)輔助施工測(cè)量放線的實(shí)際應(yīng)用

楊威

(廣東，湛江)

一、AutoCAD輔助施工測(cè)量放線

在工程測(cè)量中，內(nèi)業(yè)資料計(jì)算占有很重要的比重，內(nèi)業(yè)資料計(jì)算的準(zhǔn)確無(wú)誤與速度直接決定了測(cè)量工作是否能夠快速、順利地完成。而內(nèi)業(yè)資料的計(jì)算方法及其所需達(dá)到的精度，則又直接取決于外業(yè)所用儀器及具體的放樣目標(biāo)和內(nèi)業(yè)計(jì)算所用到的辦公軟件和計(jì)算辦法。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（Computer Aid Design簡(jiǎn)寫(xiě)CAD，常稱AutoCAD）在建筑工程施工中得到了普通的應(yīng)用，它大大提高了工作效率，AutoCAD的特性提供了測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)資料計(jì)算的另外一種全新直觀的圖形計(jì)算辦法。

結(jié)合采用全站儀儀器的情況，可以很方便地進(jìn)行三維坐標(biāo)的測(cè)量，通過(guò)AutoCAD的內(nèi)業(yè)計(jì)算有如下優(yōu)點(diǎn)：

（1）在放樣的過(guò)程中，可以用編程計(jì)算器結(jié)合全站儀，非常方便地、快速地進(jìn)行作業(yè)。

（2）運(yùn)用AutoCAD進(jìn)行計(jì)算結(jié)果的驗(yàn)證。

（3）在施工測(cè)量中，極坐標(biāo)計(jì)算是坐標(biāo)放樣的重點(diǎn)和難點(diǎn)。由于一般的工程放樣中的元素多為、直線（段）、圓（弧）等，故可以充分利用AutoCAD的設(shè)定坐標(biāo)系、繪圖和取點(diǎn)的功能，以及結(jié)合建筑工程外業(yè)所用計(jì)算器的功能，從而大大減輕我們外業(yè)的工作強(qiáng)度及內(nèi)業(yè)的工作量。

二、AutoCAD的典型內(nèi)業(yè)資料計(jì)算及管理

在測(cè)區(qū)內(nèi)加密控制點(diǎn)，經(jīng)常使用測(cè)角交會(huì)或測(cè)距交會(huì)或兩者相結(jié)合的方法，如果運(yùn)用數(shù)學(xué)公式來(lái)計(jì)算，則非常繁瑣，而且不易檢查錯(cuò)誤，例如在后交會(huì)中的危險(xiǎn)圓上。相反，如果我們利AutoCAD來(lái)繪圖計(jì)算，就簡(jiǎn)單多了?，F(xiàn)針對(duì)測(cè)角和測(cè)距兩種方法分別作如下說(shuō)明：

（1）前方測(cè)角交會(huì)。如圖一所示，A、B為坐標(biāo)已知的控制點(diǎn)，P為待求點(diǎn)，在A、B兩點(diǎn)已觀測(cè)了角度α、β。

利用AutoCAD系統(tǒng)軟件，根據(jù)A、B兩點(diǎn)坐標(biāo)在桌面繪制出A、B兩個(gè)點(diǎn)，連接AB點(diǎn)得到AB線段，然后分別以A點(diǎn)和B點(diǎn)為基點(diǎn)旋轉(zhuǎn)AB線段α，β角（從圖上可直觀地分辯方向）。使用ID命令選擇交點(diǎn)P，就可以得到P點(diǎn)坐標(biāo)了。如果圖形有檢校條件，仍然可以進(jìn)行坐標(biāo)差的計(jì)算。如果在近似平差的情況下能滿足需要，則可以在圖形上進(jìn)行平均計(jì)算并作出標(biāo)記。

（2）前方距離交會(huì)。如圖二所示，A、B為坐標(biāo)已知的控制點(diǎn)，P為待求點(diǎn)，在A、B兩點(diǎn)分別利用全站儀測(cè)了距離Sa和Sb。

利用AutoCAD系統(tǒng)軟件，根據(jù)A、B兩點(diǎn)坐標(biāo)繪制出A、B兩個(gè)點(diǎn)，連接AB點(diǎn)得到AB線段，然后分別以A點(diǎn)和B點(diǎn)為圓心，以為Sa和Sb半徑作圓，則得到P點(diǎn)和P*點(diǎn)（對(duì)照現(xiàn)場(chǎng)的方位情況，從圖上可直觀地分辯出其中一點(diǎn)P為所求，而另一點(diǎn)P*則是虛點(diǎn)，是不需要的）。使用ID命令選擇交點(diǎn)P，就可以得出P點(diǎn)坐標(biāo)了。將前方測(cè)角交會(huì)與前方距離交會(huì)進(jìn)行組合應(yīng)用，當(dāng)然那就不一定要將所有條件都完成測(cè)量了，另外對(duì)于以上幾項(xiàng)對(duì)坐標(biāo)的應(yīng)用，應(yīng)該注意的就是AutoCAD中的坐標(biāo)順序與測(cè)量中的大地坐標(biāo)系是有區(qū)別的，也就是要注意X坐標(biāo)和Y坐標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

（3）對(duì)作業(yè)資料的管理

AutoCAD在工程中除對(duì)測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)資料計(jì)算有其優(yōu)勢(shì)一面，在外業(yè)資料的管理方面，同樣有著非常廣泛的應(yīng)用。在測(cè)量外業(yè)資料中，主要是控制點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)圖及其計(jì)算資料的管理，另一方面是各種開(kāi)挖橫斷面、縱斷面圖的繪制，以及橫斷面面積的計(jì)算，以及其他一些需要的圖紙的繪制。由于AutoCAD已經(jīng)有了很強(qiáng)的數(shù)學(xué)計(jì)算功能和很高的數(shù)學(xué)精度，其有效位數(shù)已完全能夠滿足我們?cè)诠こ虦y(cè)量中的需要了。在建筑工程施工中將所有圖紙、所有工程量表格及文檔進(jìn)行分類，其重點(diǎn)是對(duì)圖紙文件利用AutoCAD進(jìn)行總圖的繪制，在以后的工作中，就可以在總圖上進(jìn)行查找了。

三、AutoCAD輔助測(cè)量放樣的應(yīng)用實(shí)例

廣東省湛江市某工程建筑平面（見(jiàn)圖三）較一般矩形建筑物復(fù)雜，流線向呈弧形，徑向軸線相互間有一定夾角，且存在多個(gè)圓心，測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)計(jì)算工作量繁雜，放線工作大，通過(guò)CAD圖解配合全站仢定位的方法可以輕松解決。

（1）內(nèi)業(yè)計(jì)算方法。內(nèi)業(yè)計(jì)算須依據(jù)相應(yīng)的測(cè)量方法而定，外形復(fù)雜的工程在各個(gè)階段所用的測(cè)量方法不同，所需內(nèi)業(yè)測(cè)量數(shù)據(jù)都比較多，采用普通解析幾何方法計(jì)算，工作量則會(huì)顯得較為繁雜，且易出錯(cuò)，采用CAD圖解法，借助CAD強(qiáng)大的查詢、標(biāo)注功通來(lái)實(shí)現(xiàn)。

（2）測(cè)量定位

1）基坑及基礎(chǔ)施工階段?；釉诘乇硐?，基坑內(nèi)每個(gè)樁承臺(tái)都凸出板上，而且相互間由橫向弧形、縱向直形基礎(chǔ)梁相連。對(duì)于這種復(fù)雜的基坑定位用普通經(jīng)緯儀量角、鋼卷尺測(cè)距較困難，且誤差較大，不易實(shí)現(xiàn)。采用全站儀是比較合適的方法。

2）非標(biāo)準(zhǔn)層階段。非標(biāo)層結(jié)構(gòu)較復(fù)雜 ，須在梁板面相應(yīng)增設(shè)測(cè)量輔助導(dǎo)線，此導(dǎo)線依據(jù)實(shí)際情況而定，呈不規(guī)則分布。

3）標(biāo)準(zhǔn)層階段。標(biāo)準(zhǔn)層形狀相對(duì)較簡(jiǎn)單，于非標(biāo)層施工階段在樓層上將測(cè)量控制點(diǎn)精確定位出來(lái)，通過(guò)激光垂準(zhǔn)儀投遞上去，控制點(diǎn)的連線即為標(biāo)準(zhǔn)層的測(cè)量輔助導(dǎo)線。

（3）各階段施工測(cè)量定位。

1）基坑階段

①將工程軸網(wǎng)按相應(yīng)方位輔入CAD系統(tǒng)，并置入相對(duì)坐標(biāo)系中，利用CAD標(biāo)注功能標(biāo)注出每個(gè)軸線交點(diǎn)坐標(biāo)，如圖四所示。

②用全站儀測(cè)設(shè)任一輔助點(diǎn)C1于基坑附近，將全站儀架設(shè)于C1點(diǎn)，原始測(cè)量控制點(diǎn)為后視點(diǎn)，各軸線交點(diǎn)即為所需測(cè)設(shè)前視點(diǎn)，測(cè)設(shè)出各軸線交點(diǎn)后，便完成了相應(yīng)軸網(wǎng)的定位，根據(jù)基坑與軸線幾何尺寸關(guān)系，即能得出每個(gè)承臺(tái)基坑及基礎(chǔ)梁基槽位置。

③細(xì)部軸線放樣。直形軸線可用經(jīng)緯儀配合投設(shè)；弧形軸線的定位放樣，可輔以矢高法進(jìn)行，詳見(jiàn)圖五。為保證弧形的平滑，細(xì)部放樣點(diǎn)應(yīng)有一定的密度，一般要求矢高在3mm以內(nèi)，故放樣點(diǎn)的密度應(yīng)為1.1m，對(duì)應(yīng)的圓心角為1°，即每相鄰二個(gè)軸線點(diǎn)之間內(nèi)插4個(gè)點(diǎn)。

裙樓因基坑較淺，在全站儀施放主樓軸線不能兼顧的情況下，用以下方法測(cè)量定：在基坑附近測(cè)設(shè)另一輔助點(diǎn)C2，用計(jì)算機(jī)電子表格編程計(jì)算得出C1 C2與C2P之間夾角（P為任一軸線交點(diǎn)，夾角可用兩者方位角差值計(jì)算得出），軸網(wǎng)交點(diǎn)可同時(shí)用兩臺(tái)經(jīng)緯儀分別架設(shè)于輔助點(diǎn)C1及圓心點(diǎn)O1量角交江而得。此方法同樣避免了鋼卷尺測(cè)距產(chǎn)生的不必要的誤差。

2）地下室階段

①根據(jù)底板高低跨實(shí)際情況，確定測(cè)量輔助導(dǎo)線L1位置，用CAD圖解法標(biāo)注出L1與各軸線幾何關(guān)系尺寸參數(shù)。

②用全站儀測(cè)設(shè)出輔助導(dǎo)線L1上控制點(diǎn)，用鋼卷尺沿L1測(cè)出L1與各徑向軸線的交點(diǎn)M1，將經(jīng)緯儀架設(shè)于M1點(diǎn)，根據(jù)CAD圖解得出的凡何關(guān)系尺寸參數(shù)，量角測(cè)距后即可定位出各軸線交點(diǎn)，詳見(jiàn)圖六。

非標(biāo)準(zhǔn)層階段形狀依然較復(fù)雜，輔助導(dǎo)線設(shè)置及測(cè)量方法同地下室施工階段。

3）標(biāo)準(zhǔn)層階段

標(biāo)準(zhǔn)層平面形狀雖相對(duì)較簡(jiǎn)單。輔助導(dǎo)線也相對(duì)減少，此輔助導(dǎo)線控制點(diǎn)事先在非標(biāo)層施工階段預(yù)先測(cè)設(shè)好，采用激光鉛垂儀投遞上去。此控制點(diǎn)不得少于三個(gè)，且能相互通視，以便進(jìn)行閉合復(fù)核，詳見(jiàn)圖七。

結(jié)束語(yǔ)

CAD技術(shù)及電子表格在工程測(cè)量方面的應(yīng)用即快捷又精確，還可進(jìn)行多方案的比較，在實(shí)際施工中能取得較好的效果。

[1] 程新文.測(cè)量與工程測(cè)量[M].北京：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社，2000年3月.