全站儀在建筑工程測(cè)繪中的應(yīng)用研究

史 磊/天津澤盛市政工程測(cè)繪有限公司

全站儀在建筑工程測(cè)繪中的應(yīng)用研究

史 磊/天津澤盛市政工程測(cè)繪有限公司

隨著我國(guó)城市建設(shè)步伐的加速，對(duì)建筑工程的技術(shù)難度和精度上都有著相當(dāng)高的要求。特別是對(duì)建筑工程質(zhì)量影響較大的測(cè)繪工作，可以說(shuō)是高層建筑物的質(zhì)量基礎(chǔ)。近年來(lái)，隨著測(cè)繪技術(shù)的不斷發(fā)展，測(cè)繪工具也越來(lái)越專業(yè)和先進(jìn)，自動(dòng)化測(cè)繪儀器全站儀就因?yàn)槠涓呔取⒍喙δ艿榷喾N優(yōu)勢(shì)，在越來(lái)越多的建筑工程中被應(yīng)用。本文就全站儀在建筑工程測(cè)繪中的應(yīng)用展開研究，以供大家參考。

全站儀；建筑工程；測(cè)繪；觀測(cè)；放樣

引言

全站儀又簡(jiǎn)稱全站型的電子速測(cè)儀，主要由光學(xué)、電子元件和機(jī)械等部分組合而成，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物的角度和距離測(cè)量，以及數(shù)據(jù)處理等一系列工作的測(cè)量?jī)x器。全站儀應(yīng)用于在建筑測(cè)量質(zhì)量控制中，其優(yōu)勢(shì)是測(cè)量的高精度、測(cè)量無(wú)需接觸、儀器具有自動(dòng)化和智能化功能、集成化的程度較高等。另外，全站儀還可用于對(duì)高層或大型的建筑工程進(jìn)行施工測(cè)量，比一般的測(cè)量?jī)x器性能更好。

一、全站儀在起始數(shù)據(jù)復(fù)核中的應(yīng)用

施工單位進(jìn)場(chǎng)后，其測(cè)量的首要工作是對(duì)擬建建筑物四周的城市導(dǎo)線點(diǎn)的坐標(biāo)及高程等起始數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)核。在此階段，可用全站儀對(duì)城市導(dǎo)線點(diǎn)進(jìn)行兩測(cè)回的測(cè)角、測(cè)距，聯(lián)測(cè)數(shù)據(jù)的精度滿足測(cè)量規(guī)范的要求后，即可將其作為該工程布設(shè)建筑平面控制網(wǎng)的基準(zhǔn)點(diǎn)和起算數(shù)據(jù)。其具體方法如下：

選取兩城市控制網(wǎng)點(diǎn)Nl、NZ，將Nl點(diǎn)作為測(cè)站點(diǎn)并在此架設(shè)全站儀，將NZ點(diǎn)作為目標(biāo)點(diǎn)，把棱鏡架于其上；對(duì)全站儀進(jìn)行對(duì)中、整平，并設(shè)置好儀器參數(shù)；將儀器照準(zhǔn)方向的方向值設(shè)置成零度，全站儀可按要求的次數(shù)，進(jìn)行多次測(cè)距和水平角的復(fù)測(cè)并顯示其平均值。為占地面積寬廣、體量龐大的建筑物提供起始控制數(shù)據(jù)的城市導(dǎo)線點(diǎn)之間的距離可能較遠(yuǎn)。當(dāng)兩導(dǎo)線點(diǎn)之間距離達(dá)到200一300m時(shí)，用一般光學(xué)儀器來(lái)觀測(cè)就很容易引起誤差；如果使用全站儀來(lái)觀測(cè)就方便得多，而且測(cè)量精度高。

二、全站儀在高程控制測(cè)量中的應(yīng)用

高程控制測(cè)量的目的是得到高程控制點(diǎn)的高程，從而為建立高程控制網(wǎng)提供數(shù)據(jù)。利用電子全站儀的基本測(cè)量功能進(jìn)行全站儀導(dǎo)線的布設(shè)。利用全站儀的距離測(cè)量這個(gè)模式，在全部測(cè)量的工作中，高程測(cè)量的工作量是比較大的，可實(shí)現(xiàn)精確的高程控制。具體應(yīng)用有：在水準(zhǔn)點(diǎn)的附近進(jìn)行全站儀的架設(shè)；把自帶棱鏡的2根測(cè)桿，分別置于水準(zhǔn)點(diǎn)與需測(cè)標(biāo)的兩個(gè)高點(diǎn)上；對(duì)全站儀進(jìn)行整平和對(duì)中調(diào)整，啟動(dòng)其距離的測(cè)量模式，測(cè)量?jī)x器到水準(zhǔn)點(diǎn)產(chǎn)生的高差、斜距和平距，并測(cè)量?jī)x器至所求點(diǎn)之間的高差、斜距和平距；經(jīng)假設(shè)水準(zhǔn)儀，實(shí)現(xiàn)對(duì)樓面及其他位置的中高程全面控制。在高程控制中應(yīng)用全站儀的三角高程測(cè)距法，其引測(cè)的速度快、工作量較小，同時(shí)很大程度上也降低誤差等因素對(duì)施工作業(yè)產(chǎn)生的干擾。

三、全站儀在建立平面控制中的應(yīng)用

利用全站儀的坐標(biāo)放樣功能，依據(jù)平面控制網(wǎng)對(duì)建筑進(jìn)行定位，從而可以達(dá)到既便捷又準(zhǔn)確的測(cè)量和設(shè)置，建立平面控制還可以通過(guò)加密處理的方式，利用全站儀在建筑中形成方格網(wǎng)。具體的實(shí)施操作步驟為：第一，把施工圖紙作為測(cè)量樣本，對(duì)各個(gè)控制點(diǎn)的坐標(biāo)和待放樣點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行計(jì)算。第二，同樣將城市中的兩個(gè)控制點(diǎn)設(shè)置為D1和D2，并把D1設(shè)置為后視點(diǎn)，在它的上面放置棱鏡架。把D2設(shè)置為測(cè)站點(diǎn)，在它的上面放置全站儀架。第三，把全站儀設(shè)置成坐標(biāo)放樣模式，并把測(cè)站點(diǎn)的坐標(biāo)、儀器高和目標(biāo)高輸入到全站儀中。啟動(dòng)方位角的設(shè)置狀態(tài)，把后視點(diǎn)的坐標(biāo)輸入到全站儀中。第四，再次將全站儀的坐標(biāo)放樣模式開啟，把待放樣點(diǎn)的坐標(biāo)再輸入到全站儀中。旋轉(zhuǎn)儀器的照準(zhǔn)部，保持儀器的水平角一直保持在零度。第五，依照顯示的數(shù)據(jù)對(duì)棱鏡進(jìn)行移動(dòng)，在棱鏡沿著照準(zhǔn)方向移動(dòng)的過(guò)程中，觀察顯示的誤差值，在誤差達(dá)到允許的范圍內(nèi)時(shí)，便可停止移動(dòng)。

四、全站儀在觀測(cè)偏移和沉降中的應(yīng)用

大型的建筑工程極度重視安全系數(shù)，并對(duì)其要求很高，加上大型工程邊坡支護(hù)的難度較大，所以在工程測(cè)量中最重要的一項(xiàng)工作就是定期監(jiān)測(cè)大型工程，尤其是其偏移和沉降過(guò)程的監(jiān)測(cè)。具體的應(yīng)用包括：沿著基坑的四周變現(xiàn)，使每邊3個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)均保持均勻設(shè)置；選出可通視的2個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，并知道其的高程與坐標(biāo)，將其中1個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)作為后視點(diǎn)，而另1個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)處進(jìn)行全站儀架設(shè)，并定期監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)，分析和比較其結(jié)果，最終達(dá)到對(duì)大型的建筑工程的偏移與沉降進(jìn)行觀測(cè)的目的。

對(duì)建筑施工中正式進(jìn)行沉降觀測(cè)時(shí)，必須結(jié)合施工環(huán)境、工程特點(diǎn)、觀測(cè)要求等制定合理的沉降觀測(cè)方案，并基于準(zhǔn)確合理的水準(zhǔn)控制點(diǎn)和布網(wǎng)原則完成水準(zhǔn)控制網(wǎng)構(gòu)建；在此基礎(chǔ)上合理設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)，配以準(zhǔn)確標(biāo)記形成統(tǒng)一而固定的路線；確定觀測(cè)點(diǎn)穩(wěn)固后按時(shí)進(jìn)行首次觀測(cè)和后續(xù)觀測(cè)，并準(zhǔn)確記錄數(shù)據(jù)計(jì)算平差、高程值、沉降量等，最后規(guī)范繪制沉降觀測(cè)曲線并預(yù)測(cè)沉降趨勢(shì)，以便引導(dǎo)安全、科學(xué)、正確施工。

五、全站儀在施工放樣中的應(yīng)用

1.在測(cè)站點(diǎn)中將溫度、氣壓、儀器加常數(shù)、乘常數(shù)、測(cè)站點(diǎn)坐標(biāo)、后視點(diǎn)坐標(biāo)與需要放樣的設(shè)計(jì)坐標(biāo)輸入進(jìn)全站儀中，以測(cè)站點(diǎn)瞄準(zhǔn)后視導(dǎo)線點(diǎn)進(jìn)行定向，開始進(jìn)行施工放樣，在電子全站儀顯示照準(zhǔn)方向后即可確定。在這個(gè)方向線上樹立反射棱鏡，即可開始進(jìn)行水平距離的放樣測(cè)量。如果是沿視線方向向前或者向后移動(dòng)反射棱鏡，在與水平距離為0后就能夠確定放樣的位置。

2.其中針對(duì)端面的測(cè)量，在完成中心樁、軸線樁的施工放樣之后，將電子全站儀移動(dòng)至中心樁或者軸線樁上進(jìn)行橫截面與縱截面的測(cè)量，具體方法為在中心樁、軸線樁上架設(shè)儀器，將氣壓、高程、儀器高、棱鏡高、溫度輸入進(jìn)測(cè)站點(diǎn)，完成定向之后，在軸線方向與地形變化處安裝反射棱鏡，就能夠直接測(cè)出斷面點(diǎn)至測(cè)站點(diǎn)的水平距離與高程。完成了橫斷面的平距與高差測(cè)量之后，進(jìn)行縱端面的測(cè)量，最終完成繪圖工作。

在用全站儀放樣點(diǎn)位時(shí)，平面的精度一般都能符合要求，為了保證高程的放樣精度，在工作過(guò)程中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：傾角不大于15°；視距在300m以內(nèi)； 儀器高、棱鏡高精度應(yīng)達(dá)到±2mm，對(duì)中桿對(duì)中誤差不大于±10mm；前后視線長(zhǎng)度盡量相等且視線長(zhǎng)度之差不大于2倍；重要結(jié)構(gòu)應(yīng)采用盤左、盤右兩次測(cè)高，以抵消豎盤指標(biāo)誤差；要進(jìn)行氣象改正和大地折光地球曲率的改正。

六、結(jié)語(yǔ)

全站儀在當(dāng)前建筑工程測(cè)量中應(yīng)用十分廣泛，有效的提高了測(cè)量工作的高效性和測(cè)量結(jié)果的精準(zhǔn)性。因此在實(shí)際測(cè)量工作中，測(cè)量人員需要通過(guò)對(duì)全站儀的結(jié)構(gòu)、使用原理等進(jìn)行掌握，有效地提高測(cè)量的專業(yè)技能，更好地發(fā)揮出全站儀的優(yōu)勢(shì)，突出全站儀測(cè)量的精準(zhǔn)性和高效性，使其為建筑工程項(xiàng)目的順利開展提供重要的參考數(shù)據(jù)。

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