探析测量精度在建筑施工中的重要性
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摘要：建筑限差是建筑工程检查验收的依据和质量评定的标准。建筑施工测量就是将设计的工程建筑物测设到实地上,以指导施工,保证工程建筑物符合设计限差要求。本文探讨了施工测量的必要精度,其中包括施工控制网点位精度要求和极坐标法放样点位的精度要求。
关键词：建筑限差;施工测量;精度分析
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
引言
建筑施工测量是建筑工程施工中的一项基础工作,是各施工阶段中的先导性工序,也是工程竣工验收的主要内容。它直接关系到工程建设的速度和工程的质量。
随着建筑市场的发展和建筑技术水平的提高,对施工测量的方法和精度提出了更高的要求,特别是测距仪、全站仪和电子计算机技术在施工测量中的应用,使施工测量面貌发生了根本改变。那么如何合理地确定建筑施工测量的精度要求,是施工测量人员非常关心的问题,也是一项非常必要和具有实际意义的工作。本文从建筑工程的建筑限差出发,探讨了建筑施工测量的精度要求。
1、测量精度概述
随着全站仪和电子计算机技术在施工测量中的应用和普及,近年来高等级路桥平面曲线的放样、高层建筑物轴线点的放样、大型水利枢纽工程水工建筑物平面点位的放样等,多是采用极坐标法直接对坐标进行放样。这种方法表现出速度快、精度高、性能稳定等诸多优点。建筑施工测量是建筑工程施工中的一项基础性工作,是各施工阶段中的先导性工序,也是工程竣工验收的主要内容。建筑施工测量的任务是首先建立施工控制网,然后以施工控制网中的部分控制点为测站点,放样出工程建筑物的轴线位置,再根据轴线位置,按几何关系放样出工程建筑物的细部位置和尺寸。建筑施工测量的精度如何,直接关系到整个建筑工程建设的速度和工程的质量。
2、建筑施工中的放样方法以及对测量精度分析
在施工过程中,放样点位的方法可根据实际条件的限制选择合适的方法,但放样的基本元素是角度和距离。下面就精度分析作一简述。
2.1测量角度的放样方法的精度分析
测量角度的放样方法的精度分析主要决定于以下原因:测量经纬仪数据中误差为m中中,目标数据的偏心误差为m偏,测量仪器的误差为m仪,测量数据角度本身具有误差为m本,因外界因素影响的误差为m外,则:m中=m偏=m仪≤0.15mβ,m本=m外≤0.63mβ。
2.2测量距离的放样方法的精度分析，每一项的测量偶然的误差和测量系统的误差的不同影响而采用m偶和m系来表示他们,但测量的数据不能超过以下数值:m偶≤0.45ms/n,m系≤0.15ms/n。式子当
中:n为测量尺段数。通过测距仪进行测量间距时,下列线性表达式
ms=a+b×10-6×S。
3、建筑工程对施工测量的精度要求
建筑工程的施工是严格按设计进行的,其中工程建筑物的轴线位置,是施工的定位依据,也是确定工程建筑物各部分几何关系和尺寸的基础。施工测量的任务就是首先建立施工控制网,根据施工控制网控制点,放样出工程建筑物的轴线位置,再根据轴线位置,按几何关系放样出工程建筑物的细部位置和尺寸。
建筑限差是建筑工程验收和质量评定的标准。设工程建筑物轴线建筑限差为,这里的建筑限差应理解为极限误差。则工程建筑物竣工后的轴线位置中误差M为
M=±/2(1)
位置中误差M,包括测量误差m测和施工误差m施。即
M2=m2测+m2施(2)
如何确定测量误差m测和施工误差m施的关系,是施工测量首先要解决的问题。
设m测/M=N
即m测=NM
顾及(1)式得
m测=±(1/2)N(3)
根据《建筑工程施工测量规程》规定:测量误差一般应为工程位置误差的1/3～1/2,即
N=1/3～1/2
为了讨论方便,我们分别取N=0.3,0.4和0.5,则m测的值分别如表1所示。
m测 又包括控制点误差m控和放样误差m放,
即m2测=m2控+m2放
则（5）
下面讨论如何确定m控和m放的关系。
设m控/m放=n
因为在建立施工控制网时,测量条件较好,且有足够时间用多余观测来提高测量精度;而在施工放样时,测量条件较差,受施工干扰大,为紧密配合施工,难以用多余观测来提高放样精度。显然,
m控
故
m控/m放
于是,(5)式可用级数展开,并略去高次项后,得,
m测=m放[1+(m2控/(2m2放))](7)
在进行施工控制网精度设计时,一般都按照“使控制点误差引起的放样点误差,相对于放样误差来说,可以忽略不计”的原则。
令
m2控/(2m2放)=0.1(8)
则控制点误差的影响,仅占点位测量误差m测的10%。
由(8)式得m2控=0.2m2放(9)
由(7)、(8)式得
m控=0.41m测
m放=0.91m测(10)
顾及(3)式和表1结果,我们得m控和m放的值如表2所示。
建筑限差的大小,是根据工程建筑物的规模和性质来决定的,在相应的施工及验收规范中都有明确规定。若取建筑限差分别为10mm、20mm、50mm和100mm,我们可得表3。
4、施工放样方法与精度
施工放样的方法很多,应根据施工场地条件、仪器设备情况和放样精度要求来选择。其中极坐标法放样点位的方法,计算简单、操作方便,具有一定代表性,得到广泛应用。这种方法还特别适合于用全站仪进行放样点位。
用极坐标法放样点位时,若不考虑标定误差,则点位误差为
式中,mP——放样点点位中误差
mS——边长中误差
mβ——角度中误差
S——测站点至放样点的距离
由此可以看出,点位中误差与边长中误差mS,角度中误差mβ和测站点至放样点的距离S有关。现分析用全站仪进行极坐标法放样点位的精度。
根据全站仪的不同标称精度和不同的放样距离,按(11)式可得表4。
由表4结果可以看出,当放样距离较短时,点位误差主要受测距误差影响,当放样距离较长时,点位误差不仅受测距误差影响,而且受测角误差影响。因此,在实际放样时,应精心设计放样方案,并根据放样距离的大小,合理确定测角和测距的精度匹配。
5、施工放样对施工控制网的精度要求
根据施工场地条件,仪器设备情况,施工控制网可布设成各种形式,并按设计精度进行观测。
由(10)式和表2我们知道了施工放样对施工控制点的精度要求。这里讨论的控制点精度,一般是指最低一级施工控制网相邻点的点位精度。
相邻点的点位精度为
式中mij——相邻点的点位中误差
——边长相对中误差
mβ——测角中误差
Sij——相邻点间边长
《建筑工程施工测量规程》规定,施工控制网按技术要求一般分为三级,相应的边长中误差分别为1/1万、1/2万和1/4万,相应的测角中误差分别为±5″、±10″和 ±20″,边长一般为100～300m。
由(12)式我们得相应的点位中误差如表5所示。
计算结果表明,按规程要求建立的施工控制网,能满足建筑限差=50mm的施工放样的精度要求,若建筑限差小于50mm时,应另行进行精度设计。
结束语
(1)建筑施工测量是为建筑工程施工服务的,其精度要求应以建筑限差为依据进行设计;
(2)进行施工测量精度设计时,应根据现场条件,工程性质和规模,合理确定测量误差与施工误差的关系,控制点误差与放样误差的关系;
(3)若用极坐标法进行点位放样时,要合理确定放样方案并使测边精度与测角精度合理匹配,以有效地提高放样点的点位精度。
参考文献
[1]于来法,杨志藻.军事工程测量学.八一出版社.
[2]侯国富.建筑工程测量.北京:测绘出版社[3]DBJ01-21-95.建筑工程施工测量规程.
[4]GBJ301-88,建筑工程质量检验评定标准.
[5]GBJ300-88,建筑安装工程质量检验评定统一标准.