工程咨询前期业务在各类工程建设中,高程测量是一项基础而关键的工作。所谓高程测量,就是确定地面点高程的测量工作。一个点的高程,通常是指该点沿铅垂线方向到大地水准面的距离,也称为海拔或绝对高程。在平整场地、开挖基坑、测定路线坡度以及确定桥台、桥墩设计标高等建筑工程测量任务中,需要结合施工现场已有的水准点,将设计指定的高程准确测设到实地。而高程的测设,正是依据一个已知高程的水准点,通过测量手段将另一点的高程确定为设计值的过程。常见的高程测设方法主要包括几何水准法、高程传递法与全站仪法。下面将对这三种方法逐一进行详细介绍。
▲几何水准法
将设计高程测设于地面上时,最常用且最为简便的方法就是几何水准法。假设已知水准点A的高程为HA,现在需要在B点位置测设一个木桩,使其桩顶高程恰好等于设计值HB。为此,在A、B两点之间架设水准仪,并在A点竖立水准尺,读取尺上的读数a,则仪器的视线高程(即水准仪水平视线的高程)为:
Hi=HA+a
为了使B点的高程达到设计值HB,竖立在B点处水准尺上的读数应当为:
b=Hi-HB
在实际操作中,可以采用以下两种方式来实现B点高程的测设:
第一种方法是将B点的水准尺紧靠在B桩的侧面,上下移动尺子,当水准仪中读取的尺上读数恰好等于b时,在B桩上沿着水准尺底部边缘作一标记,该标记处的高程即为设计高程HB。海迪工程咨询
第二种方法是将B点处的木桩逐渐打入土中,同时立在桩顶的水准尺读数会随之变化,当尺上读数增加至b时,停止打桩,此时B点桩顶的高程就是设计高程HB。
几何水准法常用于基础底面、楼面标高、广场地坪、跑道面层等建筑工程的水平面测设中。如果需要测设一个水平面,使其整个平面的设计高程均为H设,可以按照以下步骤操作:首先在地面上按照一定的间距(例如5米或10米)布设方格网,并用木桩标定出各方格网点的位置;然后在场地与已知水准点A之间安置水准仪,读取A点水准尺上的读数a,计算出仪器视线高程H=HA+a;接下来依次在各木桩上竖立水准尺,采用逐渐打入木桩的方法,使每个木桩顶上的水准尺读数b都等于H-H设。当所有桩顶的读数均满足这一条件时,这些桩顶便共同构成了一个符合设计高程的水平面。如果采用激光平面仪来测设水平面,操作将更加快捷、精准,尤其适用于大面积的场地平整工程。夏邑工程咨询公司
▲高程传递法
当需要向较深的基坑底部或较高的建筑物上部测设设计高程时,仅仅使用水准尺往往难以直接完成,此时需要借助悬吊的钢尺,采用高程传递的方法来实现。以下以向深基坑内测设设计高程为例进行说明。
假设需要在深基坑底部测设一点B,使其桩顶高程为设计值HB。已知地面附近有一个水准点A,其高程为HA。操作步骤如下:在基坑边缘架设一个吊杆,杆上悬挂一把零点位于下端的钢尺(即钢尺的零刻度在下方),尺的下端挂一个重约10公斤的重锤,并将重锤放入装有润滑油的油桶中,以减小摆动并稳定钢尺。然后,在地面和坑底各安置一台水准仪。地面水准仪首先在A点所立的水准尺上读取读数a1,同时在悬吊的钢尺上读取读数b1(此时钢尺从上往下读);坑底的水准仪在钢尺的下端读取读数a2(注意钢尺的零点在下,读数方式与常规水准尺一致)。根据高程传递原理,可以推导出B点水准尺上应有的读数b2。其关系式为:HB+b2+(b1-a2)=HA+a1,即:
b2=HA+a1-(b1-a2)-HB
得到b2后,在B点竖立水准尺,采用逐渐打入木桩或在木桩上划线的方法,使立在B点的水准尺读数恰好为b2。此时,B点桩顶的高程即满足设计高程HB。武穴监理咨询工程
当需要向高层建筑物上的某点B测设设计高程时,方法类似但方向相反。可以在该楼层处悬挂一把钢尺,此时钢尺的零点端应当在上方。上下移动钢尺,使安置在地面的水准仪通过视线读取钢尺上的前视读数b恰好满足:
b=HB-(HA+a)
式中,a为地面水准仪在已知水准点A上的读数。此时,钢尺上零刻度线所在位置的高程即为设计高程HB。将该位置标记于建筑物上,即可作为后续施工的标高基准。
▲全站仪法
全站仪测设高程通常与极坐标法相结合,用于同时测设设计点的三维坐标,包括平面位置(x,y)和高程(H)。具体操作时,在全站仪中输入已知点的坐标和高程,同时输入待测设点的设计坐标和设计高程,此外还需要输入仪器高(即全站仪水平轴中心到地面点的高度)和目标高(即棱镜中心到待测设点的高度)。全站仪照准棱镜后,根据内置的计算功能,可以自动给出棱镜应当升降的高度值。测量人员按照提示调整棱镜杆的长度或位置,当棱镜中心到达指定高度时,待测设点的高程便恰好等于设计高程。全站仪法具有速度快、精度高、适应复杂地形等优点,尤其适用于需要同时确定平面位置和高程的放样工作。
综上所述,几何水准法、高程传递法和全站仪法分别适用于不同的工程场景。掌握这三种方法的原理与操作要点,对于工程测量人员来说至关重要,能够有效提高施工放样的准确性和效率。河南惠阳工程咨询