水準(zhǔn)測(cè)量在工程測(cè)繪中的應(yīng)用

劉鑫興

摘 要：本文著眼于水準(zhǔn)測(cè)量在工程測(cè)繪中的應(yīng)用問題展開探討，結(jié)合個(gè)人的一些實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)提出幾點(diǎn)思考，希望借閱者能夠積極提出改進(jìn)意見。

關(guān)鍵詞：水準(zhǔn)測(cè)量；工程測(cè)繪；應(yīng)用

建筑施工從地形圖測(cè)繪和地質(zhì)勘測(cè)以及工程施工或者是竣工驗(yàn)收、建筑變形監(jiān)測(cè)的整個(gè)過程當(dāng)中，水準(zhǔn)測(cè)量都在其中發(fā)揮重要的作用以及扮演重要的角色。

1.水準(zhǔn)測(cè)量基本原理及精度影響因素分析

1.1水準(zhǔn)儀高程測(cè)量原理

一般我們根據(jù)使用的儀器以及施工方法的差異性，將高程測(cè)量具體劃分為水準(zhǔn)測(cè)量、三角高程測(cè)量以及氣壓高程測(cè)量。而我們通常所做用的水準(zhǔn)高程測(cè)量，實(shí)質(zhì)上是高程測(cè)量中最為常用的測(cè)量方法，同時(shí)也是最精密的測(cè)量方法。此外，待測(cè)點(diǎn)高程的測(cè)量方法我們將其劃分為高差法和儀高法兩種類型。另一般我們用到的水準(zhǔn)測(cè)量的儀器包括像：水準(zhǔn)儀、水準(zhǔn)尺以及尺墊這三種類型。而水準(zhǔn)測(cè)量的誤差則有包含像儀器誤差、水準(zhǔn)尺誤差、水準(zhǔn)管氣泡居中誤差、讀數(shù)誤差、視差影響以及水準(zhǔn)尺傾斜誤差、儀器及尺墊下沉或者是地球曲率、大氣折光的具體影響等等。

1.2 GPS高程測(cè)量技術(shù)

如果出現(xiàn)大面積的以及環(huán)境條件惡劣或者是水準(zhǔn)點(diǎn)比較少的情況時(shí)，我們?cè)趯?duì)于精度要求不是很高的水準(zhǔn)測(cè)量，就可以使用GPS高程測(cè)量的技術(shù)。而所使用的GPS高程測(cè)量技術(shù)則具體是將GPS測(cè)量所獲得點(diǎn)的大地?cái)?shù)據(jù)和高程異常資料以及重力資料等等相互結(jié)合起來，并且采用高程擬合算法或者是平差算法同時(shí)確定待測(cè)點(diǎn)的正常高值。當(dāng)前在我們的工程建設(shè)過程中比較常用的就是GPS水準(zhǔn)高程測(cè)量法，究其原理：第一步是在待測(cè)區(qū)域選擇某種數(shù)量的GPS控制點(diǎn)，而控制點(diǎn)的正常高度我們以水準(zhǔn)測(cè)量的方式來獲取，其精度則可以依據(jù)具體要求來進(jìn)行確定，那么我們通過與之相關(guān)的算法對(duì)于控制點(diǎn)的正常高于大地高之間的高程異常值進(jìn)行進(jìn)一步的計(jì)算工作，再運(yùn)用控制點(diǎn)的高程異常所采用的是平面擬合法以及曲面擬合法或者是多面擬合法這些方法，推算求出待測(cè)的GPS點(diǎn)的高程異常值，最終我們?cè)龠\(yùn)用大地高或者是高程異常和正常的高之間的實(shí)際關(guān)系進(jìn)一步確定所有的GPS的正常。

2.水準(zhǔn)測(cè)量在建筑工程施工中的應(yīng)用研究

在建筑工程中設(shè)計(jì)和施工所采用的水準(zhǔn)測(cè)量通常可以分為：其一，建立起高程控制網(wǎng)，以供建筑工程勘測(cè)或者是施工時(shí)使用；其二，線路水準(zhǔn)的測(cè)量，在測(cè)定某一個(gè)沿線路的地面高低起伏，此時(shí)供縱斷面設(shè)計(jì)或者是施工時(shí)使用；其三，路面水準(zhǔn)測(cè)量，在測(cè)定某一個(gè)面積內(nèi)的地面高低起伏，以供土方工程設(shè)計(jì)和施工時(shí)使用。具體的測(cè)量精度依照工程的施工要求來進(jìn)行確定，通常都是與四等水準(zhǔn)相當(dāng)或者低于四等水準(zhǔn)測(cè)量。

對(duì)于建筑工程的高程控制網(wǎng)在建立之前我們需要依據(jù)實(shí)際需要及測(cè)區(qū)的實(shí)際來進(jìn)一步明確水準(zhǔn)網(wǎng)的等級(jí)，依照等級(jí)來進(jìn)行水準(zhǔn)網(wǎng)的設(shè)計(jì)工作，以及精度計(jì)算或者是優(yōu)化設(shè)計(jì)。與此同時(shí)，水準(zhǔn)控制網(wǎng)的布設(shè)需要遵循由高級(jí)到低級(jí)，由整體到局部的這樣的逐步控制，以及逐步加密的原則，根據(jù)統(tǒng)一化的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行，那么在這同時(shí)，為了進(jìn)一步滿足工程施工的具體需要，我們又需要在高程控制點(diǎn)一定要結(jié)合足夠的精度以及合適的密度。

水準(zhǔn)測(cè)量在建筑工程當(dāng)中的另外一個(gè)應(yīng)用就是針對(duì)土方石的計(jì)算工作，為的就是計(jì)算建筑工程土方開挖的工程量，此時(shí)需要對(duì)待開挖的區(qū)域高程展開測(cè)量。那么首先第一步就是要運(yùn)用經(jīng)緯儀亦或是全站儀來對(duì)測(cè)區(qū)進(jìn)行放線，把測(cè)區(qū)劃分為等面積的方格網(wǎng)，再進(jìn)一步采用水準(zhǔn)測(cè)量高程的測(cè)量方法，將方格網(wǎng)的四個(gè)角點(diǎn)的高程測(cè)量出來。而如果是采用對(duì)應(yīng)的體積擬合法以及計(jì)算方法，就可以估算出來從開挖再到某一個(gè)高程基準(zhǔn)具體需要開挖以及填土的回填的土方量，那么如此一來，方格網(wǎng)越是密集，測(cè)量的高程點(diǎn)就越多，如此計(jì)算出來的土方量也就越大。然而，我們通過實(shí)際工作環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn)，運(yùn)用水準(zhǔn)測(cè)量?jī)x來展開土方測(cè)量計(jì)算與全站儀或者是土方測(cè)量時(shí)要更多一些，其在計(jì)算精度方面也比較低。

3.水準(zhǔn)測(cè)量在變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究

3.1水準(zhǔn)測(cè)量變形監(jiān)測(cè)方案的設(shè)計(jì)

該方案的設(shè)計(jì)一般包括沉降點(diǎn)布置和監(jiān)測(cè)周期設(shè)計(jì)兩個(gè)方面，而在沉陷觀測(cè)點(diǎn)布置部分往往會(huì)提出監(jiān)測(cè)要求，交由施工方來編制沉降低布置方案同時(shí)又在施工期展開工程布設(shè)。此外要求沉降點(diǎn)在數(shù)量上要足夠多，為的就是能夠保證放映整個(gè)的基礎(chǔ)沉陷和傾斜或者是彎曲變化情況。那么與此同時(shí)，在沉降點(diǎn)位置的選擇上還需要考慮到建筑物的規(guī)模和型式以及結(jié)構(gòu)等這些特征，與此同時(shí)也要根據(jù)建筑工程的場(chǎng)地工程地質(zhì)等等這些條件。監(jiān)測(cè)出建筑物自身在自身觀測(cè)點(diǎn)需要和建筑物緊密結(jié)合起來。

工程竣工前后確定監(jiān)測(cè)周期，竣工之前載荷會(huì)增加加快，那么造成的沉降量就會(huì)大一些，所以，依據(jù)相關(guān)的規(guī)定和要求，每加一層建筑就要進(jìn)行一次變形監(jiān)測(cè)，為的就是能發(fā)現(xiàn)不均勻的沉降，而如果沉降出現(xiàn)異常那么就要求要及時(shí)調(diào)整施工方案。

3.2變形監(jiān)測(cè)水準(zhǔn)測(cè)量方法

相較于國(guó)家一、二等精密水準(zhǔn)測(cè)量方法，建筑工程的沉降觀測(cè)方法必須要具備其自身的特點(diǎn)，那么每次觀測(cè)都是重新觀測(cè)，就不存在由于測(cè)量次數(shù)增多造成的誤差累積，與此同時(shí)，在建筑工程監(jiān)測(cè)中不可以采用閉合水準(zhǔn)測(cè)量路線，原因是水準(zhǔn)測(cè)量具有一定的閉合差的分配，這樣一來就會(huì)使得沉降點(diǎn)沒有下沉?xí)r出現(xiàn)沉降點(diǎn)上升的情況或者不合理現(xiàn)象。但假如因?yàn)檫@樣出現(xiàn)沉降點(diǎn)的高程值異常，那么就不要進(jìn)行誤差的修正，應(yīng)該毫無條件的返工重測(cè)核實(shí)，分辨出與國(guó)家一、二等精密水準(zhǔn)測(cè)量方法相比，建筑工程沉降觀測(cè)的方法有其自身的特點(diǎn)，每一次觀測(cè)都是重新觀測(cè)，不存在因測(cè)量次數(shù)的增多而導(dǎo)致的誤差積累，同時(shí)，建筑工程沉降觀測(cè)不能采用閉合水準(zhǔn)測(cè)量路線，因?yàn)殚]合水準(zhǔn)路線原因所在。

結(jié)論：

終上所述，具體的水準(zhǔn)測(cè)量在工程施工中的應(yīng)用情況又成了我們要重點(diǎn)探討的問題，以及對(duì)于進(jìn)一步有效提高建筑工程的勘測(cè)施工質(zhì)量或者是提升建筑整體的質(zhì)量水平都具有十分重要的意義。

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