放样技术与高程测量的优化方法

高程放样的任务是将设计高程测设在指定桩位上。在工程施工中，例如，在平整场地、开挖基坑、定路线坡度和定桥墩台的设计标高等场合，经常需要高程放样。高程放样主要采用水准测量的方法，有时也采用钢尺直接量取竖直距离或三角高程测量的方法。

高程放样时，首先需要在测区内布设一定密度的水准点（临时水准点）作为放样的起算点，然后根据设计高程在实地标定出放样点的高程位置。高程位置的标定措施可根据工程要求及现场条件确定：土石方工程一般用木桩或者钢筋标定放样高程的位置，可用记号笔在木桩侧面画水平线或标定在桩顶上；混凝土及砌筑工程一般用红漆做记号，标定在它们的面壁或模板上；钢结构安装等精度要求高的工程一般采用调节螺杆进行高程标注。

1.一般的高程放样

一般情况下，放样高程位置均低于水准仪视线高且不超出水准尺的工作长度。如图5-2-4所示，A为已知点，其高程为HA＝129.387m，欲在B点定出高程为HB＝130.089m的位置。具体放样过程如下：

图5-2-4　一般高程放样

（1）先在B点打一长木桩，将水准仪安置在A、B点之间，在A点立水准尺，后视A尺并读数ɑ＝2.042m，计算B点处水准尺应有的前视读数b：

（2）靠B点木桩侧面竖立水准尺，上下移动水准尺，当水准仪在尺上的读数b恰好为1.340m时，在木桩侧面紧靠尺底画一横线，此横线即设计高程HB的位置。也可在B点桩顶竖立水准尺并读取读数b′＝1.306m，再用钢卷尺自桩顶向下量Δb＝b－b′＝1.340－1.306＝0.034（m），即得高程为HB的位置。

为了提高放样精度，放样前应仔细检校水准仪和水准尺；放样时，尽可能使前、后视距相等；放样后，可按水准测量的方法观测已知点与放样点之间的实际高差，并以此对放样点进行检核和必要的归化改正。

2.基坑的高程放样

当基坑开挖较深，基底设计高程与基坑边已知水准点的高程相差较大并超出水准尺的工作长度时，可采用水准仪配合悬挂钢尺的方法向下传递高程。如图5-2-5所示，A为已知水准点，其高程为HA＝136.548m，欲在B点定出高程为HB＝131.039m的位置（HB应根据放样时基坑实际开挖深度选择，通常取比基底设计高程高出一个定值，如1m），在基坑边用支架悬挂钢尺，钢尺零端朝下并悬挂10kg重物，放样时最好用两台水准仪同时观测。具体方法如下：

图5-2-5　基坑高程放样

（1）在A点立水准尺，基坑顶的水准仪后视A尺并读数ɑ1＝1.447m，前视钢尺读数b1＝6.851m，则钢尺零刻度的高程H0＝HA＋ɑ1－b1＝131.144m。

（2）基坑底的水准仪后视钢尺读数ɑ2＝0.968m，计算B处水准尺应有的前视读数b2＝H0＋ɑ2－HB＝1.573 m，上下移动B处的水准尺，直到水准仪在尺上的读数b2恰好为1.573m时标定点位。

为了控制基坑开挖深度，一般需要在基坑四周定出若干个高程均为HB的点位。如果HB比基底设计高程高出一个定值ΔH，施工人员就可用长度为ΔH的木条方便地检查基底标高是否达到了设计值，在基础砌筑时还可用于控制基础顶面标高。

3.高墩台的高程放样

当桥梁墩台高出地面较多时，放样高程位置往往高于水准仪的视线高，这时可采用利用钢尺直接量取垂距或“倒尺”的方法。

如图5-2-6所示，A为已知点，其高程为HA＝98.324m，欲在B点墩身模板上定出高程为HB＝102.266m的位置。欲定放样点的高程HB高于仪器视线高程，首先在基础顶面或墩身（模板）适当位置选择一点，用水准测量的方法测定其高程值；然后，以该点作为起算点，用悬挂钢尺直接量取垂距来标定放样点的高程位置。

当B处放样点高程HB的位置高于水准仪视线高，但不超出水准尺工作长度时，可用倒尺法放样。在已知高程点A与墩身之间安置水准仪，在A点立水准尺，后视A尺并读数ɑ＝1.732m，在B处靠墩身倒立水准尺，放样点高程HB对应的水准尺读数b侧＝HA＋ɑ－HB＝－2.210m，靠B点墩身竖立水准尺，上下移动水准尺。当水准仪在尺上的读数b侧恰好为2.210m时，沿水准尺尺底（零端）画一横线即高程为HB的位置。

4.全站仪高程放样

如图5-2-7所示，当水准点和待放样点高差较大，且放样精度要求不高时，可采用全站仪进行高程放样。具体操作步骤如下：

（1）选择地势高且与水准点和待放样点通视的地点安置全站仪，量取仪器高i、棱镜高l，并输入全站仪参数，棱镜立于水准点处；

（2）瞄准水准点棱镜，按测距键，测得测站点与水准点高差Δh1，则仪器中心高Hi＝HBM－Δh1；(www.xing528.com)

（3）保持棱镜高度不变，棱镜从水准点移至放样点，全站仪瞄棱镜，则放样点与仪器中心高差Δh2＝HB－Hi，上下移动棱镜，当测距界面高差等于Δh2时，棱镜杆底为满足高程要求的放样点位置。

图5-2-6　墩台高程放样

图5-2-7　全站仪高程放样

5.已知设计坡度线的放样

坡度线的测设是根据附近水准点的高程、设计坡度和坡度端点的设计高程，用水准测量的方法将坡度线上各点的设计高程标定在地面上。在道路施工、平整场地及铺设管道等工程中，经常需要在地面上测设设计坡度线。

设计坡度线的放样方法有水平视线法和倾斜视线法两种。

（1）水平视线法。水平视线法是采用水准仪来测设的。如图5-2-8所示，A、B为设计坡度线的两端点，其设计高程已知，同时A、B两点之间平距D和设计坡度iAB已知。为施工方便，要在AB方向上每隔距离d钉一木桩，现需要在每个木桩上标出该桩点处设计坡度线的位置。施测方法如下：

图5-2-8　水平视线法放样坡度线

1）沿AB方向用距离放样的方法定出间距为d的中间点1、2、3的位置，钉木桩；

2）依次计算出各桩点按设计坡度的设计高程：Hi＝Hi－1＋d·iAB；

3）安置水准仪于水准点BM5附近，后视水准点读数为ɑ，计算仪器视线高程；

4）根据仪器视线高程和各桩点设计高程计算各桩点处水准尺前视读数b，按“一般高程放样方法”在各桩点处放出该设计高程位置并标注。

（2）倾斜视线法。倾斜视线法测设坡度线一般用全站仪，坡度不大时也可采用水准仪。如图5-2-9所示，A、B为同一坡段上的两点，A点的设计高程为HA，A、B两点间的水平距离为DAB，要沿AB方向测设一条坡度为iAB的坡度线，施测方法如下：

图5-2-9　已知设计坡度线放样

1）计算B点的设计高程为HB＝HA＋DAB·iAB；

2）按上述“一般的高程放样”所述方法分别在A、B两点测设出高程为HA、HB的位置；

3）坡度不大时，将水准仪架在A点，使水准仪的一个脚螺旋位于AB方向上，另两个脚螺旋的连线与AB方向垂直，量出望远镜中心至A点（高程为HA）的铅垂距离即仪器高i；

4）在B点（高程为HB）竖立水准尺，用望远镜瞄准B点的水准尺，并转动在AB方向上的脚螺旋，使十字丝的横丝对准水准尺上读数为i处，这时仪器的视线即平行于设计坡度线；

5）在A、B之间的1、2、3等点立尺，上下移动水准尺使十字丝的横丝对准水准尺上读数为i处，此时尺底的位置即在设计坡度线上。

当设计坡度较大时，除上述第一步工作必须用水准仪外，其余工作可改用全站仪进行测设。

在已知坡度线放样中，也可用木条代替水准尺。量取仪器高i后，选择一根长度适当的木条，由木条底部向上量仪器高i并在相应位置画红线；将画有红线的木条立在B点（高程为HB），调节仪器使十字丝横丝瞄准红线；将画有红线的木条依次立在放样位置1、2、3等点，上下移动木条，直到望远镜十字丝横丝与木条上的红线重合为止，这时木条底部即在设计坡度线上。用木条代替水准尺放样不仅轻便，而且可以减少放样出错的机会。