建立建筑施工控制网的方法和步骤

建筑工程最大的特点是:施工范围小、多工种交叉作业；基础中心序列整齐,呈直线(亦称轴线)或规则曲线状,各轴线间相互平行或垂直。因此,为便于工程测设,经常建立独立的施工坐标系,并将具有控制建筑物整体定位作用的建筑主轴线,选定为一个坐标轴的方向,如图13-1所示。施工平面控制网常建成规则的形状(如直线、十字线、矩形、方格网状等),且常要求图形的长边平行于建筑物的主要轴线。

（一）设立建筑基线为平面控制

当施工范围小、建筑物布置比较简单时,可建立一条或几条基线,作为施工场地的控制线,这种基线称为建筑基线,或称建筑轴线。

布设基线,既要依据设计图纸,又要结合场地条件,使选定的基线满足以下条件。

(1)位于建筑区中心和中央通道的边缘上,且平行于主要建筑物的轴线。

(2)能够控制住施工场地,并便于轴线加密。

(3)点位稳定,不易被破坏,主要基线上至少有3个基线点。

(4)工作安全和便于工程测设等。

若需要将基线点的独立坐标转换成国家或地方的测量坐标,还要考虑联测问题,以求取施工坐标与测量坐标间的转换参数,详见式(10-1)、式(10-2)。设立基线的方法较多,下面仅介绍以下两种方法。

图13-1　施工坐标系

1.依据建筑红线设立基线

建筑用地的边界线,称为建筑红线,其由城市建设规划部门在现场测设,并常用木桩标定。

图13-2　建筑红线法设立基线

如图13-2所示,1、2、3为建筑红线点,结合图纸及现场情况,选定距红线12为d1,23为d2的直线AC、AB为建筑基线。设立方法为:先用支距法分别测设出1′、B点和1″、C点,延长直线B 1′和C 1″得出交点A；然后在A点安置经纬仪,测定水平角A,并测定水平距离AB、AC。若测定值与设计值之差均满足表13-1的规定,则A、B、C点即为设立的基线端点。否则,适量调整A点或B、C点,直至满足要求为止。

表13-1　建筑基线检查要求

注　N为建筑物结构的跨数。

2.依据控制点设立基线

当设计的基线附近有控制点可利用时,应依据控制点测设基线。测设方法适仪器设备、场地条件和控制点的位置而定,如极坐标法、交会法、GNSS定位法等。各基线点测设完后,现场检查各点是否共线,要求见表13-1。

如图13-3所示,A′、O′、B′点是已测设的基线点,在 O′点安置经纬仪,测定水平角β,若其与180°之差未满足要求,则等量调整已测设的三个点,调整值d为

图13-3　基线检测与调整

式中:a、b分别为OA、OB边的边长。

调整完各点共线后,再测定OA、OB的距离,若测量值与设计值之差不满足要求,一般以O点为基准,适量调整A、B两点至设计的距离。

（二）设立建筑方格网为平面控制

在新建的大中型建筑场地上,施工控制网一般布设成矩形或网格形式,即称为建筑方格网或矩形控制网。

1.布设方格网要求(www.xing528.com)

布设建筑方格网时,应综合考虑以下因素。

(1)当场区面积较大时,应按两级布设。一级可选用“十”“口”“田”字形等规则图形布设,二级以一级为基础再加密格网。各级建筑方格网测量的主要技术要求见表13-2。

表13-2　建筑方格网的主要技术要求

(2)格网长边与建筑主轴线一致或平行,主基线应靠近精度要求较高的建筑物。

(3)方格网的轴线相互垂直,格网应覆盖拟建区,并便于加密轴线和工程测设。

(4)格网间距适中,边长宜为100～300m。

(5)点位稳定、安全,且便于测角、量边；点位距建筑物轴线宜为4～5m,以防基础施工时被破坏或碰动；桩位顶面宜采用15cm×15cm×0.5cm的钢板,以便为修正点位留有空间。

(6)重要地段或边缘网格应加测对角线元素(角、边),以提高方格网的精度等。

2.测设方格网及检查调整

建立方格网的工作过程不同于其他施工控制网。由于点位有其设计位置,故需先测设,再进行检查,若不满足要求,则需调整点位,调整后还要检查,直至符合要求为止。测设方格网的方法有轴线法和布网法,形成的方格网可分别称为轴线方格网和控制方格网。

(1)轴线方格网。如图13-4(a)所示,先依据控制点、建筑红线或标志性地物等,测设各主轴线；再检查、调整长轴线ABC,方法同上述的建筑基线法。当β不超过180°±5″、距离偏差不超过S/30000(S为边长)时,确定A、B、C点。然后在B点置站,检查另一主轴线点D′、E′。若测定角值与设计值(90°或270°)之差超过±5″,则用第十章所述的角度归化法,调整至设计方向；在此方向上再测定距离,并归化至设计值,即得出D、E点。

图13-4　轴线法测设方格网

(a)调整主轴线；(b)加密方格网

主轴线测设完毕,利用主轴线再测设其他轴线,形成轴线方格网,如图13-4(b)所示。在测设加密轴线时,也要进行检查,若不符合要求,必须进行调整。测定的水平角、距离与相应设计值之差的要求为:角差±12″,距离偏差S/15000(S为相应边长)。

(2)控制方格网。如图13-5所示,先初步测设各主轴线点,然后将其组成控制网,并按控制测量的方法进行观测和数据处理,求出各点坐标(xi,yi) 与其设计值之差,即

若其差值超过点位误差要求(一般为2mm),则按δxi、δyi的值修正点位；再组网观测、计算,重复上述步骤,直至满足要求(一级网:角差为±8″,距离相对偏差为S/25000；二级网:角差为±12″,距离相对偏差为S/15000)为止,形成控制方格网。

控制方格网建立完毕,视工程需要再测设加密轴线,加密轴线的检测指标一般为:角差±10″,距离相对偏差S/10000。

（三）建立施工高程控制网

对于大型施工场地的高程控制网,一般按基本(首级)高程控制和工作(加密)高程控制布设。

(1)基本高程控制。等级一般为三等,范围覆盖全场区,点位设立为永久水准点,点数不少于3个,并与国家或地方高等级水准点联测。若联测有困难,可建立独立的高程系统,网形应为闭合环线或网状,且在重要建筑物(如连续性生产车间)附近,必须设立首级高程控制点。

(2)工作高程控制。等级一般为四等,点位适需要布设。通常要求安置一次仪器,即可放样设计高程。轴线控制点、建筑方格网点等均可作为此等级的高程控制点。

对于中小型建筑场地的高程控制,可按一级或两级布设,其精度等级适工程需要而定。普通建筑工程,常选用四等水准测量作为首级控制。

为了便于高程放样,通常在加密控制时,要放样拟建或在建工程的高程基准位置(常称±0)。这时可在场地附近,选定较稳定建(构)筑物的墙、柱,在其上用水准测量方法测设±0的设计高程,并用红油漆涂成上顶为水平线的“▽”形,旁边注明其高程。

关于建筑工程的施工测量方法、内容、要求等将在后几节中给以详细介绍,建筑物变形监测的内容在第十五章中介绍。

图13-5　布网法测设方格网