1.5　抄平放线基本知识

1.5.1　水准仪

1.水准仪的种类

水准仪是建立水平视线测定地面两点间高差的仪器。主要部件有望远镜、管水准器（或补偿器）、垂直轴、基座、脚螺旋。按结构分为微倾水准仪、自动安平水准仪、激光水准仪和数字水准仪（又称电子水准仪），见表1-5。按精度分为精密水准仪和普通水准仪。

2.水准仪的操作

水准仪操作的基本方法和步骤见表1-6。

3.水准测量原理

水准测量是利用能够提供水平视线的仪器——水准仪，同时借助水准尺，测定地面上两点之间的高差，再由已知点的高程推算未知点高程的一种测定高程的方法。

如图1-13所示，已知A点的高程HA，欲求B点的高程HB，在A、B两点间安置水准仪，分别读取竖立在A、B两点上的水准尺读数a和b，由几何原理可知A、B两点间的高差为

测量工作一般是由已知点向未知点方向进行的，即图1-13中，由已知点A向待求点B进行，则称A点为后视点，其上水准尺的读数a为后视读数；B点为前视点，其上水准尺的读数b为前视读数。a、b的真实意义分别为水平视线到后视点A和前视点B的高度。由此就有，两点之间的高差等于后视读数减去前视读数。

由图1-13和式（1-2）不难看出：

当a＞b时，hAB＞0，B点比A点高；a＜b时，hAB＜0，B点比A点B低；a=b时，hAB=0，B点与A点同高。

由图1-13可知，B点的高程为

按上式直接利用高差hAB计算B点高程，称为高差法。

从图1-13中可以看出，HA+a为视线高程Hi，则式（1-3）还可写为

在实际工程测量中，当安置一次水准仪需测定多个前视点高程时，通常可以先计算出水准仪的视线高程Hi，再由视线高程Hi推算出B点的高程HA。按式（1-2）利用仪器视线高程Hi计算B点高程的方法通常称为仪高法。

4.水准仪的使用与维护

（1）水准仪使用注意事项。水准仪是一种精密的光学仪器，使用时必须注意以下几点：

1）领用水准仪时，应首先检查仪器有无损坏；配件是否齐全、配套；物镜、目镜有否磨损，十字线是否清晰；各转动部位是否灵活等。

2）由箱中取出仪器时，应先松开各制动螺旋，用手拿住基座，轻轻将仪器取出。

3）在安置三脚架时，应选择在视线能通视、无障碍物影响、行人车辆干扰少、能保证仪器安全的地方。

4）仪器放到三脚架上后，应立即旋紧连接螺旋，并经常检查其连接是否牢靠。

5）仪器安置好后，测量人员不得离开，或另设专人保护，不让无关人员接近仪器。

6）微倾螺旋要居中，不宜过高或过低，以便于水准管的调平。

7）制动螺旋应松紧适度，不得过紧；微动螺旋宜保持在微动卡中间一段。

8）转移测站连续工作时，应将制动螺旋微微拧紧，一手持三脚架于肋下，另一手紧握基座置仪器于胸前进行移站，切不可单手提携或肩扛。

9）不得用手指、手帕等物擦拭物镜和目镜上的灰尘；观测结束后，应及时盖上物镜盖。

10）仪器应避免日晒、雨淋，在烈日或雨雪天操作时，应撑伞遮挡。

（2）水准仪的维护。

1）观测结束后，应先将各种螺旋退回正常位置，并用软毛刷扫除仪器表面上的灰尘，再按原位装入箱内，拧紧制动螺旋，关闭箱盖。

2）物镜、目镜上有灰尘时，应用专用的软毛刷轻轻掸去。

3）如观测中遇降雨，应及时将仪器上的雨水用软布擦拭干净后方可入箱关盖。

4）仪器应放置于干燥、通风、温度稳定的室内，切忌靠近火炉或暖气片。

5）长途搬运仪器时，仪器要安放在妥当的位置或随身携带，严防受碰撞、受振动或受潮。

6）每隔1～2年由专门人员定期对仪器进行全面的清洗和检修，或送维修部门进行清洗和检修。

1.5.2　建筑物的定位放线

1.测设前的准备工作

首先是熟悉图纸，了解设计意图。设计图纸是施工测量的主要依据。与测设有关的图纸主要有：建筑总平面图、建筑平面图、立面图、剖面图、基础平面图和基础详图。设计总平面图是施工放线的总体依据，建筑物都是根据总平面图上所给的尺寸关系进行定位的。建筑平面图给出了建筑物各轴线的间距。立面图和剖面图给出了基础、室内外地坪、门窗、楼板、屋架、屋面等处设计标高。基础平面图和基础详图给出基础轴线、基础宽度和标高的尺寸关系。在测设工作之前，需了解施工的建筑物与相邻建筑物的相互关系，以及建筑物的尺寸和施工的要求等。对各设计图纸的有关尺寸及测设数据应仔细核对，必要时要将图纸上主要尺寸摘抄于施测记录本上，以便随时查找使用。

其次要现场踏勘，全面了解现场情况，检测所给原有测量控制点。平整和清理施工现场，以便进行测设工作。

然后按照施工进度计划要求，制定测设计划，包括测设方法、测设数据计算和绘制测设草图。

在测量过程中，还必须清楚测量的技术要求，因此，测量人员对施工规范和工程测量规范的相关要求应进行学习和掌握。

2.建筑物的定位

建筑物的定位是根据设计条件，将建筑物外廓的各轴线交点（简称角点）测设到地面上，作为基础放线和细部放线的依据。由于设计条件不同，定位方法主要有下述三种：

（1）根据与原有建筑物的关系定位。在建筑区内新建或扩建建筑物时，一般设计图上都给出新建筑物与附近原有建筑物或道路中心线的相互关系，如下列几种图形情况。图1-14中绘有斜线的是原有建筑物，没有斜线的是拟建建筑物。

如图1-14所示，拟建的建筑物轴线AB在原有建筑物轴线的延长线上，可用延长直线法定位。为了能够准确地测设AB，应先作MN的平行线M′N′。作法是沿原建筑物PM与QN墙面向外量出MM′及NN′，并使MM′=NN′，在地面上定出M′和N′两点作为建筑基线。再安置经纬仪于M′点，照准N′点，然后沿视线方向，根据图纸上所给的NA和AB尺寸，从N′点用量距方法依次定出A′、B′两点。再安置经纬仪于A′点和B′点测设90°而定出AC和BD。

如图1-15所示，可用直角坐标法定位。先按上法作MN的平行线M′N′，然后安置经纬仪于N′点，作M′N′的延长线，量取ON′距离，定出O点，再将经纬仪安置于O点上测设90°角，丈量OA值定出A点，继续丈量AB而定出B点。最后在A点和B点安置经纬仪测设90°，根据建筑物的宽度而定出C点和D点。

如图1-16所示，拟建建筑物ABCD与道路中心线平行，根据图示条件，主轴线的测设仍可用直角坐标法。测法是先用拉尺分中法找出道路中心线，然后用经纬仪作垂线，定出拟建建筑物的轴线。

（2）根据建筑方格网定位。在建筑场地已设有建筑方格网，可根据建筑物和附近方格网点的坐标，用直角坐标法测设。如图1-17所示，由A、B点的设计坐标值可算出建筑物的长度和宽度。测设建筑物定位点A、B、C、D时，先把经纬仪安置在方格点M上，照准N点，沿视线方向自M点用钢卷尺量取A与M点的横坐标差得A′点，再由A′点沿视线方向量建筑物的长度得B′点，然后安置经纬仪于A′点，照准N点，向左测设90°，并在视线上量取AA′得A点，再由A点继续量取建筑物的宽度得D点。安置经纬仪于B′点，同法定出B、C点。为了校核，应再测量AB、CD及BC、AD的长度，看其是否等于建筑物的设计长度和宽度。

（3）根据控制点的坐标定位。在场地附近如果有测量控制点可以利用，也可以根据控制点及建筑物定位点的设计坐标，反算出交会角度或距离后，因地制宜采用极坐标法或角度交会法将建筑物的主要轴线测设到地面上。

3.建筑物的放线

建筑物放线是指根据定位的主轴线桩（即角桩），详细测设其他各轴线交点的位置，并用木桩（桩顶钉小钉）标定出来，称为中心桩，并据此按基础宽和放坡宽用白灰线撒出基槽边界线。

由于在施工开挖基槽时中心桩要被挖掉，因此，在基槽外各轴线延长线的两端应钉轴线控制桩（也叫保险桩或引桩），作为开槽后各阶段施工中恢复轴线的依据。控制桩一般钉在槽边外2～4m不受施工干扰并便于引测和保存桩位的地方，如附近有建筑物，亦可把轴线投测到建筑物上，用红油漆作出标志，以代替控制桩。

（1）龙门桩的测设。在一般民用建筑中，为了便于施工，常在基槽开挖之前将各轴线引测至槽外的水平木板上，以作为挖槽后各阶段施工恢复轴线的依据。水平木板称为龙门板，固定龙门板的木桩称为龙门桩，如图1-18所示。

设置龙门板的步骤如下：

1）在建筑物四角和中间隔墙的两端基槽外1.5～2m处（可根据槽深和土质而定）设置龙门桩。桩要竖直、牢固，桩的侧面应与基槽平行。

2）根据附近水准点，用水准仪在每个龙门桩外侧测设出该建筑物室内地坪设计高程线即±0标高线，并作出标志。在地形条件受到限制时，可测设比±0高或低整分米数的标高线，但同一个建筑物最好只选用一个标高。如地形起伏较大需用两个标高时，必须标注清楚，以免使用时发生错误。

3）沿龙门桩上±0标高线钉设龙门板，这样龙门板顶面的高程就同在±0的水平面上。然后用水准仪校核龙门板的高程，如有差错则应及时纠正。

4）把经纬仪安置于中心桩上，将各轴线引测到龙门板顶面上，并钉小钉作为标志（称为中心钉）。如果建筑物较小，也可用垂球对准定位桩中心，在轴线两端龙门板间拉一小线绳，使其贴靠垂球线，用这种方法将轴线延长标在龙门板上。

5）用钢直尺沿龙门板顶面，检查中心钉的间距，其误差不超过1/20000。检查合格后，以中心钉为准，将墙宽、基础宽标在龙门板上。最后根据基槽上口宽度拉线，用石灰撒出开挖边线。

龙门板使用方便，它可以控制±0以下各层标高和基槽宽、基础宽、墙身宽。但它需要木材较多，且占用施工场地影响交通，对机械化施工不适应。这时候可以用轴线控制桩的方法来代替。

（2）轴线控制桩的测设。轴线控制桩的方法实质上就是厂房控制网的方法。在建筑物定位时，不是直接测设建筑物外廓的各主轴线点，而是在基槽外1～2m处（视槽的深度而定），测设一个与建筑物各轴线平行的矩形网。在矩形网边上测设出各轴线与之相交的交点桩，称为轴线控制桩或引桩。利用这些轴线控制桩，作为在实地上定出基槽上口宽、基础边线、墙边线等的依据。

一般建筑物放线时，±0.000标高测设误差不得大于±3mm，轴线间距校核的距离相对误差不得大于1/3000。

1.5.3　一般基础工程施工测量

基础是建筑物的地下入土部分，它的作用是将建筑物的总荷载传给地基。不同基础的埋置深度是设计部门依据多种因素而确定的，因此，基槽开挖的深度必须满足基础埋置深度的要求。另外，为了保证基础的设计宽度得以满足，还必须在基础垫层上弹出基础边界线。当基础施工结束后，还要检查基础面是否水平，其标高是否满足设计要求。与此同时，还要检查基础面四角是否是直角等。这些都是基础工程施工中必须进行的测量工作。

1.基槽开挖深度的控制

当基槽挖到一定的深度时，如果有一个明确的高程标志来告诉开挖人员，再往下挖多少就是槽底的设计标高；那基槽开挖工作就一定能又快又准地完成。这个“明确的高程标志”是完全可以做出来的，而且做法也很简单。就是当基槽开挖到接近槽底设计标高时，用水准仪在槽壁上每隔2～3m测设一个比槽底设计标高高出0.500m（或某一整数）的水平桩，并沿水平桩在槽壁上弹一条标记线（比如墨线），依此控制挖槽深度和打基础垫层高度。

水平桩一般根据施工现场已测设的±0标志或龙门板顶标高，用水准仪按高程测设的方法测设的。如图1-19所示，设槽底设计标高为-1.70m，欲测设比槽底设计标高高0.500m的水平桩，首先在地面适当地方安置水准仪，立水准尺于龙门板顶面上，读取后视读数为0.774m，求得测设水平桩的应读前视读数为0.774m+1.700m-0.500m=1.974m。然后立尺于槽内一侧并上下移动，直至水准仪视线读数为1.974m时，即可沿尺子底面在槽壁打一小木桩，即为要测设的水平桩。

2.在垫层上弹线

根据控制桩或龙门板上的中心钉等标志，在垫层上用墨线弹出轴线、墙边线和基础边线（俗称撂底）。因为这是基础施工的基准线，所以墨线弹后要进行严格的复核检查。

3.基础砌筑时的标高控制

砌筑基础时，一般用皮数杆作为标高控制。立基础皮数杆时，可先在立杆处打一木桩，用水准仪在木桩侧面抄出一条高于垫层某一数值（如10cm）的水平线。然后将皮数杆上相同的一条标高线对准木桩上的水平线，并用钉子把皮数杆竖直钉牢，作为砌筑时的标高依据。当基础墙砌到±0.000标高下一层砖时，应用水准仪测设防潮层标高，其误差不应大于±5mm。

基础施工结束后，要检查各轴线交点上的基础面的标高是否符合设计要求。一般建筑物的基础面标高允许误差为±10mm。

4.基础面直角的检查

在施工结束后的基础面上，恢复出轴线后，应检查基础面上的4个角点上的角度是否等于90°。尤其是未测设控制桩的基础施工，更应进行这项检查。

除角度检查外，还要对各轴线点之间的距离进行检查，然后才能进行墙体的施工。

1.5.4　墙体工程施工测量

墙体施工中的测量工作，主要是墙体的定位和提供墙体各部位的高程标志。

1.墙体定位

根据设计图纸的要求，利用控制桩或龙门板上已经做出的中轴线和墙边线标志，在基础面上弹出轴线和墙边线，然后再量出门洞位置。施工人员就可以按照墙边线进行墙体的砌筑，中轴线则作为向上投测轴线的依据。

墙边线是整个房屋主体的尺寸线，其位置是否正确，直接关系到房屋的施工质量。因此，弹出的墙边线要进行严格的校核。

当墙砌到窗台面高度时，要在外墙面上，根据轴线量出窗的位置，以便砌墙时预留窗洞。

2.墙体各部位标高的控制

在墙边线弹出后，在内墙的转角处树立皮数杆，如图1-20所示。皮数杆是用来表明在一定高度内应砌砖的行数（皮数）和砖缝厚度的专用木杆。在制作皮数杆时，若墙体上各构件的标高可以稍有变动，则按标准缝厚把砖的行数画成整皮数。否则就要调节灰缝厚度，使规定高度内成整皮数。

砖缝的厚度可按式（1-5）计算：

式中：h缝——砖缝的厚度；

H——墙体上某一高度；

n——砖的皮数；

h砖——砖的厚度。计算时，可先根据H大致估计一个n值进行计算，然后再作调节，最后得出h缝的值。按砌体施工规范规定，砖缝厚度应在0.8～1.2cm之间。

立皮数杆时，先在地面打一木桩，用水准仪在桩的一侧测出±0.000的位置，划出横线，然后把皮数杆上的±0.000线与之对齐，并将皮数杆固定即可。

每层的墙体砌到窗台时，要在内墙面上、高出室内地坪0.5m处，用水准仪测设一条标高线，并用墨线在墙面上弹出。在安装楼板时，可用作检查墙面的标高，并可作为室内装修等工作的标高依据。

墙的垂直度是用托线板（图1-21）来进行校正的。把托线板紧靠墙面，如果垂球线与板上的墨线不重合，就要对砌砖的位置进行校正。

在楼板安装好后，将底层的墙体轴线引测到楼面上，并定出墙边线。在砌墙开始前，要重新立皮数杆，立杆处要进行“抄平”，使皮数杆底的标高与相应的标高一致。

3.轴线和标高的传递

（1）轴线的传递。将底层的各轴线传递到楼面上去的方法有两种。当建筑物层数不多时，可用垂球来传递。从上一层楼面悬挂垂球，使垂球尖对准基础面上的轴线标志。当垂球稳定后，根据垂球线，在楼面边缘做出标记即可。同样，这种方法也可用作检查墙角线是否竖直。另一种方法是用经纬仪，按正、倒镜法，将基础面上的轴线传递到任一层楼面上去。

轴线的传递可以逐个进行，当轴线较多时，也可以将主要轴线传递到楼面上后，再用它来确定其他轴线。无论按哪种方法，对传递到楼面上的轴线，都要进行严格的校核。

对于框架结构的建筑物，也可以在支柱子模板时严格校核其中心位置和垂直度。拆模后，用经纬仪在桩面上投点并弹出其轴线即可。

（2）高程的传递。一般建筑物可以用皮数杆来传递标高。对于标高传递精度要求较高的建筑物，可用钢直尺直接丈量来传递高度。一般是在底层墙身砌筑到1.5m高后，用水准仪在内墙面上测设一条高出室内地坪线+0.500m的水平线，作为该层地面施工及室内装修时的标高控制线。对于两层以上各层，同样在墙身砌到1.5m以后，一般从楼梯间用钢直尺从下层的+0.5m标高线向上量取一段等于该层层高的距离，并作标志。然后，再用水准仪测设出上一层的“+0.5m”标高线。这样用钢直尺逐层向上引测。

另外，根据具体情况也可采用悬挂钢直尺代替水准尺，用水准仪读数，从下向上传递高程。由地面上已知高程点向建筑物楼面传递高程，先从楼面向下悬挂一支钢直尺，钢直尺下端悬一重锤。在观测时为了使钢直尺比较稳定，可将重锤浸于一盛满水的容器中。然后在地面及楼面各置一台水准仪，按水准测量方法同时读取钢直尺上的读数，计算截取的钢直尺的长度，以此作为这一段的高差，则不难由地面高程计算楼顶面的高程。