1、公路工程施工測量 電子教案第四章 路基施工放樣和測量一、本章重點1路基開挖與填筑施工的中樁、邊樁放樣2路基開挖與填筑施工的高程測量二、本章難點1極坐標法2角度交會法3距離交會法第一節 路基開挖與填筑施工的中樁、邊樁放樣 研究將設計圖紙中的各項元素按照規定的精度準確測設于實地作為施工的依據。將在地形圖或平面圖上的構造物的設計位置和形狀按規定的精度在實地上標定出來的工作，方便施工。 施工測量內容：確定控制點位置、恢復公路中線測量、測設施工控制樁、復測與加密水準點、路基邊坡樁放樣、路面放樣、構造物放樣。 施工測量的任務： 1復測、加密水準點。 2恢復公路中線的位置。 3測設施工控制樁。 4路基邊坡樁

2、和路面施工的放樣。 5公路橋涵放樣。 6隧道放樣。 路基開挖與填筑施工的中樁、邊樁放樣原則同一般測量原則：先整體后局部，先控制后碎步。測設建筑物：將建筑物的特征點在相應的地面上標定出來的工作。路基開挖與填筑施工的中樁、邊樁放樣的根本任務：點位的測設。測設點位的基本工作：1、已知長度的測設。2、已知角度的測設。3、已知高程的測設。4、已知坡度線的測設。放樣的基本方法施工測量的基本工作是根據已知點的位置（平面位置和高程），確定未知點的位置，實質上是確定點間的相對位置或者確定點的絕對位置。一、已知距離的放樣在地面上測設已知長度的直線，有距離與方向，確定另外一點。1、鋼尺量距放樣如圖所示：已知圖紙上直

3、線ab，水平距離d，地面上a點位，要求在地面上測設b點位。對水平距離d進行尺長、傾斜與溫度改正，計算出在地面上直線長度d1：2、測距儀測距放樣觀測所得水平距離與設計所需的水平距離相等（或差值在允許范圍內），可定出最終點的位置。二、已知水平角的放樣水平角放樣是根據一個已知方向ab和角頂點a的位置，按設計給定的水平角值把另一個方向ac在實地上標定出來的工作。在地面上測設已知水平角時，已知角度的一個方向ab，a點位置，根據已知水平角 ，將另一個方向ac在地面上定出。1、正倒鏡分中法 盤左與盤右法在a點安置經緯儀，盤左瞄準b點，歸零，撥水平角 得c1點，盤右瞄準b點，歸零，撥水平角 得c2點，平分c1

4、c2得c點。2、垂線改正法如圖所示：在a點安置經緯儀，用正倒鏡分中法放樣，定出角bac，用測回法測定 ， ，計算垂直距離cc1。 ，得c點。三、已知高程的放樣在地面上測設已知點高程是根據一個已知點的高程測設另一個點的高程。1、水準測量法已知bm點高程為h，在a處放出ha的點（在a處打一木樁），將水準儀安置于兩點中間，在水準點bm上立水準尺得后視讀數a， 計算前視讀數b：b=h-ha+a，在a處上下移動水準尺當讀數為b時，為a處高程為ha的點。2、三角高程法四、已知坡度的放樣在地面上測設已知坡度線是已知ab直線水平距離為d，a點高程為ha，從a處開始沿ab方向放出 %的坡度線。b點的高程hb=

5、ha+d* %，根據在地面上測設已知點高程定出b點樁高。在a點上安置經緯儀，量出儀高 ，將望遠鏡瞄準b點上的水準尺，使 中絲讀數為 ，固定望遠鏡的制動螺絲，定p1、p2、p3、點。五、在地面上測設已知點的方法在地面上測設已知點的方法：一）直角坐標法適用于待測點距已知控制點較近、方便量距的地方。先確定坐標原點，后用測距儀沿x、y軸方向量距二）極坐標法（坐標增量）極坐標法是指在建立的極坐標系中，通過待測點的極徑d和極角 ，來確定放樣點的平面位置。此法適合于用經緯儀加測距儀或全站儀測設。a、b為現場已知點，其坐標分別為 、 ；p點為測設點，其設計坐標為 。則： 三）角度交會法角度交會法是指在地面上通

6、過測設兩個或三個已知角度，根據各角提供的視線交出點的平面位置的一種方法，方向交會法。適用于待測點距已知控制點較遠、不方便量距的地方（如橋墩）。四）距離交會法根據兩段已知距離交會出點的平面位置，稱為距離交會法。適用于地面平坦、量距方便、待測點距已知控制點較近的地方。分別從a、b點作a、b圓弧，兩圓弧相交點m。路基開挖與填筑施工的中樁放樣恢復路線中線、施工控制樁、路基邊樁的放樣及豎曲線的放樣。 一、路線中線的恢復測量恢復中線所采用的測量方法與路線中線測量方法基本相同。對路線水準點進行復核。 二、施工控制樁的測設放樣能夠有效地控制中樁的位置，需要在不易被施工損壞、便于引測和保存樁位的地方設置施工控制

7、樁。常用的測設方法有以下兩種。1、平行線法平行線法是在設計的路基范圍以外，測設兩排平行于道路中線的施工控制樁。用于地勢平坦、直線段較長的地區。2、延長線法 延長線法是在路線轉折處的中線延長線上或者在曲線中點與交點的連線的延長線上，測設兩個能夠控制交點位置的施工控制樁。 用于坡度較大和直線段較短的地區。路基開挖與填筑施工的邊樁放樣路基邊樁測設是在地面上將每一個橫斷面的路基邊坡線與地面的交點用木樁標定出來。邊樁的位置由兩側邊樁至中樁的距離來確定。常用的邊樁測設方法如下：1、圖解法直接在橫斷面圖上量取中樁至邊樁的距離，在實地用皮尺沿橫斷面方向測定其位置。2、解析法路基邊樁至中樁的平距系通過計算求得。

8、（1）平坦地段路基邊樁的測設填方路基稱為路堤， 堤邊樁至中樁的距離為 d = + mh 挖方路基稱為路塹， 塹邊樁至中樁的距離為d= +s+mh b為路基設計寬度；1：m為路基邊坡坡度；h為填土高度或挖土深度；s為路塹邊溝頂寬。（2）傾斜地段路基邊樁的測設在傾斜地段，邊樁至中樁的距離隨地面坡度的變化而變化。路堤邊樁至中樁的距離為斜坡上側 d上= +m (h中-h 上) 斜坡下側 d下= +m (h中+h 下) 路塹邊樁至中樁的距離為斜坡上側 d上= +s+m (h中+h 上) 斜坡下側 d下= +s+m (h中-h 下) b、s和m為已知，h中為中樁處的填挖高度，已知。h上、h下為斜坡上、下側

9、邊樁與中樁的高差，在邊樁未定出之前則為未知數。根據地面實際情況，參考路基橫斷面圖，估計邊樁的位置。測出該估計位置與中樁的高差，據此在實地定出其位置。采用逐漸趨近法測設邊樁。四、豎曲線的測設放樣在路線縱坡的轉折處，用一段曲線來緩和，稱為豎曲線。當豎曲線轉坡點在曲線上方時為凸形豎曲線，反之為凹形豎曲線。豎曲線的形狀，通常采用平曲線或二次拋物線兩種。 豎曲線測設元素： 豎曲線的轉角 當0時為凸形豎曲線，0時為凹形豎曲線。 曲線長 切線長 外距 e = 豎曲線上任一點p距切線的縱距（亦稱高程改正值）為y= 第二節 路基開挖與填筑施工的高程測量公路工程高程控制測量：公路工程測量高程控制測量一般

10、應采用國家高程基準。三級公路可用假定高程，采用方法為水準、光電測距。公路分三、四、五等。根據設計高程和地面線來確定路基開挖與填筑施工。水準路線依據工程的性質和測區的情況，可布設成以下幾種形式：1閉合水準路線。如圖4-1a)所示，是從一已知水準點bma出發，經過測量各測段的高差，求得沿線其他各點高程，最后又閉合到bma的環形路線。2附合水準路線。如圖4-1b)所示，是從一已知水準點bma出發，經過測量各測段的高差，求得沿線其他各點高程，最后附合到另一已知水準點bmb的路線。3支水準路線。如圖4-1c)所示；是從一已知水準點bm1出發，沿線往測其他各點高程到終點2，又從2點返測到bm1，其路線既不

11、閉合又不附合，但必須是往返施測的路線。a)閉合水準路線 b)附合水準路線 c)支水準路線圖4-1水準路線圖采用普通水準測量(五等水準測量)的方法，通常用經檢校后的ds3型水準儀施測。水準尺采用塔尺或單面尺，測量時水準儀應置于兩水準尺中間，使前、后視的距離盡可能相等。具體施測方法如下：(1)如圖4-2，置水準儀于距已知后視高程點a一定距離的處，并選擇好前視轉點zd1，將水準尺置于a點和zd1點上。(2)將水準儀粗平后，先瞄準后視尺，消除視差。精平后讀取后視讀數值a1，并記入五等水準測量記錄表中，見表2-3。(3)平轉望遠鏡照準前視尺，精平后，讀取前視讀數值b1，并記入五等水準測量記錄表中。至此便

12、完成了普通水準測量一個測站的觀測任務。(4)將儀器搬遷到第站，把第站的后視尺移到第站的轉點zd2上，把原第站前視變成第站的后視。(5)按(2)、(3)步驟測出第站的后、前視讀數值a2、b2，并記入五等水準測量記錄表中。(6)重復上述步驟測至終點b為止。圖4-2普通水準測量示意圖五等水準測量記錄表 表4-1測 點標尺讀數(m)高 差(m)高 程(m)備 注后 視前 視+-a1.8510.5830.7530.8730.71850.000ha =50.000mzd11.4251.26850.583zd20.8630.67251.336zd31.2191.58150.618b0.34651.4915.

13、3592.8672.2090.718計算檢核a -b = 5.358 - 3.867 = 1.491h=2.209 - 0.718 = 1.491hb - ha = 51.491 - 50.000 = 1.491hb - ha = h = a -b (計算無誤)注：此表為假設從a b只設4站的記錄。點高程的計算是先計算出各站高差：hi = ai - bi (i = 1，2，3，n) (4-1)再用a點的已知高程推算各轉點的高程，最后求得點的高程。即： h1 = a1 - b1 hzd1 = ha + h1h2 = a2 - b2 hzd2 = hzd1 + h2 hn = an - bn hb

14、 = hzdn + hn將上列左邊求和得：h = a - b = hab (4-2)從上列右邊可知：hb = ha + h (4-3)需要指出的是，在水準測量中，高程是依次由zd1、zd2等點傳遞過來的，這些傳遞高程的點稱為轉點。轉點既有前視讀數又有后視讀數，轉點的選擇將影響到水準測量的觀測精度，因此轉點要選在堅實、凸起、明顯的位置，在一般土地上應放置尺墊。高程放樣高程放樣主要采用水準測量的方法，有時也采用鋼尺直接量取垂直距離或三角高程測量的方法。高程放樣時，首先需要在測區內布設一定密度的水準點(臨時水準點)作為放樣的起算點，然后根據設計高程在實地標定出放樣點的高程位置。高程位置的標定措施可根

15、據工程要求及現場條件確定，土石方工程一般用木樁標定放樣高程的位置，可在木樁側面劃水平線或標定在樁頂上；混凝土及砌筑工程一般用紅漆作記號標定在它們的面壁或模板上。1一般的高程放樣一般情況下，放樣高程位置均低于水準儀視線高且不超出水準尺的工作長度。如圖4-4所示，a為已知點，其高程為ha，欲在b點定出高程為hb的位置。具體放樣過程為：先在b點打一長木樁，將水準儀安置在a、b之間，在a點立水準尺，后視a尺并讀數a，計算b處水準尺應有的前視讀數b：b = (ha + a) - hb (4-4)圖4-3高程放樣靠b點木樁側面豎立水準尺，上下移動水準尺，當水準儀在尺上的讀數恰好為b時，在木樁側面緊靠尺底畫

16、一橫線，此橫線即為設計高程hb的位置。也可在b點樁頂豎立水準尺并讀取讀數b¢ ，再用鋼卷尺自樁頂向下量b-b¢ 即得高程為hb的位置。為了提高放樣精度，放樣前應仔細檢校水準儀和水準尺；放樣時盡可能使前后視距相等；放樣后可按水準測量的方法觀測已知點與放樣點之間的實際高差，并以此對放樣點進行檢核和必要的歸化改正。2深基坑的高程放樣當基坑開挖較深時，基底設計高程與基坑邊已知水準點的高程相差較大并超出水準尺的工作長度時，可采用水準儀配合懸掛鋼尺的方法向下傳遞高程。如圖4-4所示，a為已知水準點，其高程為ha，欲在b點定出高程為hb的位置(hb應根據放樣時基坑實際開挖深度選擇，通常取

17、hb比基底設計高程高出一個定值，如1m)，在基坑邊用支架懸掛鋼尺，鋼尺零端朝下并懸掛10kg重物，放樣時最好用兩臺水準儀同時觀測，具體方法如下：圖4-4深基坑的高程放樣在a點立水準尺，基坑頂的水準儀后視a尺并讀數a1，前視鋼尺讀數bl，基坑底的水準儀后視鋼尺讀數a2，然后計算b處水準尺應有的前視讀數： (4-5)上下移動b處的水準尺，直到水準儀在尺上的讀數恰好為b2時標定點位。為了控制基坑開挖深度，一般需要在基坑四周定出若干個高程均為hb的點位。如果hb比基底設計高程高出一個定值 dh，施工人員就可用長度為 dh的木條方便地檢查基底標高是否達到了設計值，在基礎砌筑時還可用于控制基礎頂面標高。第

18、三節 排水、防護工程放樣及測量主要包括路基邊坡的防護和沖刷防護，支擋工程主要指用于支承路基填土或山坡土體，防止路基失穩的擋土墻及邊溝、排水溝、截水溝等的測量，一般采用坐標法。平面點位放樣的基本操作是距離放樣和角度放樣。按照距離和角度的組合形式，平面點位放樣的基本方法有極坐標法、角度交會法、距離交會法、直角坐標法、方向線交會法等。一、極坐標法圖4-5極坐標發放點放樣位置附近至少要有兩個控制點作為放樣的起算點，如圖4-5中的控制點a(xa，ya)和b(xb，yb)，設放樣點p的設計坐標為(xp，yp)，具體放樣步驟如下：1計算放樣數據根據a、b點的坐標計算a、b兩點間的坐標差(dx = xb -

19、xa，dy = yb - ya)，再按下列公式計算確定ab的坐標方位角 aab：當 dx = 0且 dy > 0時，aab = 90°當 dx = 0且 dy < 0時，aab = 270°當dx > 0且 dy > 0時， (4-5)當 dx > 0且 dy < 0時，當 dx < 0時，同法，可計算直線ap的坐標方位角 aap。由ab方向順時針旋轉至ap方向的水平夾角為： (4-6)若 b < 0° 時，則加360° 。a、p兩點間的水平距離為： (4-7)2放樣方法將經緯儀安置于a點，后視b點，順時針

20、方向撥角 b 定出ap方向，然后沿ap方向量距離d即得p點。長期以來，極坐標法放樣主要采用經緯儀配合鋼尺作業，由于鋼尺量距受地形條件影響較大，尤其在距離較長時，量距工作量大，效率低，而且很難保證量距精度，因而用鋼尺進行極坐標法放樣只能適應于放樣點較近且便于量距的地方。目前，測距儀、全站儀已基本普及，極坐標法放樣時通常采用測距儀(全站儀)進行，用測距儀(全站儀)進行極坐標法放樣具有適應性強、速度快、精度高等優點，因而這種方法在高等級公路的路線測量和施工放樣中得到了廣泛應用。二、角度交會法當放樣點遠離控制點或不便于量距時(如橋墩中心點放樣)，采用角度交會法較為適宜。如圖4-8所示，控制點a、b及放樣點p的坐標值均為已知，具體放樣步驟如下：1計算放樣數據 ba、bb根據a、b、p點的坐標，按公式(4-8)分別計算ab、ap、bp的方位角，并按下式計算交會角： (4-8)圖4-6角度交會法放點2放樣方法放樣時最好采用兩臺經緯儀分別在a、b點設站，a點安置的經緯儀后視b點，逆時針方向撥角 ba；b點安置的經緯儀后視a點，順時針方向撥角 bb，兩臺經緯儀視線的交點即為放樣點p。用角度交會法定點，一般采用打騎馬樁的方法。如圖11-8所示，