實例詳解建筑工程測量控制網的監理復核1、 工程實例情況介紹杭州奧體博覽中心位于杭州蕭山區，樁基工程于2009年11月初開工，我公司負責監理第4、第5標段，這兩標段分別由兩家施工單位施工。2009年11月6日上午，筆者對這兩標段樁基工程的平面測量控制網進行了復核。筆者就以該工程為例講解監理復核過程。2、 工程測量坐標系的基礎知識在講解工程測量實例之前，有必要先向讀者介紹測量坐標系的基礎知識。如果監理人員不了解工程測量坐標系的基礎知識，就沒有測量語言，復核施工單位的測量控制網就無從談起。建筑坐標系：即坐標軸與建筑物主軸線成某種幾何關系的平面直角坐標系。建筑坐標系由施工單位為了方便測量放線而自行建立，通常以建筑物西南角①軸線和八軸線的交點為原點，其坐標軸通常平行于建筑物主軸線。測量坐標系：系平面直角坐標系，一般有國家坐標系、城市坐標系。公路、鐵路、地鐵、市政管線等工程通常不須建立建筑坐標系，而直接采用城市坐標系。坐標方位角：即坐標系的正縱軸與測線間順時針方向的水平夾角，取值區間為［0°?360°］。傾角：直線向上的方向與x軸正方向所成的最小正角，取值區間為［0°?180°］，傾角的正切值即為直線的斜率，但斜率的反正切函數未必是傾角。坐標方位角和傾角的區別：坐標方位角是測量術語，傾角則是純粹的幾何概念，兩者有時相等，有時相差180度。特別提醒：無論建筑坐標系還是測量坐標系，它們的X軸和Y軸與我們數學教材中常見的坐標系相反，即x軸指向北，y軸指向東（未必指向正北和正東）。坐標變換：就是將某點的坐標從一種坐標系換算到另一種坐標系的過程。建筑工程最常見的就是把建筑坐標系和城市坐標系互相轉換。坐標轉換的方法通常有三種：1） 公式法，即用坐標轉換的現有公式代入相應數值直接轉換。后面將結合工程實例講解此法。2） CAD查詢法，即通過Autocad繪圖軟件來查詢各點坐標值。CAD查詢法被施工單位測量人員廣泛采用，這種方法通過移動、旋轉、查詢等幾個cad命令來完成坐標系的轉換和查詢，非常方便快捷，但需要2個前提：有cad電子圖，還需要一定的CAD繪圖知識和技巧。這種方法本文不做重點介紹，有興趣的讀者可以參考Cad教程。3）解析幾何法，即用平面解析幾何的方法轉換各點坐標值，這個方法只需具備高中的解析幾何知識，不用記憶繁瑣的公式，即使沒有電腦、沒有cad也可完成坐標轉換。3、內業復核（坐標轉換計算實例）奧體中心的建設單位提供了兩個測量控制點K1和K2；為了方便測量放線，兩個標段的施工單位都自建了建筑坐標系。現以第4標段為例講解筆者的復核過程。第4標段的建筑坐標系，極軸Y’為建筑物的B軸線，極軸X’為①軸線，原點0’是①軸線和B軸線的交點，根據奧體中心的總平面圖可查出原點0’以及①軸和D軸交點在杭州坐標系中的坐標值。上述4點的杭州坐標值以及兩個坐標系的示意圖如下：Y861.689)K20.701,86K1(78283.889,8704Y861.689)K20.701,86K1(78283.889,87045.876)DY’IB"I*32、。O(78717.172,87008.320)78546.360,86.891.392)在施工單位自建的建筑坐標系內，各軸線交點的坐標值可以根據施工圖中標注的尺寸進行簡單的加減計算而得，這項工作比較簡單，不容易出錯。但是要把測量控制點K1和K2的杭州坐標值轉換為建筑坐標值就有些難度。如果測量控制點的坐標轉換出錯，那么整個工程的樁位都將偏移，后果非常嚴重，所以我們監理人員要重點檢查施工單位坐標轉換的內業成果。下面，筆者先用“解析幾何法”將點K1的坐標轉換過程演算如下：設建筑坐標系的極軸X’在杭州坐標系中的傾角為a，根據斜率公式可得，極軸X’的斜率：K=(Yi-Y2)/(X1—X2)=(87008.32-86891.392)/(78717.172—78546.36)=0.6845421a=arctan0.6845421=34.393282°可知建筑坐標系和杭州坐標系相比，順時針旋轉了34.393282°。設直線％0'在杭州坐標系中的傾角為6，在建筑坐標系的傾角為Y，根據直線傾角求夾角的公式，Y=P-a，示意圖如下：直線KO’在杭州坐標系中的斜率:1K=(丫廠Y2)/(X1—X2)=(87045.876—86891.392)/(78283.889—78546.36)=—0.5885755p=180+arctan(-0.5885755)=149.519976°Y=p-a=149.519976-34.393282=115.126694°直線KO’的長度1d=[(X1—X2)2+(.—Y2)2]0.5=[(78283.889—78546.36)2+(87045.876—86891.392)2]0.5Y=304.559mY1 Y，Y=304.559mY1 Y，O’X1K1根據上面建筑坐標系的示意圖，不難得出測量控制點K1的建筑坐標值:X1=dcosY=304.559Xcos115.126694°=-129.322Y1=dsinY=304.559Xsin115.126694°=275.739所以測量控制點％的建筑坐標值為(-129.322,275.739)。下面筆者再用公式法求出點k2(78440.701,86861.689)的建筑坐標值：公式如下：x’=(X—a)cosa+(y—b)sinay’=±[(x—a)sina—(y—b)cosa]依次代入各值：x=78440.701,即為k2點的杭州坐標x值；y=86861.689,即為k2點的杭州坐標y值；a=78546.360,即為建筑坐標系原點O’的杭州坐標x值；b=86891.392，即為建筑坐標系原點O’的杭州坐標y值；a=34.393282。，即為建筑坐標系相對于杭州坐標系的旋轉角度，前文已求出。代入公式求得：x’=(78440.701-78546.36)cos34.3933°+(86861.689—86891.392)sin34.3933=—103.966y’=±[78440.701—78546.36)sin34.3933°-(86861.689—86891.392)cos34.3933]=±35.173根據公式計算y’有兩個值，根據點k2和建筑坐標原點O’的位置關系可以看k2點在建筑坐標原點O’以東，故y’應取正值。所以測量控制點k2的建筑坐標值為(-103.966,35.173)。筆者的計算結果和施工單位的轉換結果完全一致，證明施工單位坐標轉換計算正確。4、 外業復核(現場測量)在確認施工單位的內業成果無誤后，筆者開始復核施工單位自行增設的測量控制點(先內業、后外業，然后再進行內業分析偏差，這是監理人員復核施工單位測量放線成果的基本順序)。筆者讓施工單位的測量員把全站儀架設到測量控制點K上，對中整平儀器，選擇坐標測量模式，輸入測站的建筑坐標值，然后后視1測量控制點K2，并輸入后視點K2的建筑坐標值，輸入之后按照儀器屏幕提示照準后視點，瞄準棱鏡后按鍵確認照準。然后儀器花很短的時間自動計算直線K1K2的建筑方位角。之后，轉動儀器逐一瞄準施工單位增設的二級測量控制點，并測量它們的建筑坐標值。在上述外業測量的操作過程中，監理工程師應重點注意以下四點：1)確保儀器精確對中，對中偏差應控制在1mm之內；2)確保儀器整平效果，應做到無論儀器如何360°轉動，其長水準器的氣泡偏離值應控制在1格之內；3)測站點和后視點的建筑坐標一定要輸入正確；4)必須測量后視點的坐標和距離，以此檢驗建設單位提供的測量控制點是否可靠。5、 分析偏差、得出結論經過現場測量，該工程樁基平面測量控制網的復核結果和偏差如下表:點八、、編號理論坐標值（m）實測坐標值（m）坐標偏差（m）距離XYXY△X△YD（理論）D（測值）K1-129.322275.739K2-103.96635.173-103.96335.1640.003-0.009241.899241.908Z1-50.695322.706-50.693322.7030.002-0.003Z213.61355.39213.606355.397-0.0040.005Z367.382301.31467.379301.316-0.0030.002Z4121.559337.675121.562337.6810.0030.006Z5177.368302.115177.37302.0890.002-0.026Z6-108.389320.779-108.388320.7810.0010.002Z77.832274.0537.834274.0430.002-0.01復核日期：2009-11-6日上午 復核者：趙海波通過上表可以得出結論如下：1） 建設單位提供的測量控制點K1和K2之間的距離有9mm的偏差（另一標段施工單位用不同儀器測量的結果也可以佐證），此偏差和K1K2兩點之間的理論距離241.899m相比，為0.00372%，符合《工程測量規范》的規定，屬于可以接受的偏差，％、K2兩點可以視為值得信任的測量控制點。2） 該標段施工單位增設的7個二級測量控制點中：點Z5偏差最大，在東西方向偏差達-26mm，原因是經過挖掘機碾壓后向西偏移，此點靠近路邊容易被擾動，不宜作為測量控制點，施工單位測量人員主動答應廢棄該點；點Z7在東西方向偏差-10mm，偏差也較大，建議采納當天復測的建筑坐標值；其他5個二級測量控制點的偏差都較小，坐標值偏差的絕對值在1?6mm之間，數據相當理想，監理工程師應認可施工單位這幾個點的測量放樣結果。3） 該標段施工單位使用的全站儀有產品合格證，且有MC檢定書，在測量過程中發現其性能和精度皆能滿足合本工程的測量需要。4） 該標段施工單位的測量人員能夠建立建筑坐標系，且坐標轉換正確，其測量放樣成果經監理工程師復核，偏差較小，該測量人員的水平能夠勝任本工程。6、經驗總結通過上述實例，監理工程師應從以下4方面對施工單位的測量放線成果進行檢查、復核：1） 檢查承包單位專職測量人員的專業水平是否勝任，按照監理規范規定，監理工程師應該審核測量人員的崗位證書。2） 檢查測量儀器的狀態，檢查其測量精度是否符合要求，按照監理規范規定，監理工程師應該審核測量儀器的檢定證書（含MC認證）3） 審核施工單位的測量方法是否科學，測量控制點（樁）是否有可靠的保護措施、自建的建筑坐標系是否合理、測量控制點的坐標轉換是否正確……。4） 檢查復核測量外業環境是否符合要求：大風、大霧、雨雪天氣不宜測量;揚塵很大也影響能見度；是否有障礙物影響通視；架設儀器的四周場地土壤是否松軟