CN113188510A - 一种在大面积深基坑中新三角高程测量的施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种在大面积深基坑中新三角高程测量的施工方法；包括以下步骤：编写施工控制测量方案；复核已知高程点；选定场区控制点位置，埋设控制桩；建立场区高程控制网；根据建设单位提供至少一个已知高程控制点Z1，根据工程单体数量，分别是基坑上布设两个点A1、A2，基坑底布设一个点KD1；全站仪架设在Z1、A1两点间的任意位置，两个棱镜架设在两点上，分别记录下已知点高程Hz1、控制点高程Ha1；然后记录下高程数据Ha1’，Ha2；瞄准基坑底KD1点，全站仪自动读取数据得Hd1，Hd2；比较Hd1，Hd2的数据是否相等，完成数据复核；把坑底控制点高程引测在坚固牢靠位置上，绘制显著标识，进行保护。
Description
技术领域
本发明属于建筑施工技术领域，具体涉及一种在大面积深基坑中新三角高程测量的施工方法。
背景技术
高程测量是确定地面点高程的测量工作，可以利用水准仪，经纬仪、GNSS卫星等测量仪器测算出高程；本方法是利用全站仪自动计算功能，采用新三角高程测量法测算出控制点高程值。在超大面积深基坑测量高程时，已知高程控制点距离建筑物远，工程平面面积大，测量精度要求高等特点，用传统的水准测量法或者一般的三角高程测量达不到设计和规范要求精度等级。
对于超大面积深基坑的高程测量，在施工测量阶段主要考虑两个因素：水平距离D和竖直角ɑ。当竖直角ɑ在1°～25°时，D＝100米时，高差中误差在2mm内，精度能够达到二等水准测量的要求；当D≤300米时，高差中误差在3mm内，精度也可以达到三等水准测量的要求；当D≤500米时，高差中误差在4mm内，精度也可以达到四等水准测量的要求；当角度大于25°的时候，垂直角误差是主要的影响因素，所以提高垂直角观测精度成为提高观测精度的关键。
针对上述技术问题，故需要进行改进。
发明内容
本发明是为了克服上述现有技术中的缺陷，提供了一种在大面积深基坑中新三角高程测量的施工方法。采用该施工方法能有效控制基坑测量高程的精度和效率，通过控制测量过程中的水平距离D和竖直角ɑ数值，保证测量的精度，确保超大面积深基坑高程测量，解决了传统水准测量的操作局限性和精度不稳定性等难题。
为了达到以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种在大面积深基坑中新三角高程测量的施工方法，包括以下步骤：
步骤1：编写施工控制测量方案；
步骤2：对建设单位提供的已知高程控制点Z1进行复核；
步骤3：实地勘测，选定场区内加密高程控制点位置；绘制控制点平面布置图，建立场区高程控制网；
步骤4：浇筑混凝土控制桩，埋设固定点位；
步骤5：测量仪器设备检测校准；
步骤6：全站仪架设在Z1、A1两点间的任意位置上，保证点位通视，其中，A1、A2为基坑上加密高程控制点；
步骤7：两个棱镜分别架设在已知高程点Z1、控制点A1上，分别记录下两个点的高程数据Hz1、Ha1；
步骤8：然后搬动全站仪到A1、A2两点间的任意位置，把Z1点的棱镜架设在控制点A2上，A1点的棱镜保持不变，然后记录下高程数据Ha1’，Ha2；
步骤9：把基坑上的Z1、A1、A2三点相连成闭合环路，求得闭合差符合规范要求。
步骤10：布设坑底加密高程控制点是KD1，把棱镜分别架设在控制点KD1、A1、A2上，利用全站仪测量，安放在两点间通视的任意位置，瞄准基坑底KD1点，全站仪自动读取数据得Hd1、Hd2；
步骤11：比较Hd1，Hd2的数据是否相等，完成数据复核；
步骤12：把坑底控制点高程引测在坚固牢靠位置上，绘制显著标识，进行保护。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤1中的施工控制测量方案，依据工程测量规范、本工程设计文件，深基坑专项施工方案和综合考虑现场实际情况。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤2中的建设单位提供的高程控制点，采用闭合水准路线的测量方法，进行已知高程控制点复核。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤3中的场区实地勘测，选择视野范围好，地质条件稳固，施工过程中不容易被破坏的地方，再根据本工程建筑物单体的位置，布设控制点；根据选定的实地控制点位置，利用RTK采集点位坐标，把控制点绘制在平面布置图上，依据工程测量规范，建立三级高程控制网。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤4中控制桩的做法，机械开挖出50cm×50cm×150cm的基础坑，制作钢筋笼，主筋8Φ20，长150cm，箍筋Φ8@100,把测绘钉焊接在钢筋笼顶部，混凝土采用预制混凝土C35施工，进行对称、均匀浇捣，每层厚度控制在500mm以内，一次浇捣成形，使混凝土顶面和测绘钉底面平。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤5中测量仪器选择1”级全站仪一台和相应辅助配套设备，检查仪器合格证，校准仪器。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤6中全站仪架设在任意位置，应该选择两点间通视位置，且位置稳定，测量过程仪器不受扰动。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤7中棱镜选择全站仪相配套的设备，棱镜架设要调整对中杆保证气泡居中，且两个棱镜高保持一致。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤8中全站仪移动过程中要装箱搬运，防止摔倒损坏，保持加密高程控制点A2和A1点的棱镜高度继续保持不变。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤9中保证每个单体基坑上至少有两个高程控制点，每个加密高程控制点相隔200米左右，把加密控制点与已知高程控制点相连，形成闭合路线。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤10中坑底控制点的位置布设，应保证每个单体基坑开挖过程中至少有一个坑底控制点；同时，便于全站仪能看到基坑底部，全站仪竖直角上下不超过25°；坑底控制点应设置于稳固且相对持续时间较长的位置。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤11中分别利用基坑上两个加密高程控制点对坑底控制点进行观测，求得坑底高程控制点的高程Hd1、Hd2，比较Hd1，Hd2的数据是否相等，完成数据复核；
作为本发明的一种优选方案，所述步骤12中把坑底高程控制点布设固定位置上，用红油漆制作高程三角点，标注上数值，悬挂标识标牌用于保护。
适用本发明的施工方法能解决深基坑高程传递、超大面积建筑高程控制点布设，主要原理是：计算公式：A、B两点间的高差，
公式为：h1＝S1*sinɑ1+c1-r1+i-v1，ɑ1和S1分别是A和0之间的竖直角和斜距，c1和r1分别是地球曲率改正数和大气折光系数改正数，i为仪器高，v1为棱镜高，所以公式可以表示为：
同理：
所以当A、B两点使用同一个棱镜高时候，(v1＝v2)，此法高差公式可换为：
以上是原理公式，本方法测量高程就可以与仪器无关，结果只与斜距，竖直角以及大气遮光系数有关，测量误差减少，所以精度就提高了。在用全站仪操作此方法过程中，不需要考虑计算公式，仪器可以解决计算难度问题，直接读出数据。
本发明的有益效果是：本发明的针对在大面积深基坑中新三角高程测量的施工方法解决了深基坑高程传递、超大面积建筑高程控制点布设等技术问题，能够保证高程精度可靠。
本发明具有以下优势：①仪器操作简单，自动读数计算，不需要人工计算高程值，解决了人工计算的误差和效率的问题；②仪器架设可以自由设站，不用考虑架设在已知控制点上，也不需要量取仪器高，只需保持棱镜高一致，解决了仪器操作便捷性和效率的问题；③施工快捷，精度高，棱镜气泡水平居中，相比普通水准尺(无气泡)，在尺子常数、尺子热胀冷缩系数和操作人员扶尺子不水平的因素下，解决了高程精准度的问题。④深基坑传递高程不需要多次迁站，可一站到底，降低了迁站次数越多，误差累计就越大的问题，解决了高程传递的测量精度、人为安全系数和施工测量的效率的问题。
附图说明
图1是本发明的计算原理示意图；
图2是本发明的平面高程点布置图；
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例：
如图1-2所示，本实施例提供的一种在大面积深基坑中新三角高程测量的施工方法，包括以下步骤：
步骤1：编写施工控制测量方案；依据工程测量规范、本工程设计文件，深基坑专项施工方案和综合考虑现场实际情况。
步骤2：对建设单位提供的已知高程控制点Z1进行复核；其中，建设单位提供的高程控制点，采用闭合水准路线的测量方法，进行已知高程控制点复核。
步骤3：实地勘测，选定场区内加密高程控制点位置；绘制控制点平面布置图，建立场区高程控制网；其中，场区实地勘测，选择视野范围好，地质条件稳固，施工过程中不容易被破坏的地方，再根据本工程建筑物单体的位置，布设控制点；根据选定的实地控制点位置，利用RTK采集点位坐标，把控制点绘制在平面布置图上，依据工程测量规范，建立三级高程控制网。
步骤4：浇筑混凝土控制桩，埋设固定点位；控制桩的做法，机械开挖出50cm×50cm×150cm的基础坑，制作钢筋笼，主筋8Φ20，长150cm，箍筋Φ8@100,把测绘钉焊接在钢筋笼顶部，混凝土采用预制混凝土C35施工，进行对称、均匀浇捣，每层厚度控制在500mm以内，一次浇捣成形，使混凝土顶面和测绘钉底面平。
步骤5：测量仪器设备检测校准；其中，测量仪器选择1”级全站仪一台和相应辅助配套设备，检查仪器合格证，校准仪器。
步骤6：全站仪架设在Z1、A1两点间的任意位置上，保证点位通视，其中，A1、A2为基坑上加密高程控制点；全站仪架设在任意位置，应该选择两点间通视位置，且位置稳定，测量过程仪器不受扰动。
步骤7：两个棱镜分别架设在已知高程点Z1、控制点A1上，分别记录下两个点的高程数据Hz1、Ha1；调整对中杆保证气泡居中，且两个棱镜高保持一致。
步骤8：然后搬动全站仪到A1、A2两点间的任意位置，把Z1点的棱镜架设在控制点A2上，A1点的棱镜保持不变，然后记录下高程数据Ha1’，Ha2。
步骤9：保证每个单体基坑上至少有两个高程控制点，每个加密高程控制点相隔200米左右，然后把Z1、A1、A2三点相连，形成闭合环路，求得闭合环的闭合差fB，检核符合规范要求，fB≤±4√L，(L是水准测量路线长度，单位为km)。
步骤10：坑底高程控制点的位置布设，应保证每个单体基坑开挖过程中至少有一个坑底控制点；同时，便于全站仪能看到基坑底部，全站仪竖直角上下不超过25°；坑底控制点应设置于稳固且相对持续时间较长的位置，本单体布设的坑底加密高程控制点是KD1。
步骤11：把棱镜分别架设在控制点KD1、A1、A2上，全站仪安放在两点间通视的任意位置，分别利用全站仪自动测量计算功能，对基坑上两个加密高程控制点和坑底控制点进行观测，求得数据得绝对高程值为Hd1、Hd2，然后进行数据对比，互差值在3mm内，取平均值作为KD1高程值。
步骤12：坑底高程控制点布设固定位置上，用红油漆制作高程三角点，标注上数值，悬挂标识标牌用于保护。
适用本发明的施工方法能解决深基坑高程传递、超大面积建筑高程控制点布设，主要原理是：计算公式：A、B两点间的高差，
公式为：h1＝S1*sinɑ1+c1-r1+i-v1，ɑ1和S1分别是A和0之间的竖直角和斜距，c1和r1分别是地球曲率改正数和大气折光系数改正数，i为仪器高，v1为棱镜高，所以公式可以表示为：
同理：
所以当A、B两点使用同一个棱镜高时候，(v1＝v2)，此法高差公式可换为：
2、质量安全控制详细描述如下：
(1)高程控制点的制作，等点位的混凝土桩养护稳定不发沉降后，再开始观测，做好点位编号和保护标志，
(2)深基坑高程传递，可以把棱镜直接架设在基坑底固定位置，任意位置选择安置仪器，降低测量过程中的安全，提高工作效率。
(3)视线距离在全站仪规定范围内，操作过程中需要反复整平，调节物镜使棱镜清晰，调节目镜使十字丝清晰，减少视差的影响。观测时段避开阳光充足的时段，降低大气折光差的影响。
(4)全站仪自动读数计算高程，测量设置为三次精测，记录数值，仪器操作便捷，提高了作业效率并降低劳动强度。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现；因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种在大面积深基坑中新三角高程测量的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：编写施工控制测量方案；依据工程测量规范、本工程设计文件，深基坑专项施工方案和综合考虑现场实际情况；
步骤2：对建设单位提供的已知高程控制点Z1进行复核；建设单位提供的高程控制点，采用闭合水准路线的测量方法，进行已知高程控制点复核；
步骤3：实地勘测，选定场区内加密高程控制点位置；绘制控制点平面布置图，建立场区高程控制网；其中，场区实地勘测，选择视野范围好，地质条件稳固，施工过程中不容易被破坏的地方，再根据本工程建筑物单体的位置，布设控制点；根据选定的实地控制点位置，利用RTK采集点位坐标，把控制点绘制在平面布置图上，依据工程测量规范，建立三级高程控制网；
步骤4：浇筑混凝土控制桩，埋设固定点位；
步骤5：测量仪器设备检测校准；
步骤6：全站仪架设在Z1、A1两点间的任意位置上，保证点位通视，其中，A1、A2为基坑上加密高程控制点；
步骤7：两个棱镜分别架设在已知高程点Z1、控制点A1上，分别记录下两个点的高程数据Hz1、Ha1；
步骤8：然后搬动全站仪到A1、A2两点间的任意位置，把Z1点的棱镜架设在控制点A2上，A1点的棱镜保持不变，然后记录下高程数据Ha1’，Ha2；
步骤9：把基坑上的Z1、A1、A2三点相连成闭合环路，求得闭合差符合规范要求。
步骤10：布设坑底加密高程控制点是KD1，把棱镜分别架设在控制点KD1、A1、A2上，利用全站仪测量，安放在两点间通视的任意位置，瞄准基坑底KD1点，全站仪自动读取数据得Hd1、Hd2；
步骤11：比较Hd1，Hd2的数据是否相等，完成数据复核；
步骤12：把坑底控制点高程引测在坚固牢靠位置上，绘制显著标识，进行保护。
2.根据权利要求1所述的一种在大面积深基坑中新三角高程测量的施工方法，其特征在于：所述步骤4中控制桩的做法，机械开挖出50cm×50cm×150cm的基础坑，制作钢筋笼，主筋8Φ20，长150cm，箍筋Φ8@100,把测绘钉焊接在钢筋笼顶部，混凝土采用预制混凝土C35施工，进行对称、均匀浇捣，每层厚度控制在500mm以内，一次浇捣成形，使混凝土顶面和测绘钉底面平。
3.根据权利要求1所述的一种在大面积深基坑中新三角高程测量的施工方法，其特征在于：所述步骤5中测量仪器选择1”级全站仪一台和相应辅助配套设备，检查仪器合格证，校准仪器。
4.根据权利要求1所述的一种在大面积深基坑中新三角高程测量的施工方法，其特征在于：所述步骤6中全站仪架设在任意位置，应该选择两点间通视位置，且位置稳定，测量过程仪器不受扰动。
5.根据权利要求1所述的一种在大面积深基坑中新三角高程测量的施工方法，其特征在于：所述步骤7中棱镜选择全站仪相配套的设备，棱镜架设要调整对中杆保证气泡居中，且两个棱镜高保持一致。
6.根据权利要求1所述的一种在大面积深基坑中新三角高程测量的施工方法，其特征在于：所述步骤8中全站仪移动过程中要装箱搬运，防止摔倒损坏，保持加密高程控制点A2和A1点的棱镜高度继续保持不变。
7.根据权利要求1所述的一种在大面积深基坑中新三角高程测量的施工方法，其特征在于：所述步骤9中保证每个单体基坑上至少有两个高程控制点，每个加密高程控制点相隔200米左右，把加密控制点与已知高程控制点相连，形成闭合路线。
8.根据权利要求1所述的一种在大面积深基坑中新三角高程测量的施工方法，其特征在于：所述步骤10中坑底控制点的位置布设，应保证每个单体基坑开挖过程中至少有一个坑底控制点；同时，便于全站仪能看到基坑底部，全站仪竖直角上下不超过25°；坑底控制点应设置于稳固且相对持续时间较长的位置。
9.根据权利要求1所述的一种在大面积深基坑中新三角高程测量的施工方法，其特征在于：所述步骤11中分别利用基坑上两个加密高程控制点对坑底控制点进行观测，求得坑底高程控制点的高程Hd1、Hd2，比较Hd1，Hd2的数据是否相等，完成数据复核。
10.根据权利要求1所述的一种在大面积深基坑中新三角高程测量的施工方法，其特征在于：所述步骤12中把坑底高程控制点布设固定位置上，用红油漆制作高程三角点，标注上数值，悬挂标识标牌用于保护。
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