【摘 要】建筑工程地形圖測繪、地質(zhì)勘測、工程施工、竣工驗收以及建筑變形監(jiān)測過程中，水準測量都是十分重要的工作之一，探討水準測量技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用研究，對提高建筑工程勘測施工質(zhì)量，提升建筑整體質(zhì)量水平，保證工程建設(shè)工期和投資效率都具有十分重要的現(xiàn)實意義。
【關(guān)鍵詞】水準測量；建筑工程；應(yīng)用
0.引言
建筑工程地形圖測繪、地質(zhì)勘測、工程施工、竣工驗收以及建筑變形監(jiān)測過程中，水準測量都是十分重要的工作之一，探討水準測量技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用研究，對提高建筑工程勘測施工質(zhì)量，提升建筑整體質(zhì)量水平，保證工程建設(shè)工期和投資效率都具有十分重要的現(xiàn)實意義。
1.水準測量基本原理及精度影響因素分析
傳統(tǒng)的水準測量使用的儀器是水準儀，隨著近幾十年來的技術(shù)發(fā)展和進步，水準儀已逐步從傳統(tǒng)的機械式發(fā)展到現(xiàn)在的自動安平水準儀、電子水準儀、數(shù)字水準儀等，測量的速度和效率也有很大幅度的提升，同時，隨著GPS高程測量擬合算法不斷改進以及儀器本身測量精度的提升，GPS水準測量在工程中應(yīng)用也越來越普遍。
1.1水準儀高程測量原理
水準測量是利用一條水平視線，并借助水準尺，來測定地面兩點間的高差，這樣就可由已知點的高程推算出未知點的高程。高程測量是測量三項基本工作之一。根據(jù)使用儀器和施測方法的不同，高程測量可分為水準測量、三角高程測量和氣壓高程測量。用水準儀測量高程，是高程測量中最常用、最精密的方法。測定待測點高程的方法有高差法和儀高法兩種。水準測量所用的儀器有：水準儀，水準尺和尺墊三種。水準測量誤差包括：儀器誤差、水準尺誤差、水準管氣泡居中誤差、讀數(shù)誤差、視差影響、水準尺傾斜誤差、儀器和尺墊下沉、地球曲率和大氣折光的影響、溫度的影響等。
1.2 GPS高程測量技術(shù)
當大面積、環(huán)境條件惡劣且水準點相對較少時，對精度要求不高的水準測量，可采用GPS 高程測量技術(shù)。GPS高程測量技術(shù)是將 GPS 測量獲得的各 GPS 點的大地高數(shù)據(jù)與高程異常資料或重力測量資料等結(jié)合起來，采用高程擬合算法和平差算法，共同確定待測點的正常高。目前工程建設(shè)中常用 GPS 水準高程方法，其原理是: 首先在待測區(qū)內(nèi)選擇一定數(shù)量的GPS控制點，控制點的正常高通過水準聯(lián)測的方式獲取，精度可根據(jù)測量要求確定，通過相關(guān)算法對控制點的正常高于大地高之間的高程異常值進行計算，然后利用控制點的高程異常采用平面擬合法、曲面擬合法、多面函數(shù)擬合法等方法，推求待測GPS 點的高程異常值，最后再利用大地高、高程異常與正常高之間愛的關(guān)系即可以確定所有 GPS 點的正常高。實踐表明，GPS 水準高程和常規(guī)方法比較，至少可以節(jié)約三分之二的水準工作量，大大提高了工程水準作業(yè)的效率。
2.水準測量在建筑工程施工中的應(yīng)用研究
建筑工程勘測設(shè)計與施工所進行的水準測量。一般分為：(1)建立高程控制網(wǎng)，供建筑工程勘測設(shè)計和施工用；(2)線路水準測量，測定沿某一線路的地面高低起伏，供縱斷面設(shè)計和施工用；(3)面水準測量，測定某一定面積內(nèi)的地面高低起伏，供土方工程的設(shè)計和施工用。其測量的精度按工程的要求來決定，一般相當于或低于四等水準測量。
建筑工程高程控制網(wǎng)的建立前需要根據(jù)工程需要和測區(qū)實際，明確水準網(wǎng)等級，按照等級進行水準網(wǎng)設(shè)計，精度估算和優(yōu)化設(shè)計。同時水準控制網(wǎng)的布設(shè)應(yīng)遵循從高級到低級，從整體到局部逐步控制、逐步加密的原則，按照統(tǒng)一的技術(shù)標準，同時，為滿足工程施工的需要，高程控制點必須有足夠的精度和合適的密度。
水準測量在建筑工程中的另一個應(yīng)用就是土石方的計算，為計算建筑工程土方開挖的工程量，需要對待開挖區(qū)域的高程進行測量。首先需要利用經(jīng)緯儀或全站儀對測區(qū)進行放線，將測區(qū)劃分為等面積的方格網(wǎng)，然后采用水準儀高程測量方法，測量出方格網(wǎng)的四個角點的高程，采用相應(yīng)的體積擬合和計算方法，就能夠估算出開挖到某一高程基準需要開挖或回填的土方量，方格網(wǎng)越密集，測量的高程點越多，計算出的土方量就越大。通過實際工作發(fā)現(xiàn)，采用水準儀進行土方量測量計算相比全站儀和經(jīng)緯儀土方測量用時更多，同時計算的精度也相對較低。
3.水準測量在變形監(jiān)測中的應(yīng)用研究
3.1變形監(jiān)測的意義
建筑工程在施工過程中以及施工完成后，由于重力作用及外界環(huán)境因素的變化，都會發(fā)生下沉、位移、傾斜或是產(chǎn)生裂縫、扭轉(zhuǎn)等幾何變形。不同的建筑物，其設(shè)計允許的變形量存在區(qū)別，如果實際變形量大于允許的最大變形范圍而未被發(fā)現(xiàn)或采取必要的安全改善措施，就會對建筑工程的整體安全造成嚴重影響，因此，在建筑工程施工過程中，以及工程竣工驗收工程沉降穩(wěn)定前，要采用水準測量的方法，對建筑工程的變形進行監(jiān)測。
3.2水準測量變形監(jiān)測方案的設(shè)計
建筑工程變形觀測包括基礎(chǔ)沉陷觀測和建筑物本身變形觀測。變形監(jiān)測方案的設(shè)計包括沉降點的布置以及監(jiān)測周期的設(shè)計兩個方面。在沉陷觀測點的布置一般設(shè)計部門提出監(jiān)測要求 ，由施工方編制沉降低布置方案并在施工期間進行埋設(shè)。沉降點的數(shù)量應(yīng)足夠多，以保證測量的結(jié)果能夠放映整個基礎(chǔ)的沉陷、傾斜與彎曲的變化情況。同時，沉降點位置的選擇還應(yīng)考慮建筑物的規(guī)模、型式和結(jié)構(gòu)等特征，并結(jié)合建筑工程場地的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)等條件。監(jiān)測建筑物自身變形的觀測點應(yīng)與建筑物緊密結(jié)合，在便于觀測的同時可保證在整個變形觀測期間不受損壞。在監(jiān)測周期的確定上，建筑工程分竣工前后，竣工前由于載荷增加加快，造成的沉降量較大，因此，相關(guān)規(guī)定要求，建筑每增加一層必須進行一次變形監(jiān)測，以便盡早發(fā)現(xiàn)不均勻沉降，在沉降異常時及時調(diào)整施工方案；竣工后的變形監(jiān)測的周期一般根據(jù)前一次監(jiān)測的日平均沉降值確定，大于0.3/d的要求每半月觀測一次，0.1-0.3/d要求每一月觀測一次，0.05-0.1/d要求每三月觀測一次，0.02-0.05/d要求每六月觀測一次；<0.01/d是表明建筑物基本穩(wěn)定，固定周期的變形監(jiān)測可停止。
3.3變形監(jiān)測水準測量方法
與國家一、二等精密水準測量方法相比 ，建筑工程沉降觀測的方法有其自身的特點，每一次觀測都是重新觀測，不存在因測量次數(shù)的增多而導致的誤差積累，同時，建筑工程沉降觀測不能采用閉合水準測量路線，因為閉合水準路線存在閉合差分配，會導致閉合差強制分配到每一測段的高差中 ，反而有可能扭曲沉降點的高程值 ，使得在沉降點并未下沉的情況下出現(xiàn)沉降點上升的不合理現(xiàn)象。如果因此若發(fā)現(xiàn)沉降點的高程值異常 ，不要進行誤差修正 ，正確的做法應(yīng)該是無條件返工重測核實 ，從而分辨出是測量誤差太大 ，還是確有較大的沉降。
4.結(jié)論
在建筑工程前期勘測、中期施工以及后期工程變形監(jiān)測過程中，水準測量的作用和意義重大，對保證工程建設(shè)質(zhì)量，提高建設(shè)工程運行維護的安全性，保障工程的工期和成本具有十分重要的作用。本文在分析建筑工程傳統(tǒng)水準測量和GPS高程測量基本方法和原理的基礎(chǔ)上，重點分析了水準測量在建筑工程施工中和變形監(jiān)測中的應(yīng)用，其結(jié)果對指導工程施工和提高工程質(zhì)量具有十分重要的意義。
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