[建筑施工放样测量中的现场平差]为什么要对测量数据进行平差

　　摘要:本文介绍了施工放样如何现场平差,如何求出求知量的可靠值。 　　关键词:建筑施工放样测量现场平差 　　 　　测量平差的目的大家都有很熟悉,它主要是对一系列带有偶然误差的观测值采用合理的方法,消除它们之间的不符值,从而求出未知量的最可靠值,并评定测量成果的精度,研究测量工作最合理的方案和观测方法,这些是广大测绘工作者在三角网、水准网和导线网等测量平差中经常应用的。
　　测绘放样,虽然同是测量工作,但是它们的测量目的却是不同的,测绘是将地物。地貌绘于图纸上,而放样则是将设计图纸上的工程建筑物测放于地面上。上面所说的平差任务,主要是指在测绘过程中,由于观测值存在的误差,这就需要采用一定的平差方法,求出求知量的最可靠值,它是在采集到一系列数据的基础上在计算用纸或计算机上进行的。那么在建筑施工放样测量过程中,是否也会产生误差要去进行平差呢?回答是肯定的。其中建筑施工测量控制网(包括平面与高程网)的平差任务,就是和测绘工作具体放样过程中所产生的误差,是否要进行平差,如果平差,又如何去进行?这便是本文重点要讨论的问题。
　　事实上,在一般工程测量学论述测量放样问题时,对测量放样中的某些平差工作也作了阐述。如在城市道路定线时,采用正倒镜定点,而后在现场取二方向线的中点作为最后道路中线点;当用三个方向测放一个点位,在三方向的交点不为一点时,在现场取示误三角形的重心作为正确点的位置。这些都是大家所熟悉的。由于它的平差工作是在现场进行的,笔者特将这类在现场消除测量误差的方法,统称为现场平差。
　　测量这么样产生误差的必然性,是基于现两方面的因素形成的。
　　第一类误差:从整体上来讲,它是由施工控制网(包括轴线网)的测设误差所引起的。这一方面是因为工程设计图纸上的数据,均是由解析数据计算出来的,其间关系严密,不存在一点误差;而另一方面测量放样是要以控制网作为基础去进行的,而控制网的测设总是具有一定误差的,不同等级的控制网,只是反映出误差的大小不同而已。因此,它就使放样工作不可能一点不差地将建筑测放在设计位置上,这便是这类误差产生的客观因素。
　　第二类误差:是放样工作本身存在的误差,如测放一角度,或量放一段距离,也必然会产生误差,这是必然的。
　　这些误差如果不及时采取措施予以消除,将会使建筑物受到扭曲,严重的会造成工程质量事故。因此如何去消除这些误差保证建筑施工放样工作的质量,乃是现场平差的重要任务。
　　现场平差比纸上平差难度是比较大的,就拿测一个方向消除2c值影响来说,后者只需出正倒镜方向在某一位置的距离差,而后取其1/2再在现场定点,费事颇多。尽管这样,一般的经验对第二类误差的处理是比较简单的,在放样工作中可随时进行。下面我们着重如何对第一类误差进行现场平差问题进行探讨。在此,我们从分析工程建筑物的内在联系着手。
　　各种建筑物的设计,都有其专业的特点,并各有其建筑标准的规定。如在一个煤矿井架上,水利枢纽上,各式闸门、机械运输和发电机组安装等,国家均颁发了各种没的标准,尽管在设计图纸内各部的尺寸都是严密的,但由于同一工程各部位不同精度的质量要求,这就为现场平差创造了条件。
　　笔者曾在煤矿建筑物对测量放样精度要求时指出:所有建筑物均具有两方面的特性,即严密性和松散性。推而广之,在一切建筑施工领域都是如此。
　　严密性:即工程建筑物必须保持其构件的相互关系。换名话说,如在测量放样中具有较大误差时,则会有损于工程质量。严密性的部位,在工程建设中大部反映在金属结构及机电设备安装的工程部位,如煤矿井架的提升装置、煤电机组以及各式闸门的安装,建筑厂房内设备安装,以及各种机械带舆设备安装等等。
　　松散性:松散性的建筑部位,虽在设计图纸上有三维尺寸的规定,但在建筑时,可予以不同程度的伸缩,其后果是对工程不产生任何质量影响。这类属松散性的部位,在工程建设中远比严密性部位要广泛得多。如建筑楼群之间在空场间距,由砖和砼形成的建筑物,以及在某些精密安装工程中在方向性要求很高,而在另方面要求比较松,像高层建筑的电梯安装垂直偏差就属这种类型。
　　在深入进行分析时,也会发现在总体上属于严密还是存在小的松散区间。例如一个多台发电机组工程的安装,从整体上来说,它应当是一个严密区段,但其中由于各台机组的分界处具有松散性。这样地去分析工程部位的特性。这样地支分析工程部位的特性,便为现平差提供了有效的方法:既在放样工作中采取适当的措施,使严密区段保证其严密性,以满足建筑标准的要求,而将由于控制测量所带来的误差平放于工程部位的松散区段中,使它对工程质量不产生任何影响,从而达到现场平差的目的。它和一般平差任务不同之处是:误差并未消除,不过是将其挤放于一个对工程质量间影响的区段,而将其“吸收”罢了。那么,采用什么样的平差手段能达到这一目的呢?总结过去测量放样的经验,做法很简单:
　　第一,对严密部位,一般采用本身主轴线为基本控制去进行放样,即是说,不论主轴线后该工程部位就以该思线基准,这样就会保证了建、构筑物的严密性。
　　第二,所有轴线的测设,应在主轴线上进行,以避免再由控制网去测设而将控制网本身的测设误差带入严密区段。
　　第三,在施工过程中,所有轴线的测设定位,应具一次性,切忌反复变更成轴线系的混乱。
　　现在我们来看,这样做了的结果是:严密区段保持了相对严密关系,而控制网测设误差就被挤到松散区段去了。为了搞清问题实质,我们如下图示来说明:
　　例如,一个建筑区需要测放A、B两幢楼房布置了一个大地四边形1234的施工控制网,在分别测放了建筑物A、B两条主轴线Ⅰ―Ⅰ,Ⅱ―Ⅱ后,借该主轴线放出了(用经检定的钢卷尺直接丈量)al,a2,a3,a4,及b1,b2,b3,b4,等建筑物轮廓点,这样就使得建筑物本身达到了严密的标准,而控制网的测设误差则被挤放到松散区段―建筑之间的空旷区,这时如用精度丈量工具量测al, b1,及a2, b2,之间的距离,马上就会发现它将不会正好等于设计图纸上的长度了(当然也包含了轴线的测设误差)。由于在这个区间内,虽有一定的长度误差,显然它是不会影响建筑物的精度的,从图上看是非常直观的。在施工放样测量工作中广泛运用现场平差的技术后,对建立施工控制网又有什么新的要求呢?
　　目前工程测量界对施工控制网的建立进行了大量的研究,主要反映在控制网的优化设计上,其结果使控制网无论在精度标准以及可靠性标准等方面,均处于最优的状态,这便为在施工放样的质量方面提供了保证。
　　然而,当我人结合建筑特本身的特性,在掌握了现场平差的技巧之后,对一定的建筑标准来说,施工控制网的精度,并不需要搞得越高越好。这是由于任何工程都会有松散部位,而松散部位又可以容光纳一定误差,且对建筑物功能不产生影响。这个条件如能充分加以利用,则建立施工控制网的灵活性就更大了。当然,松散区段承受误差的能力是应当从建筑物结构上去进行分析,从而做到心中有数。笔者曾对建筑小区和电厂厂房各机组间的小松散区段作过分析,认为在±10mm以内是完全可以的。至于在一些没有控制要求的部位(如建筑物之间的空旷区)误差的存放量,当然是可以比较大一些。因此,我们认为,在采取分别以轴线控制严密部位的情况下,控制网布设的精度,当然是可以适当降低,以减少为其所花的费用,这就提出了建立控制网的成本标准问题。
　　我们搞建设,经济账是必须要算的,在满足建筑标准的前提下,一切费用均应精打细算,控制网的施测不能一味的追求高精度,尽管测绘工作的成本占整个工程费用的比例很小,但还是不应忽视的。
　　综上所述,与测量平差原理一样,在此,我们归纳出测量现场平差的几条原则:
　　1、对一组观测值在现场进行调整,以消除仪器及观测值中的不符值。
　　2、对工程严密部位广泛应用一次性主、副轴线控制,使该部位测量放样的误差达到最小。
　　3、在上列二条的基础上,应使用工程控制网测设的成本费用最低。
　　以上看法不当之外,请批评指正,并愿与施工测量界同仁共同商讨。
　　
　　参考文献:
　　[1]陈永奇等.2008工程测量学(第三版)[M].北京:测绘出版社.
　　[2]孔祥元、郭际明.控制测量学[M].武汉:武汉大学出版社,2006.
　　[3]中华人民共和国建设部.工程测量规范, GB50026-2007.
本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文