1.2　施工測量和放線

1.2.1　儀器、工具及其使用

1.水準儀

（1）構造。水準測量的儀器為水準儀，它能夠提供水平視線。水準測量的工具為水準尺和尺墊。

水準儀按精度可分為兩大類，一類是精密水準儀，另一類是普通水準儀。精密水準儀適用于國家一、二等水準測量，如DS0.5型與DS1型水準儀。普通水準儀適用于國家三、四等水準測量以及一般工程測量，如DS3型。

水準儀型號的“D”和“S”分別為“大地測量”和“水準儀”漢語拼音的第一個字母，數字表示每千米往、返測高差中數的中誤差，以毫米計。

水準儀按其構造主要分為微傾水準儀、自動安平水準儀、激光水準儀和數字水準儀，如圖1-1所示。

下面介紹工程上廣泛使用的DS3型微傾式水準儀。

DS3型微傾式水準儀由望遠鏡、水準器及基座三大部分組成，如圖1-2所示。

1）望遠鏡。望遠鏡由物鏡、目鏡、對光透鏡和十字絲分劃板四部分組成。它的作用是瞄準水準尺并提供水平視線進行讀數。

物鏡和目鏡多采用復合透鏡組，十字絲分劃板上刻有兩條互相垂直的長絲。豎直的一條稱為豎絲，橫的一條稱為中絲，用于瞄準目標和讀數。中絲的上下還有兩根對稱的短橫絲，可用來測定儀器至目標間的距離，稱為視距絲。

十字絲中央交點與物鏡光心的連線，稱為視準軸。水準測量時，要求視準軸水平（即視線水平），用中絲在水準尺上讀取前、后視讀數。3

2）水準器。水準器是儀器整平的裝置，有圓水準器（水準盒）和長水準器（水準管）兩種。

①圓水準器（圖1-3）。當氣泡居中時，表示該軸線處于豎直位置。圓水準器只用于儀器的粗略整平。

②長水準器（圖1-4）。當氣泡居中時，水準管軸處于水平位置。

3）基座。基座主要由軸座、腳螺旋、底板和三角壓板等組成。它的作用是支撐儀器的上部并與三腳架連接。

（2）操作使用。

1）安置儀器。

①打開三腳架，松開腳架螺旋，使三腳架高度適中（根據身高），旋緊腳架伸縮腿螺旋，將腳架放在測站位置上（距前、后立尺點大概等距離位置）。

②三個架腿之間角度最好在25°～30°之間，目估使架頭水平，將三個架腿踩實，如遇水泥地面，可放在水泥地面的縫隙中使其固定。

③打開儀器箱，取出水準儀，置于三腳架頭上，并用中心連接螺旋把水準儀與三腳架頭固連在一起，關好儀器箱。

2）粗平。粗平是調整腳螺旋使圓水準器氣泡居中，以便達到儀器豎軸大致鉛直，使儀器粗略水平。具體操作如下：

①如圖1-5（a）所示，氣泡未居中而位于a處。首先按圖上箭頭所指方向，兩手相對轉動腳螺旋①、②，使氣泡移到通過水準器零點作①、②腳螺旋連線的垂線上，如圖中垂直的虛線位置。

②用左手轉動腳螺旋③，使氣泡居中，如圖1-5（b）所示。

③反復交替調整腳螺旋①、②和腳螺旋③，確認氣泡是否居中。

掌握規律：左手大拇指移動方向與氣泡移動方向一致。

對于圖1-6氣泡偏歪情況，第一步也可先旋轉腳螺旋①，使氣泡a移到b處，如圖1-6所示，即位于通過刻劃圈中心與腳螺旋②、③連線的平行線的位置（圖中虛線位置）。第二步再用兩手轉腳螺旋②、③，使氣泡居中，反復操作使氣泡完全居中。

3）瞄準。

①目鏡調焦。把望遠鏡對準明亮天空或白墻，轉動目鏡對光螺旋，使十字絲清晰。

②粗略瞄準。松開望遠鏡制動螺旋，轉動望遠鏡，通過望遠鏡上的照門、準星瞄準目標（三點成一線）后，旋緊制動螺旋。

③準確瞄準。調整物鏡對光螺旋，看清目標。調整水平方向微動螺旋，使十字絲縱絲平分地面點位上所立水準尺的尺面，如圖1-7所示，或使縱絲與尺的某個邊重合，如圖1-8所示，達到準確瞄準目標。如果目標不清晰，應轉動物鏡對光螺旋，使目標清晰。

④消除視差。當眼睛在目鏡端上下移動時，目標也隨之移動，這是因為目標的成像平面與十字絲平面有相對移動，如圖1-9所示，這種現象稱為視差。產生視差的原因是因為目標成像平面與十字絲平面不重合。由于視差的存在，不能獲得正確讀數，如圖1-9（b）所示，當人眼位于目鏡端中間時，十字絲交點讀得讀數為a；當眼略向上移動，讀得讀數為b；當眼睛略向下移動，讀得讀數為c。只有在圖1-9（c）的情況下，眼睛上下移動，讀得讀數均為a。因此瞄準目標時存在的視差必須要消除。

消除視差的方法：調整目鏡對光螺旋使十字絲清晰，瞄準目標后，反復調整物鏡對光螺旋，同時眼睛上下移動觀察目標成像是否達到穩定，也就是說讀數是否在變化，如果不發生變化，此時目標的成像平面與十字絲平面相重合，這時讀取的讀數才是正確的讀數。

如果換另一人觀測，由于每個人眼睛的視覺不同，需要重新略調一下目鏡對光螺旋，使十字絲清晰，一般情況是目鏡對光螺旋調好后，在消除視差時不需要反復調整。

4）精密整平。眼睛通過目鏡左上方的符合氣泡觀察窗看水準管氣泡，若氣泡不居中，如圖1-10（b）、（c）所示，則用右手轉動微傾螺旋，使氣泡兩端的影像吻合，如圖1-10（a）所示，即表示水準儀的視準軸已精密整平。

5）讀數。水準儀望遠鏡成像有正像和倒像之分，目前根據國家有關技術標準規定，生產和銷售的水準儀應成正像。因此，通過正像望遠鏡讀數時應與直接從水準尺上讀數方法相同，即自上而下進行。如圖1-11所示，圖1-11（a）讀數為1.708m，圖1-11（b）讀數為2.625m。

（3）檢驗與校正。

1）圓水準器軸的檢驗與校正。檢驗圓水準器軸是否平行于儀器的豎軸。如果是平行的，當圓水準器氣泡居中時，儀器的豎軸就處于鉛垂位置了。

①檢驗方法：首先用腳螺旋使圓水準器氣泡居中，此時圓水準器軸（L′L′）處于豎直的位置。將儀器繞儀器豎軸旋轉180°，圓水準氣泡如果仍然居中，說明VV平行于L′L′的條件滿足。若將儀器繞豎軸旋轉180°，氣泡不居中，則說明儀器豎軸VV與L′L′不平行。在圖1-12（a）中，如果兩軸線交角為α，此時豎軸VV與鉛垂線偏差也為α角。當儀器繞豎軸旋轉180°后，此時圓水準器軸L′L′與鉛垂線的偏差變為2α，即氣泡偏離格值為2α，實際誤差僅為α，如圖1-12（b）所示。

②校正方法：首先稍松位于圓水準器下面中間的固緊螺釘，然后調整其周圍的3個校正螺釘，使氣泡向居中位置移動偏離量的一半，如圖1-13（a）所示。此時圓水準器軸L′L′平行于儀器豎軸VV。然后再用腳螺旋整平，使圓水準器氣泡居中，豎軸VV與圓水準器軸L′L′同時處于豎直位置，如圖1-13（b）所示。

校正工作一般需反復進行，直至儀器轉到任何位置氣泡均為居中為止，最后應旋緊固定螺釘。

2）十字絲的檢驗與校正。

①當儀器豎軸處于鉛垂位置時，十字絲橫線應垂直于儀器的豎軸，此時橫線是水平的，這樣在橫絲的任何部位讀數都是一致的。否則如果橫絲不水平，在不同的部位將會得到不同的讀數。

②檢驗方法：首先將儀器安置好，用十字絲橫絲對準一個清晰的點狀目標P，如圖1-14（a）所示。然后固定制動螺旋，轉動水平微動螺旋。如果目標點P沿橫絲移動，如圖1-14（b）所示，則說明橫絲垂直于儀器豎軸VV，不需要校正。如果目標點P偏離橫絲，如圖1-14（c）、（d）所示，則需校正。

③校正方法：校正方法按十字絲分劃板裝置形式不同而異。有的儀器可直接用螺絲刀松開分劃板座相鄰的兩顆固定螺釘，轉動分劃板座，改正偏離量的一半，即滿足條件。有的儀器必須卸下目鏡處的外罩，再用螺釘旋具松開分劃板座的固定螺絲，撥正分劃板座即可。

3）長水準管軸平行于視準軸的檢驗和校正。如果長水準管軸平行于視準軸，則當水準管氣泡居中時，視準軸是水平的，假如水準管軸和視準軸不平行，當水準管軸在水平方向時，視準軸卻在傾斜方向，測量時讀數就會出現誤差。尺子離儀器的距離越遠，讀數誤差就越大，所以把儀器安置在兩點中間測得的高差和儀器靠近一點測得的高差就不會相同。

①檢驗方法：如圖1-15所示，校驗時必須先知道兩點的正確誤差，根據讀數誤差和尺子離儀器的距離成正比的關系，若距離相等，讀數的誤差也相等。設儀器安置在A、B等距離處觀測，兩個讀數都包含相同的誤差x，兩個實際讀數a+x、b+x的差，即a+x-（b+x）=a-b=h，等于正確的高差。

檢驗的步驟為：選擇相距約80m的兩點A和B，A、B兩點應選在堅實地面上且高差不大處，然后按下列步驟檢驗：

a.將儀器安置在A、B兩點的中點，如圖1-15（a），測出兩點的正確高差，h=a1-b1；

b.將儀器移近A尺（或B尺）處，如圖1-15（b），使目鏡距尺1～2m，觀測近尺讀數a2，計算當視準軸水平時遠尺正確讀數b2=a2-h，調節微傾螺釘，使目鏡中的十字橫絲對準B尺上b2讀數，這時視準軸就處于水平位置，此時如果水準管氣泡居中，則說明兩軸是平行的，否則應進行校正。

②校正方法：當十字橫絲對準B尺上正確讀數b2時，視準軸已處于水平位置，但水準管氣泡偏離中央，說明水準管不水平，撥動水準管的校正螺釘，使氣泡居中，這樣水準管軸也處于水平，從而達到水準管軸平行于視準軸的條件。校正時，注意撥動上下兩個校正螺絲，先松一個，后緊一個，直到水泡居中，如圖1-16所示。

以上三項水準儀的檢驗與校正，次序不能顛倒，每項內容都要認真并且反復幾次，才能達到滿意效果。

2.經緯儀

經緯儀主要由照準部、水平度盤和基座三部分組成。

經緯儀是一種能進行水平角和豎直角測量的儀器，它還可以借助水準尺，利用視距測量原理，測出兩點間的大致水平距離和高差，也可以進行點位的豎向傳遞測量。

經緯儀分光學經緯儀和電子經緯儀，如圖1-17所示。主要區別在于角度值讀取方式的不同，光學經緯儀采用讀數光路來讀取刻度盤上的角度值，電子經緯儀采用光敏元件來讀取數字編碼度盤上的角度值，并顯示到屏幕上。隨著技術的進步，目前普遍使用電子經緯儀。

在工程中常用的經緯儀有DJ2和DJ6兩種，“D”是大地測量儀器的代號，“J”是經緯儀的代號，數字表示儀器的精度。其中，DJ6型進行普通等級測量，而DJ2型則可進行高等級測量工作。

3.水準尺和尺墊

水準尺和尺墊是水準測量時用的工具。

（1）水準尺。水準尺是水準測量時使用的標尺，用干燥的優質木材或鋁合金制成。普通水準測量常用的水準尺有塔尺和雙面水準尺兩種，如圖1-18所示。

塔尺由兩節或三節套接在一起，尺的底部為零點，尺上黑白格相間，每格寬0.01m或0.005m，每0.01m和0.1m處均有注字，注字一面為正向，另一面為倒向。

雙面水準尺是兩面均有刻劃的標尺：一面為紅白相間，稱為紅白尺；另一面為黑白相間，稱為黑白尺。兩根尺為一對；黑面均由零開始，而紅面，一根尺由4.687m開始至7.687m，另一根由4.787m開始至7.787m。雙面水準尺多用于三、四等水準測量。

（2）尺墊。尺墊是為防止土質松軟時導致在觀測過程中地面點下沉而造成高差觀測值偏差的工具，用時將尺墊的三個腳牢固地插入土中，水準尺應放在凸起的半球體上，如圖1-19所示。

4.其他測量放線工具

（1）鋼卷尺（見圖1-20）。鋼卷尺有1m、2m、3m、5m、20m、30m、50m等幾種規格。用于測量直線墻體位置、尺寸及其構配件尺寸等。

（2）托線板和線錘。托線板和線錘用于檢查墻面垂直度。托線板常用規格為15mm×120mm×200mm，板中間有一條標準墨線。線錘與托線板配合使用，用以吊掛墻體、構件的垂直度，如圖1-21和圖1-22所示。

（3）靠尺。靠尺用于檢查墻體、構件的平整度。常用規格為2～4m長，一般用鋁合金或硬質木材制成，如圖1-23所示。

（4）塞尺。塞尺與靠尺配合使用，用于測定墻、柱平整度的數值偏差。塞尺上每一格表示厚度方向1mm，如圖1-24所示。

（5）水平尺。水平尺用以檢查砌體水平位置的偏差。水平尺用鐵或鋁合金制作，中間鑲嵌玻璃水準管，如圖1-25所示。

（6）準線。準線是砌墻時拉的細線，用于檢測墻體水平灰縫的平直度。

（7）百格網。百格網用于檢查磚墻砂漿的飽滿度。一般用鋼絲編制錫焊而成，也可以在有機玻璃上畫格而成，網格總面積為240mm×115mm，長、寬方向各切分為10格，共100個格子，如圖1-26所示。

（8）方尺。方尺是用木材或鋁合金制成，邊長為200mm的直角尺，有陰角和陽角兩種。用于檢查砌體轉角處陰陽角的方正程度，如圖1-27所示。

（9）皮數桿。皮數桿是砌筑砌體在高度方向的基準。皮數桿分為基礎用和地上用兩種。

基礎用皮數桿比較簡單，一般使用30mm×30mm的小木桿，由現場施工員繪制。一般在進行條形基礎施工時，先在要立皮數桿的地方預埋一根小木樁，到砌筑基礎墻時，將畫好的皮數桿釘到小木樁上。皮數桿頂應高出防潮層的位置，桿上要畫出磚皮數、地圈梁、防潮層等的位置，并標出高度和厚度。皮數桿上的磚層還要按順序編號。畫到防潮層底的標高處，磚層必須是整皮數。如果條形基礎墊層表面不平，可以在一開始砌磚時就用細石混凝土找平。

±0.000以上的皮數桿也稱為大皮數桿。一般由施工人員經計算排畫，經質量人員檢驗合格后方可使用。皮數桿的設置要根據房屋大小和平面復雜程度而定，一般要求轉角處和施工段分界處設立皮數桿。當為一道通長的墻身時，皮數桿的間距要求不大于20m。如果房屋構造比較復雜，皮數桿應該編號，并對號入座。皮數桿四個面的畫法見圖1-28所示。

（10）龍門板。龍門板是在房屋定位放線后，砌筑時定軸線、中心線的標準（見圖1-29）。施工定位時一般要求板面的高程即為建筑物的相對標高±0.000。在板上劃出軸線位置，以畫“中”字示意，板頂面還要釘一根20～25mm長的釘子。當在兩小相對的龍門板之間拉上準線，則該線就表示為建筑物的軸線。有的在“中”字的兩側還分別劃出墻身寬度位置線和大放腳排底寬度位置線，以便于操作人員檢查核對。施工中嚴禁碰撞和踩踏龍門板，也不允許坐人。建筑物基礎施工完畢后，把軸線標高等標志引測到基礎墻上后，方可拆除龍門板、樁。

1.2.2　一般工程抄平放線

1.普通水準測量

（1）水準點。水準點是由測繪部門在全國各地測設的高程控制點，它是引測高程的依據。水準點分為永久性水準點和臨時性水準點兩種，如圖1-30所示。

（2）水準測量的記錄和計算。實際工作中，往往遇到地面上A、B兩點相距較遠或者高差較大，如圖1-31所示，安置一次儀器不能測出兩點的高差時，需分成若干段，連續測出各分段的高差，再將各段高差累計，得出A、B兩點之間的高差。

例：h1=a1-b1=1.428-1.875=-0.447

　　h2=a2-b2=1.289-1.512=-0.223

　　h3=a3-b3=1.713-0.832=+0.881

　　h4=a4-b4=0.727-2.158=-1.431

由上述可知，在觀測過程中的1、2等點起傳遞高程的作用，這些點稱為轉點。轉點既有前視讀數，又有后視讀數。將這些讀數分別填入表1-1和表1-2中。

2.測設軸線控制樁與龍門板

（1）測設軸線控制樁。如圖1-32所示，軸線控制樁又稱為引樁或保險樁，一般設置在基槽邊線外2～3m，不受施工干擾而又便于引測的地方。當現場條件許可時，也可以在軸線延長線兩端的固定建筑物上直接做標記。

為了保證軸線控制樁的精度，最好在軸線測設的同時標定軸線控制樁。若單獨進行軸線控制樁的測設，可采用經緯儀定線法或者順小線法。

（2）測設龍門板。在建筑的施工測量中，為了便于恢復軸線和抄平（即確定某一標高的平面），可在基槽外一定距離釘設龍門板，如圖1-33所示。釘設龍門板的步驟如下：

1）釘龍門樁。在基槽開挖線外1.0～1.5m處（應根據土質情況和挖槽深度等確定）釘設龍門樁，龍門樁要釘得豎直、牢固，木樁外側面與基槽平行。

2）測設±0.000標高線。根據建筑場地水準點，用水準儀在龍門樁上測設出建筑物±0.000標高線，若現場條件不允許，也可測設比±0.000稍高或稍低的某一整分米數的標高線，并標明。龍門樁標高測設的誤差一般應不超過±5mm。

3）釘龍門板。沿龍門樁上±0.000標高線釘龍門板，使龍門板上沿與龍門樁上的±0.000標高對齊。釘完后應對龍門板上沿的標高進行檢查，常用的檢核方法有儀高法、測設已知高程法等。

4）設置軸線釘。采用經緯儀定線法或順小線法，將軸線投測到龍門板上沿，并用小釘標定，該小釘稱為軸線釘。投測點的允許誤差為±5mm。

5）檢測。用鋼尺沿龍門板上沿檢查軸線釘間的間距是否符合要求。一般要求軸線間距檢測值與設計值的相對精度為。

6）設置施工標志。以軸線釘為準，將墻邊線、基礎邊線與基槽開挖邊線等標定于龍門板上沿。然后根據基槽開挖邊線拉線，用石灰在地面上撒出開挖邊線。

龍門板的優點是標志明顯，使用方便，可以控制±0.000標高，控制軸線以及墻、基礎與基槽的寬度等，但其耗費的木材較多，占用場地且有時有礙施工，尤其是采用機械挖槽時常常遭到破壞，所以目前在施工測設中，較多地采用軸線控制樁。

3.基槽（或基坑）開挖的抄平放線和基礎墻標高控制

（1）基槽（或基坑）開挖的抄平放線。施工中基槽是根據所設計的基槽邊線（灰線）進行開挖的，當挖土快到槽底設計標高時，應在基槽壁上測設離基槽底設計標高為某一整數（如0.500m）的水平樁（又稱腰樁），如圖1-34所示，用以控制基槽開挖深度。

基槽內水平樁常根據現場已測設好的±0.000標高或龍門板上沿高進行測設。例如，槽底標高為-1.500m（即比±0.000低1.500m），測設比槽底標高高0.500m的水平樁。將后視水準尺置于龍門板上沿（標高為±0.000），得后視讀數a=0.685，則水平樁上皮的應有前視讀數b=±0.000+a-（-1.500+0.500）=0.685+1.000=1.685（m）。立尺于槽壁上下移動，當水準儀視線中絲讀數為1.685m時，即可沿水準尺尺底在槽壁打入竹片（或小木樁），槽底就在距此水平樁上沿往下0.5m處。施工時常在槽壁每隔3m左右以及基槽拐彎處測設一水平樁，有時還根據需要，沿水平樁上表面拉上白線繩，或在槽壁上彈出水平墨線，作為清理槽底抄平時的標高依據。水平樁標高容許誤差一般為±10mm。

當基槽挖到設計高度后，應檢核槽底寬度。如圖1-35所示，根據軸線釘，采用順小線懸掛垂球的方法將軸線引測至槽底，按軸線檢查兩側挖方寬度是否符合槽底設計寬度a、b。當挖方尺寸小于a或b時，應予以修整。此時可在槽壁釘木樁，使樁頂對齊槽底應挖邊線，然后再按樁頂進行修邊清底。

（2）基礎墻標高控制。在墊層上彈出軸線和基礎邊線后，便可砌筑基礎墻（±0.000以下的墻體）。基礎墻的高度是利用基礎皮數桿來控制的。基礎皮數桿是一根木桿，如圖1-36（a）所示，其上標明了±0.000的高度，并按照設計尺寸，畫有每皮磚和灰縫厚度，以及防潮層的位置與需要預留洞口的標高位置等。立皮數桿時，先在立桿處打一木樁，按測設已知高程的方法用水準儀抄平，在樁的側面抄出高于墊層某一數值（如0.1m）的水平線。然后將皮數桿上高度與其相同的一條線與木樁上的水平線對齊并用大鐵釘把皮數桿與木樁釘在一起，作為砌墻時控制標高的依據。

當基礎墻砌到±0.000標高下一皮磚時，要測設防潮層標高，見圖1-36（b），允許誤差為小于或等于±5mm。有的防潮層是在基礎墻上抹一層防水砂漿，也作為墻身砌筑前的抹平層。為使防潮層頂面高程與設計標高一致，可以在基礎墻上相間10m左右及拐角處做防水砂漿灰墩，按測設已知高程的方法用水準儀抄平灰墩表面，使灰墩上表面標高與防潮層設計高程相等，然后再由施工人員根據灰墩的標高進行防潮層的抹灰找平。