水准测量在工程测绘中的应用

刘鑫兴

摘 要：本文着眼于水准测量在工程测绘中的应用问题展开探讨，结合个人的一些实践工作经验提出几点思考，希望借阅者能够积极提出改进意见。

关键词：水准测量；工程测绘；应用

建筑施工从地形图测绘和地质勘测以及工程施工或者是竣工验收、建筑变形监测的整个过程当中，水准测量都在其中发挥重要的作用以及扮演重要的角色。

1.水准测量基本原理及精度影响因素分析

1.1水准仪高程测量原理

一般我们根据使用的仪器以及施工方法的差异性，将高程测量具体划分为水准测量、三角高程测量以及气压高程测量。而我们通常所做用的水准高程测量，实质上是高程测量中最为常用的测量方法，同时也是最精密的测量方法。此外，待测点高程的测量方法我们将其划分为高差法和仪高法两种类型。另一般我们用到的水准测量的仪器包括像：水准仪、水准尺以及尺垫这三种类型。而水准测量的误差则有包含像仪器误差、水准尺误差、水准管气泡居中误差、读数误差、视差影响以及水准尺倾斜误差、仪器及尺垫下沉或者是地球曲率、大气折光的具体影响等等。

1.2 GPS高程测量技术

如果出现大面积的以及环境条件恶劣或者是水准点比较少的情况时，我们在对于精度要求不是很高的水准测量，就可以使用GPS高程测量的技术。而所使用的GPS高程测量技术则具体是将GPS测量所获得点的大地数据和高程异常资料以及重力资料等等相互结合起来，并且采用高程拟合算法或者是平差算法同时确定待测点的正常高值。当前在我们的工程建设过程中比较常用的就是GPS水准高程测量法，究其原理：第一步是在待测区域选择某种数量的GPS控制点，而控制点的正常高度我们以水准测量的方式来获取，其精度则可以依据具体要求来进行确定，那么我们通过与之相关的算法对于控制点的正常高于大地高之间的高程异常值进行进一步的计算工作，再运用控制点的高程异常所采用的是平面拟合法以及曲面拟合法或者是多面拟合法这些方法，推算求出待测的GPS点的高程异常值，最终我们再运用大地高或者是高程异常和正常的高之间的实际关系进一步确定所有的GPS的正常。

2.水准测量在建筑工程施工中的应用研究

在建筑工程中设计和施工所采用的水准测量通常可以分为：其一，建立起高程控制网，以供建筑工程勘测或者是施工时使用；其二，线路水准的测量，在测定某一个沿线路的地面高低起伏，此时供纵断面设计或者是施工时使用；其三，路面水准测量，在测定某一个面积内的地面高低起伏，以供土方工程设计和施工时使用。具体的测量精度依照工程的施工要求来进行确定，通常都是与四等水准相当或者低于四等水准测量。

对于建筑工程的高程控制网在建立之前我们需要依据实际需要及测区的实际来进一步明确水准网的等级，依照等级来进行水准网的设计工作，以及精度计算或者是优化设计。与此同时，水准控制网的布设需要遵循由高级到低级，由整体到局部的这样的逐步控制，以及逐步加密的原则，根据统一化的技术标准来进行，那么在这同时，为了进一步满足工程施工的具体需要，我们又需要在高程控制点一定要结合足够的精度以及合适的密度。

水准测量在建筑工程当中的另外一个应用就是针对土方石的计算工作，为的就是计算建筑工程土方开挖的工程量，此时需要对待开挖的区域高程展开测量。那么首先第一步就是要运用经纬仪亦或是全站仪来对测区进行放线，把测区划分为等面积的方格网，再进一步采用水准测量高程的测量方法，将方格网的四个角点的高程测量出来。而如果是采用对应的体积拟合法以及计算方法，就可以估算出来从开挖再到某一个高程基准具体需要开挖以及填土的回填的土方量，那么如此一来，方格网越是密集，测量的高程点就越多，如此计算出来的土方量也就越大。然而，我们通过实际工作环节发现，运用水准测量仪来展开土方测量计算与全站仪或者是土方测量时要更多一些，其在计算精度方面也比较低。

3.水准测量在变形监测中的应用研究

3.1水准测量变形监测方案的设计

该方案的设计一般包括沉降点布置和监测周期设计两个方面，而在沉陷观测点布置部分往往会提出监测要求，交由施工方来编制沉降低布置方案同时又在施工期展开工程布设。此外要求沉降点在数量上要足够多，为的就是能够保证放映整个的基础沉陷和倾斜或者是弯曲变化情况。那么与此同时，在沉降点位置的选择上还需要考虑到建筑物的规模和型式以及结构等这些特征，与此同时也要根据建筑工程的场地工程地质等等这些条件。监测出建筑物自身在自身观测点需要和建筑物紧密结合起来。

工程竣工前后确定监测周期，竣工之前载荷会增加加快，那么造成的沉降量就會大一些，所以，依据相关的规定和要求，每加一层建筑就要进行一次变形监测，为的就是能发现不均匀的沉降，而如果沉降出现异常那么就要求要及时调整施工方案。

3.2变形监测水准测量方法

相较于国家一、二等精密水准测量方法，建筑工程的沉降观测方法必须要具备其自身的特点，那么每次观测都是重新观测，就不存在由于测量次数增多造成的误差累积，与此同时，在建筑工程监测中不可以采用闭合水准测量路线，原因是水准测量具有一定的闭合差的分配，这样一来就会使得沉降点没有下沉时出现沉降点上升的情况或者不合理现象。但假如因为这样出现沉降点的高程值异常，那么就不要进行误差的修正，应该毫无条件的返工重测核实，分辨出与国家一、二等精密水准测量方法相比，建筑工程沉降观测的方法有其自身的特点，每一次观测都是重新观测，不存在因测量次数的增多而导致的误差积累，同时，建筑工程沉降观测不能采用闭合水准测量路线，因为闭合水准路线原因所在。

结论：

终上所述，具体的水准测量在工程施工中的应用情况又成了我们要重点探讨的问题，以及对于进一步有效提高建筑工程的勘测施工质量或者是提升建筑整体的质量水平都具有十分重要的意义。

参考文献

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[2]李征，吴元文，都学霖.关于GPS水准测量精度在工程测绘中应用研究[J].新材料新装饰，2013（4）.

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