岩土工程师基础知识
一、建筑工程测量概述
施工测量的任务是：建立施工控制网，将图纸上设计的建筑物、构筑物的平面位置和高程，按照设计要求，以一定的精度测设到实地上，以便据此施工，称为施工放样，又称测设。竣工运营阶段对测量工作的要求是：测绘竣工图和监测建筑物稳定性，称为变形观测。
施工测量与测绘地形图一样，也需要遵循“由整体到局部”和“先控制后细部”的原则。即先在施工现场建立统一的平面控制网和高程控制网，然后以此为基础，测设出各个建筑物和构筑物的细部。
建筑物的施工放样与测图比较，则放样的精度要求较高，因为放样的误差将1：l地影响建筑物的位置尺寸和形状。建筑物施工期间和建成后的变形观测，关系到施工安全、建筑物的质量和建成后的维护等重要问题。变形观测一般需要有更高的精度，并要求及时提供变形数据，以便作出变形分析和预报。
二、施工测量的基本工作
(一)设计长度的测设
1.钢尺法
2.测距仪法
用测距仪测设水平长度时，由于可以直接测得水平距离，并且可以预先设置改正值因此比钢尺法更为简便。
(二)设计水平角度的测设
测设设计的水平角时，是按已知的水平角值和地面上已有的一个已知方向，把该角的另一个方向测设到地面上。测设的方法如下：
1.正倒镜分中法
当测设的高程点与水准点之间的高差很大时，可以用悬挂的钢卷尺来代替水准尺，以 测设设计的高程。
三、建筑施工测量
(一)建筑物轴线测设
对于民用建筑物的施工测量，首先应根据总平面图上所给出的建筑物设计位置进行定位。也就是把建筑物的墙轴线交点标定在地面上，然后再根据这些交点进行详细放样。建筑物轴线的测设方法，依施工现场情况和设计条件而不同，一般有以下几种方法：
1.根据规划道路红线测设建筑物轴线
规划道路的红线点是城市规划部门所测设的城市道路规划用地与单位用地的界址线，新建筑物的设计位置与红线的关系应得到政府规划部门的批准。因此，靠近城市道路的建筑物设计位置应以城市规划道路红线为依据。
2.根据已有建筑物关系测设建筑物轴线
在原有建筑群中增造房屋的位置设计时，应保持与原有建筑物的关系，测设设计建筑物轴线时，应根据原有建筑物来定位。
(二)施工控制桩的测设
建筑物的主轴线测好后，即可详细测设建筑物各轴线的交点位置，并以桩顶钉一小钉的木桩作为标志(称为中心桩)，测设后，检查房屋轴线距离，其误差不得超过1/2000。最后，根据中心轴线，用石灰在地面上撒出基槽开挖边线。
由于施工时中心桩会被挖掉，因此，在基槽外各轴线的延长线上，测设轴线的施工控制桩，作为
开槽后各施工阶段确定轴线位置的依据。
当基坑挖到一定深度时，钉设水平桩以控制坑底标高，浇注垫层前，应用经纬仪把基础轴线测设到夯实的基坑底面上，并根据图纸放出垫层位置。垫层浇注养护后，亦应重复上述方法，弹出墨线，然后以杯形基础的形状和尺寸安置模板。支模时，应注意使坑内底部比设计标高低5cm，作为抄平调整的余量。拆模后，用经纬仪根据控制桩在坑口面上定出柱轴线，用水准仪在坑口内壁定出标高线，此线作为控制杯底标高之用。
(三)平面控制点的垂直投影
在建筑施工中，平面控制点的垂直投影是将地坪层的平面控制点沿铅垂线方向逐层向上(或向下)测设，使在建造中的各层都有与地坪层在平面位置上完全相同的控制网，据此可以测设该层面上建筑物的细部(墙、柱、电梯井等结构物)。
用经纬仪作平面控制点的垂直投影时，将经纬仪安置于尽可能远离建筑物的点上，盘左瞄准地坪层的平面控制点后水平制动，抬高(降低)视准轴，将方向线投影至上(下)层楼板上;盘右同样操作，盘左、盘右方向线取其中线(正倒镜分中);然后在大致垂直的方向上安置经纬仪，在上(下)层楼板上，同样用正倒镜分中法得到另一方向。两方向线的交点即为垂直投影至上层的控制点点位。垂准仪可以用于各种楼层的平面控制点的垂直投影。
(四)高程传递
建筑施工中，要从地坪层测设的一米标高线逐层向上(下)传递高程(标高)，使上(下)层的楼板、窗台、梁、柱等在施工时符合设计标高。高程传递有以下一些方法：
1.钢卷尺垂直丈量法
用水准仪将底层一米标高线联测至可向上(下)层直接丈量的竖直墙面或柱面，用钢卷尺沿墙面或柱面直接向上(下)拉至某一层，量取两层之间的设计标高差，得到该层的一米标高线(离该层地板的设计结构标高的高差为+1.000m)。然后再在该层上用水准仪测设一米标高线于需要设置之处，以便于该层各种建筑结构物的设计标高的测设。
2.全站仪天顶测距法
高层建筑中的垂准孔(或电梯井等)为光电测距提供了一条从底层至顶层的垂直通，在底层架设全站仪，将望远镜指向天顶，在各层的垂直通道上安置反射棱镜，即可得到仪器轴的垂直距离，加仪器高，减棱镜常数，即可得到高差，在用水准仪测设该层一米标高线。
四、建筑工程变形观测
为保证工程建筑物在施工、使用和运行中的安全，以及为建筑设计积累资料，必须在建筑进行中及竣工后进行变形观测。建筑工程的变形观测包括沉降观测、倾斜观测、位移观测等。
(一)沉降观测
1.高程基准点和沉降观测点的设置
建筑物的沉降观测是根据基准点进行的。沉降观测的基准点是2～3个埋设于建筑沉降影响范围以外的水准点，与城市水准点连测后，获得基准点的高程，它们之间的高差应经常用水准测量检核，以确证其高程的稳定性。冻土地区的基准点，应埋设在冻土深度线以下0.5m处。基准点与沉降观测点不能相距太远，一般应在100m范围以内。
进行变形观测的建筑物上，应埋设沉降观测点。观测点的数量和位置应能全面反映建筑物的沉降情况。观测点的位置选择应便于立水准尺、观测能够长期保存和不容易受到破坏。
观测点一般是沿建筑外围均匀布设的，但在荷载有变化的部位、平面形状改变处、沉降缝两侧、有代表性的支柱和基础上，应加设沉降观测点。
2.沉降观测的时间、方法和精度要求
一般，待沉降观测点埋设稳固后，即进行第一次观测。在建筑物增加荷重前后、地面荷重突然增加、周围大量开挖土方等时，均应随时进行沉降观测。工程竣工后，一般每月观测一次，如沉降速度减缓，可改为2～3个月观测一次，直到沉降量不超1mm，观测才可停止。
3.沉降观测的成果整理
定期用水准仪测定基准点与沉降观测点之间的高差，算得沉降观测点在一定日期的高程，此即沉降观测的成果。
(二)倾斜观测
建筑物倾斜观测是用测量仪器测定建筑物的基础和上部结构的倾斜变化—倾斜的方向、大小、速率等。
2)铅垂线法
本方法适用于建筑物内部有垂直通道时，从顶部穿过垂直通道挂下大垂球，根据上、下应在同一平面位置的点，直接在底层测定倾斜位移值△。有垂准仪时，可以用它代替大垂球。
3)经纬仪垂直投影法
用经纬仪作垂直投影以测定建筑物的倾斜，其原理和方法同装配式建筑的柱子校正和高层建筑的平面控制点的垂直投影。