趙海波，趙海霞

(1.浙江耀華工程咨詢代理有限公司， 浙江 杭州 310000；2.武漢市政建設(shè)監(jiān)理有限公司， 湖北 武漢 430000)

實(shí)例詳解建筑工程測量控制網(wǎng)的監(jiān)理復(fù)核

趙海波1，趙海霞2

(1.浙江耀華工程咨詢代理有限公司， 浙江 杭州 310000；2.武漢市政建設(shè)監(jiān)理有限公司， 湖北 武漢 430000)

摘 要：測量是監(jiān)理人員必須掌握的技能之一。監(jiān)理規(guī)范要求監(jiān)理工程師檢查、復(fù)核施工單位報送的施工控制測量成果及保護(hù)措施。通過實(shí)例詳細(xì)講解了監(jiān)理工程師如何復(fù)核施工單位的測量控制網(wǎng)，并總結(jié)分享了有關(guān)經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：測量；監(jiān)理；復(fù)核

0 引 言

測量是專業(yè)監(jiān)理工程師必須掌握的職業(yè)技能，檢查、復(fù)核施工控制測量成果也是專業(yè)監(jiān)理工程師應(yīng)盡的職責(zé)。GB/T 50319—2013《建設(shè)工程監(jiān)理規(guī)范》第 5.2.5 條規(guī)定：“專業(yè)監(jiān)理工程師應(yīng)檢查、復(fù)核施工單位報送的施工控制測量成果及保護(hù)措施，簽署意見。專業(yè)監(jiān)理工程師應(yīng)對施工單位在施工過程中報送的施工測量放線成果進(jìn)行查驗(yàn)?！?/p>

可是在實(shí)際監(jiān)理工作中，許多監(jiān)理機(jī)構(gòu)沒有配備懂測量、會操作的監(jiān)理人員，導(dǎo)致測量環(huán)節(jié)監(jiān)理失控。筆者通過自己的工作實(shí)例，詳細(xì)講解建筑工程測量控制網(wǎng)的監(jiān)理復(fù)核過程，希望能對監(jiān)理同行有所幫助。

1 工程測量坐標(biāo)系的相關(guān)術(shù)語解釋和基礎(chǔ)知識

如果監(jiān)理人員不了解測量坐標(biāo)系的基礎(chǔ)知識，就沒有測量語言，復(fù)核施工單位的測量控制網(wǎng)就無從談起，因此在講解工程測量實(shí)例之前，先向讀者介紹測量坐標(biāo)系的相關(guān)術(shù)語和基礎(chǔ)知識。

(1)建筑坐標(biāo)系：即坐標(biāo)軸與建筑物主軸線成某種幾何關(guān)系的平面直角坐標(biāo)系。建筑坐標(biāo)系由施工單位為了方便測量放線而自行建立，通常以建筑物西南角①軸線和 OA 軸線的交點(diǎn)為原點(diǎn)，其坐標(biāo)軸通常平行于建筑物主軸線。

(2)測量坐標(biāo)系：系平面直角坐標(biāo)系，一般有國家坐標(biāo)系、城市坐標(biāo)系。公路、鐵路、地鐵、市政管線等工程通常不須建立建筑坐標(biāo)系，而直接采用城市坐標(biāo)系。

特別需要提醒的是，在測量坐標(biāo)系中，X 軸和 Y 軸的方向與我們數(shù)學(xué)教材中常見的坐標(biāo)系相反，即 X 軸指向北、Y軸指向東。

(3)坐標(biāo)方位角：即坐標(biāo)系的正縱軸與測線間順時針方向的水平夾角，取值區(qū)間為[0°～360°]。

(4)傾角：直線向上的方向與 X 軸正方向所成的最小正角，取值區(qū)間為[0°～180°]，傾角的正切值即為直線的斜率，但斜率的反正切函數(shù)未必是傾角。

坐標(biāo)方位角和傾角的區(qū)別：坐標(biāo)方位角是測量術(shù)語，傾角則是純粹的幾何概念，兩者有時相等，有時相差 180°。

(5)坐標(biāo)變換：就是將某點(diǎn)的坐標(biāo)從一種坐標(biāo)系換算到另一種坐標(biāo)系的過程。建筑工程最常見的就是把建筑坐標(biāo)系和城市坐標(biāo)系互相轉(zhuǎn)換。

坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的方法通常有如下三種。

①公式法：用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的現(xiàn)有公式代入相應(yīng)數(shù)值直接轉(zhuǎn)換。后面將結(jié)合工程實(shí)例講解此法。

②CAD 查詢法：通過 Auto cad 繪圖軟件來查詢各點(diǎn)坐標(biāo)值。CAD 查詢法被施工單位測量人員廣泛采用。這種方法通過移動、旋轉(zhuǎn)、查詢等幾個 CAD 命令來完成坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換和查詢，非常方便快捷，但需要兩個前提：有 CAD 電子圖，還需要一定的 CAD 繪圖知識和技巧。這種方法本文不做重點(diǎn)介紹，有興趣的讀者可以參考 CAD 教程。

③解析幾何法：即用平面解析幾何的方法轉(zhuǎn)換各點(diǎn)坐標(biāo)值。這個方法只需具備高中的解析幾何知識，不用記憶繁瑣的公式，即使沒有電腦和 Auto Cad 也可完成坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。

2 工程實(shí)例情況介紹

杭州奧體博覽中心位于杭州市蕭山區(qū)，其樁基工程于2009 年底開工，共分為 5 個施工標(biāo)段，分別由 5 家不同的施工單位施工。筆者作為監(jiān)理方對第 4、第 5 標(biāo)段的樁基工程的測量控制網(wǎng)進(jìn)行了復(fù)核，現(xiàn)在就以該工程為例講解具體復(fù)核過程。

3 內(nèi)業(yè)復(fù)核(坐標(biāo)轉(zhuǎn)換計算實(shí)例)

杭州奧體博覽中心的建設(shè)單位提供了兩個測量控制點(diǎn) K1和 K2；為了方便測量放線，兩個標(biāo)段的施工單位都自建了建筑坐標(biāo)系。現(xiàn)以第 4 標(biāo)段為例講解復(fù)核過程。

第 4 標(biāo)段的建筑坐標(biāo)系，極軸 Y’為建筑物的 B 軸線，極軸 X’為①軸線，原點(diǎn) O’是①軸線和 B 軸線的交點(diǎn)，根據(jù)杭州奧體博覽中心的總平面圖可查出原點(diǎn) O’以及①軸和 D 軸交點(diǎn)在杭州坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。上述 4 點(diǎn)的杭州坐標(biāo)值以及兩個坐標(biāo)系的示意圖如圖 1。

圖 1 測量控制點(diǎn)和建筑坐標(biāo)系示意圖

在施工單位自建的建筑坐標(biāo)系內(nèi)，各軸線交點(diǎn)的坐標(biāo)值可以根據(jù)施工圖中標(biāo)注的尺寸進(jìn)行簡單的加減計算而得，這項(xiàng)工作比較簡單，不容易出錯。但是要把測量控制點(diǎn) K1和K2的杭州坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換為建筑坐標(biāo)值就有些難度。如果測量控制點(diǎn)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換出錯，那么整個工程的樁位都將偏移，后果非常嚴(yán)重，所以我們監(jiān)理人員要重點(diǎn)檢查施工單位坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的內(nèi)業(yè)成果。

下面，筆者先將建筑坐標(biāo)系和杭州坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)角度演算如下：

設(shè)建筑坐標(biāo)系的極軸 X’在杭州坐標(biāo)系中的傾角為 α，根據(jù)斜率公式可得極軸 X’的斜率：

可知建筑坐標(biāo)系和杭州坐標(biāo)系相比，順時針旋轉(zhuǎn)了34.393 28°。

接著，本文再用公式法求出點(diǎn) k1(78 283.889,87 045.876)的建筑坐標(biāo)值。

公式如下：

此例中：

x= 78 283.889，即為 k1點(diǎn)的杭州坐標(biāo) x 值；

y= 87 045.876，即為 k1點(diǎn)的杭州坐標(biāo) y 值；

a=78 546.360，即為建筑坐標(biāo)系原點(diǎn) O’的杭州坐標(biāo) x 值；

b=86 891.392，即為建筑坐標(biāo)系原點(diǎn) O’的杭州坐標(biāo) y 值；

a=34.393 28°，即為建筑坐標(biāo)系相對于杭州坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)角度，前文已求。

依次代入公式求得：

根據(jù)公式計算，y’ 有兩個值，應(yīng)在兩值之間做個“二選一”的取舍，根據(jù)點(diǎn) k1和建筑坐標(biāo)原點(diǎn) O’的位置關(guān)系可以看出 k1點(diǎn)在建筑坐標(biāo)原點(diǎn) O’以東，故 y’ 應(yīng)取正值，所以測量控制點(diǎn) k1的建筑坐標(biāo)值應(yīng)為(-129.322，275.739)。

用相同方法可求出：測量控制點(diǎn) k2的建筑坐標(biāo)值為(-103.966，35.173)。

本文的計算結(jié)果和施工單位的轉(zhuǎn)換結(jié)果完全一致，由此可得到內(nèi)業(yè)復(fù)核的結(jié)論：施工單位坐標(biāo)轉(zhuǎn)換計算無誤。

4 外業(yè)復(fù)核(現(xiàn)場測量)

在確認(rèn)施工單位的內(nèi)業(yè)成果無誤后，筆者開始復(fù)核施工單位自行增設(shè)的測量控制點(diǎn)(注：先內(nèi)業(yè)計算、后外業(yè)測量，然后再內(nèi)業(yè)分析偏差，這是監(jiān)理人員復(fù)核施工單位測量放線成果的基本順序)。筆者讓施工單位的測量員把全站儀架設(shè)到測量控制點(diǎn) K1上，對中整平儀器，選擇坐標(biāo)測量模式，輸入測站的建筑坐標(biāo)值(-129.322，275.739)，接著后視測量控制點(diǎn) K2，并輸入后視點(diǎn) K2的建筑坐標(biāo)值(-103.966，35.173)，輸入之后按照儀器屏幕的提示照準(zhǔn)后視點(diǎn)，瞄準(zhǔn)棱鏡后按鍵確認(rèn)照準(zhǔn)。然后儀器花很短的時間自動計算直線 K1、K2的建筑方位角。之后，轉(zhuǎn)動儀器逐一瞄準(zhǔn)施工單位增設(shè)的二級測量控制點(diǎn)，并測量它們的建筑坐標(biāo)值。

在上述外業(yè)測量的操作過程中，監(jiān)理工程師應(yīng)重點(diǎn)注意以下 4 點(diǎn)。

(1)確保儀器精確對中，對中偏差應(yīng)控制在 1 mm 之內(nèi)。

(2)確保儀器整平效果，應(yīng)做到無論儀器如何 360°轉(zhuǎn)動，其長水準(zhǔn)器的氣泡偏離值應(yīng)控制在 1 格之內(nèi)。

(3)測站點(diǎn)和后視點(diǎn)的建筑坐標(biāo)一定要輸入正確。

(4)必須復(fù)測后視點(diǎn)(此例為測量控制點(diǎn) K2)的坐標(biāo)和距離，以此檢驗(yàn)建設(shè)單位提供的測量控制點(diǎn)是否可靠。

5 分析偏差、得出結(jié)論

經(jīng)過現(xiàn)場測量，該工程樁基平面測量控制網(wǎng)的復(fù)核結(jié)果和偏差如表 1。

表 1 樁基平面測量控制網(wǎng)的復(fù)核結(jié)果和偏差

通過上表可以得出如下結(jié)論。

(1)建設(shè)單位提供的測量控制點(diǎn) K1和 K2之間的距離有9 mm 的偏差(另一標(biāo)段施工單位用不同儀器測量的結(jié)果也可以佐證)，此偏差屬于可接受的偏差，我們可以視 K1、K2兩點(diǎn)為值得信任的測量控制點(diǎn)。

(2)該標(biāo)段施工單位增設(shè)的 7 個二級測量控制點(diǎn)中：點(diǎn) Z5偏差最大，在東西方向偏差達(dá)-26 mm，原因是經(jīng)過挖掘機(jī)碾壓后向西偏移，此點(diǎn)靠近路邊容易被擾動，不宜作為測量控制點(diǎn)，施工單位測量人員承諾廢棄該點(diǎn)；點(diǎn) Z7在東西方向偏差-10 mm，偏差也較大，建議以后采納當(dāng)天復(fù)測的建筑坐標(biāo)值；其他 5 個二級測量控制點(diǎn)的偏差都較小，坐標(biāo)值偏差的絕對值在 1 mm～6 mm 之間，數(shù)據(jù)相當(dāng)理想，監(jiān)理工程師應(yīng)認(rèn)可施工單位這幾個點(diǎn)的測量放樣結(jié)果。

(3)該標(biāo)段施工單位使用的全站儀有產(chǎn)品合格證，且有檢定書，在測量過程中發(fā)現(xiàn)其性能和精度皆能滿足合本工程的測量需要。

(4)該標(biāo)段施工單位的測量人員能夠建立建筑坐標(biāo)系，且坐標(biāo)轉(zhuǎn)換無誤，其測量放樣成果經(jīng)監(jiān)理工程師復(fù)核，偏差較小，該測量人員的水平能夠勝任本工程。

6 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

通過上述實(shí)例，監(jiān)理工程師應(yīng)從以下四方面對施工單位的測量放線成果進(jìn)行檢查、復(fù)核。

(1)檢查承包單位專職測量人員的專業(yè)水平是否勝任，按照監(jiān)理規(guī)范規(guī)定，監(jiān)理工程師應(yīng)該審核測量人員的崗位證書。

(2)檢查測量儀器的狀態(tài)，檢查其測量精度是否符合要求，按照監(jiān)理規(guī)范規(guī)定，監(jiān)理工程師應(yīng)該審核測量儀器的合格證和檢定證書。

(3)審核施工單位的測量方法是否科學(xué)，測量控制點(diǎn)(樁)是否有可靠的保護(hù)措施、自建的建筑坐標(biāo)系是否合理、測量控制點(diǎn)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換是否正確。

(4)檢查復(fù)核測量外業(yè)環(huán)境是否符合要求：大風(fēng)、大霧、雨雪天氣不宜測量；揚(yáng)塵很大也影響能見度；是否有障礙物影響通視；架設(shè)儀器的四周場地土壤是否松軟、是否有重型機(jī)械振動等等。

在具體復(fù)核施工單位建立的平面控制網(wǎng)的時候，筆者有 4 句口訣供廣大監(jiān)理人員作為參考，那就是：“儀器對中平如水，測站后視輸入對。重點(diǎn)復(fù)核控制點(diǎn)，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換要學(xué)會?！币簿褪且莆找韵乱I(lǐng)。

(1)確保儀器精確對中和整平。

(2)測站點(diǎn)和后視點(diǎn)的坐標(biāo)值一定要輸入正確。

(3)重點(diǎn)復(fù)核測量控制點(diǎn)的坐標(biāo)值，檢查測量控制點(diǎn)的保護(hù)措施。

(4)必須學(xué)會城市坐標(biāo)系和建筑坐標(biāo)系的互相轉(zhuǎn)換，這是監(jiān)理人員和施工單位測量員進(jìn)行專業(yè)交流、切磋的技術(shù)基礎(chǔ)。

中圖分類號：TU712

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1007-4104(2014)12-0021-03

收稿日期：2014-08-21

作者簡介：趙海波(1971—)，男，高級工程師，注冊監(jiān)理工程師、注冊造價工程師；趙海霞(1979—)，女，工程師，注冊二級建造師。

通信地址：湖北省武漢市武昌區(qū)石洞街293-10號 武漢市政建設(shè)監(jiān)理有限公司。