AutoCAD与全站仪结合法在大学城项目测量工程中的应用

　　摘要：介绍采用全站仪与AutoCAD图纸坐标标注相结合，以测量特征点为施工依据，直线放样为辅助，自由设站进行测量的方法。
　　关键词：AutoCAD，坐标，全站仪，测量特征点，自由设站
　　一、概述
　　1.1项目概述
　　中东某国大学城与石油学院工程的占地面积约为89,400平方米，总建筑面积近40万平方米，分为男、女2个校区。每个校区地下室为大型劲性混凝土空间结构,上部建筑呈“U”与“S”、“V”与“S”组合型，校区内各单体之间通过通廊连接。由于该国家信仰伊斯兰教，本工程的主轴线指向麦加方向。
　　1.2大学城项目的设计风格导致男、女校区的测量工作非常复杂，具有如下难点：
　　1.2.1男、女校区的施工轴线网是由多个分施工轴线网组合而成，施工主轴线不正交，如下图1、2所示:
　　1.2.2柱基础土方开挖边线与轴线大部分不正交。如下图3所示：
　　图3
　　1.2.3柱基础边线与轴线也不正交。如下图4所示：
　　图4
　　二、主要技术方法
　　2.1全站仪与AutoCAD图纸坐标标注相结合
　　根据施工详图转化人员提供准确的AutoCAD图纸，测量人员根据AutoCAD软件的标注功能对需要进行测量放样的特征点进行坐标标注，将标注好的AutoCAD图纸再和已批准的施工详图进行尺寸核对，无误后，进行现场测量放样。
　　全站仪为全电子化测量设备，自身还有各类计算软件，因此，尽管全站仪在测量时仅通过反射棱镜测量角度和距离，但它有放样模式、坐标模式、直线放样模式等多种测量模式，在本工程中，采用的是SOKKASET250RX全站仪，测距精度2+2ppm，测角精度为2〃。采用全站仪与AutoCAD图纸坐标标注相结合的办法，方便、快捷、高效，测量精度高，达到信息化测量要求。
　　2.2、对特征点进行定位测量
　　由于大学城项目本身轴线网非常复杂，同时基础、柱与轴线互成夹角，不能按照常规方法放线，因此，大学城项目采用特征点来进行定位测量。以地下室为例来说明如何采用特征点定位：
　　2.2.1土方工程
　　在土方工程中，设定所有的边界拐点为特征点、每个基础土方的边角点为特征点。依据土方开挖图及特征点放出基坑开挖边线，在各特征点处钉扎有红白带的短钢筋并妥善保护。如下图6所示：
　　图6
　　2.2.2筏基工程
　　土方开挖完毕后，在各特征点处钉好短钢筋，以此作为垫层浇筑的控制点。
　　由于大学城项目基础是整体筏板基础，男女校区的底板分别分为了27、28块施工段，筏板筋绑好后，在筏板的各层筋上按需要测设出墙、柱等的特征点，方便插筋。墙、柱等的特征点为墙、柱等的角点，如下图7所示：
　　图7
　　筏基混凝土浇筑完毕后，放出模板500mm线（供模板位置检查使用）,即利用AutoCAD图纸上平行偏移出墙、柱边线500mm并延长相交，相交点即为现场需放样的特征点。
　　2.2.3地下室墙壁的测设
　　地下室挡墙和地下室整块筏基边界都是较长的直线，采用全站仪的直线放样模式，设置基线为筏基边界的坐标，在输入偏置距离500mm或者1000mm，就可测设出平行于筏基边界线500mm或者1000mm的控制线，方便木工支模放线。
　　2.3、全站仪自由设站后方交会法在大学城项目工程中的应用
　　由于大学城工程中轴线网的复杂性，测设轴线桩无法指导施工，采用常规施工测量，有时会出现：(1)两已知控制点不通视，放样视线不通视；(2)放样距离长，放样角度太大或太小，直接影响放样精度；(3)由于施工机械多等缘故，控制点常遭到破坏，需将点补测或临时测点才能使用。解决上述问题的有效办法是采用全站仪自由设站后方交会法来进行测量。后方交会法测量站点坐标的基本原理如下图8所示：
　　图8
　　设有两个以上已知控制点1、2…、n，架设仪器于任选的P点上。测量P至各已知点的平距R、水平角度(图8)，以平距R为半径做圆，各圆的交点即为测站点P的坐标。从误差分析的角度来看，根据正态分布原理，若测量的控制点越多，相交圆的交点位置落在平均点位置的几率越大，则计算得出P的坐标精度也越高。根据已知两点定向建站的原理，在已知P点坐标及任一已知点的情况下，仪器自动建站完成了。
　　由于全站仪里面有计算软件，通过对控制点距离和角度的测量，列立角度和距离误差方程，采用最小二乘法原理，计算出测站点坐标及其交会精度的标准差数据△E，△N，如图9所示。直接可以判断设站的测量精度。
　　图9
　　三、关键技术要素
　　3.1在全站仪自由测站后方交会法中采用一次性测设，即用控制点直接测设特征点，减少中间控制和放线工放线工序，保证精度。
　　3.2通过在AutoCAD软件中标注软件的使用，得到了各特征点的坐标；通过高精度的全站仪直接输入坐标进行放样测量、复核测量，大学城项目的测量方式基本达到信息化要求。
　　3.3中东地区温度变化较大，必须重视温度改正；同时在测量时要关注视线方向附近无热源体。
　　3.4由于自由设站测量时，如果测站点与已知点成一个圆时，无法计算坐标。因此，测量时，一定注意如何选取后视点才能保证测量精度。
　　四、效果
　　4.1由于直接放样特征点，减少了放线工的工作，节省人工和材料。
　　4.2由于采用自由设站后方交会法，方便、快捷，提高了测量效率，减少了测量人员和仪器的投入量。
　　4.3采用本方法加快了施工进度。
　　4.4采取全站仪与AutoCAD图纸标注坐标相结合，以测量特征点为施工依据，直线放样为辅助，自由设站进行测量的办法，基本达到信息化要求。
　　参考文献：
　　[1]武汉大学测绘学院测量平差学科组，误差理论与测量平差基础，武汉大学出版社.
　　[2]张正禄，工程测量学，2007.
　　[3]中国有色金属工业协会，工程测量规范-GB50026-2007.
　　[4]四川建筑职业技术学院,全站仪自由设站的应用及精度分析2008:24-19.