1.5　抄平放線基本知識

1.5.1　水準儀的構造和操作

（1）水準測量原理

在建筑工程施工中，要根據設計圖紙中要求的室內標高（±0.000）測出相應的絕對標高，以及對建筑物的水平進行控制，并進行建筑物的沉降觀測等，都需要用水準儀進行水準測量。已知地面A點的高程為HA，需要測B點的高程HB，就必須測出兩點的高差hAB。在AB之間安置水準儀，AB兩點各豎一根水準尺，測量時利用水準儀上的一條水平視線，截得已知高程點A上所立水準尺的高度a（稱為后視讀數）；又截得未知高程點B上所立水準尺的高度b（稱為前視讀數），由圖1-41可知，A、B兩點的高度差hAB可由下式求得，即

hAB=a-b

當a大于b時，高差hAB為正，B點高于A點，如圖1-41所示。

當a小于b時，高差hAB為負，B點低于A點，如圖1-42所示，則B點高程為

HB=HA+hAB=HA+（a-b）

當A、B兩點相距很遠或高差較大時，往往安置一次儀器不能直接測出兩點之間的高差，就需要連續地進行測量。在A、B兩點之間安置若干次儀器，每一個儀器位置叫做一個測站，在每一個測站上進行水準測量，測出每一測站上的后視讀數和前視讀數，分別為a1、b1，a2、b2，…，an、bn，則B點的高程就可以從已知A點的高程，通過各中間立尺點1，2，3，…，n-1逐點傳遞過來。即

H1=HA+h1=HA+a1-b1

H2=H1+h2=H1+a2-b2

H3=H2+h3=H2+a3-b3

…

HB=Hn-1 +hn=Hn-1 +an-bn

將各式相加得

HB=HA+∑a-∑b

（2）水準儀的構造

水準儀是能提供一條水平視線的精密光學儀器。水準儀由三腳架、基座、制動螺旋、微動螺旋、微傾螺旋、水準器和望遠鏡等部分組成，其構造如圖1-43和圖1-44所示。

工地常用的水準儀是微傾水準儀，其各部分的作用如下。

①望遠鏡。由物鏡、對光鏡、十字絲、目鏡等組成，用于瞄準遠處水準尺，并利用十字絲截讀水準尺上的讀數。

②水準器。供整平儀器用。有圓水準器和水準管之分。其中，圓水準器用于粗略整平儀器，而水準管與望遠鏡軸平行，旋轉微傾螺旋，使氣泡居中時水準管就處于水平位置，則視準軸也就處于水平位置，形成了一條水平視線。

③基座。用來支承儀器的上部，并通過中心螺旋將儀器與三腳架連接起來。支座上有三個腳螺旋，用來調整圓水準氣泡居中，將儀器粗略整平。

④制動螺旋與微動螺旋。用以控制望遠鏡在水平方向的位置。瞄準目標后，擰緊制動螺旋，固定望遠鏡，再轉動微動螺旋，使望遠鏡在水平方向做微小的轉動，使十字絲能對準目標。

⑤三腳架。用來安置儀器，可伸縮支腿調節儀器高度。

（3）水準儀的操作

水準儀操作的基本方法和步驟如下。

①安置儀器。張開三腳架，使架頭大致平整，高度與觀測者身高相適應，把三腳架的腳尖踩入土中，使其穩固。將水準儀安放到架上，用中心螺旋將儀器牢固地連接在三腳架上。

②粗略整平。調整基座上的腳螺旋，使圓水準器上的氣泡居中，將儀器粗略整平。整平時，先同時轉動一對腳螺旋①、②使氣泡b走到中間位置，再轉動腳螺旋③，使氣泡b走到居中位置，如圖1-45所示。

③瞄準水準尺。松開制動螺旋，轉動望遠鏡，通過瞄準器初步瞄準水準尺，然后擰緊制動螺旋。轉動望遠鏡對光螺旋，至能清楚看清水準尺上的尺度，再轉動微動螺旋，使十字絲貼近水準尺邊緣。

④精確整平。轉動微傾螺旋，使水準管氣泡居中，如圖1-46所示。為了提高目估水準管氣泡居中的精度，常在水準管上方裝一組棱鏡，這組棱鏡的abcd面恰好和水準管軸線gh在一個豎面上，通過折光作用，就把半個氣泡的兩端反映在望遠鏡旁一個小目鏡內，如圖1-47所示。如氣泡兩端的像重合，則氣泡居中，如圖1-48所示。

⑤讀數。當氣泡居中穩定后，迅速在水準尺上讀十字絲所切之數，如圖1-49所示。圖中讀數為1.275，并記錄。

1.5.2　水準儀的檢驗和校正

（1）圓水準器軸平行于儀器豎軸的檢驗和校正

①檢驗。調整腳螺旋，使圓水器的氣泡居中，然后繞豎軸旋轉180°，氣泡偏離中心位置，如圖1-50所示，即圓水準器軸從第一位置變到第二位置。從圖中可看出圓水準器軸從左偏儀器豎軸α角，變到右偏儀器豎軸α角，即改變了2α角。

②校正。由檢驗可知，圓水準器軸只偏離儀器豎軸α角，而不是2α角，因而校正時只要使氣泡向中心退回一半即可。在圖1-51中，a、b、c表示圓水準器的3個校正螺釘，校正時分兩步進行：先用a、b兩個校正螺釘中的1個，使氣泡在平行于ab方向退回一半到f，然后再用校正螺釘c，使氣泡在垂直于ab方向再退到g，這時圓水準器就平行于儀器的豎軸了。再用腳螺旋使氣泡居中，這時豎軸也就豎直了。圓水準儀的檢驗和校正往往要反復進行幾次。

（2）十字絲橫絲垂直于儀器豎軸的檢驗和校正

①檢驗。將橫絲的一端對準遠處一個明顯標志，轉動水平方向的微動螺旋，如果標志始終在軸線上移動，說明這一條件是滿足的，否則就必須校正。

②校正。松開十字絲環上相鄰兩個螺釘，轉動十字絲環，直到滿足為止，最后擰緊松開的螺釘。

（3）水準管軸平行于視準軸的檢驗和校正

①檢驗。在地面上選定A、B兩點相距60～100m置儀器于A、B中點，對兩端所立水準尺進行觀測，兩個數都包含相同的誤差x，那么兩個實際讀數a+x、b+x的數等于（a+x）- （b+x）=a-b，等于準確的高差，如圖1-52所示。然后把儀器搬到一端，使目鏡靠近水準尺，后視A點從物鏡一端向望遠鏡內看出后視讀數a2，如圖1-53所示。計算視線水平時應有的前視讀數b2=a2-h，如果實際前視讀數與b2相等，則這一條件滿足要求，否則就要校正。

圖1-53　視準軸檢驗（二）

②校正。轉動微傾螺旋，使橫絲對準B點上水準尺的正確讀數，這時準軸已水平，但氣泡偏離中心，撥動水準管校正螺釘使氣泡居中。此項檢驗需反復進行，直到B點所測的差與儀器在A、B的中點所測正確高差在3mm以內為止。

（4）校正注意事項

①在校正前，必須充分了解各種校正裝置的構造和作用，掌握正確的校正方法。

②檢驗校正時，應選擇適宜的工作場地，避免在有風、雨的天氣和強烈日光下進行工作。

③選擇適宜的校正工具。

④掌握正確的操作方法，校正時相應的螺釘應先松后緊，同時松緊的多少要一樣，每次以旋動螺釘的1/4～1/3圈為宜。

⑤各項檢驗與校正，必須順序進行，不能顛倒。

⑥水準儀是比較精密的光學儀器，密封性能好，一般均能保證儀器各軸線之間的垂直或平行關系，如經檢驗確有必要校正，則應十分謹慎地進行。

1.5.3　水準儀的使用與維護

（1）水準儀使用注意事項

水準儀是一種精密的光學儀器，使用時必須注意以下幾點。

①領用水準儀時應首先檢查儀器有無損壞；配件是否齊全、配套；物鏡、目鏡有否磨損，十字線是否清晰；各轉動部位是否靈活等。

②由箱中取出儀器時，應先松開各制動螺旋，用手拿住基座，輕輕將儀器取出。

③在安置三腳架時，應選擇在視線能通視、無障礙物影響、行人車輛干擾少、能保證儀器安全的地方。

④儀器放到腳架上后，應立即旋緊連接螺旋，并經常檢查其連接是否牢靠。

⑤儀器安置好后，測量人員不得離開，或另設專人保護，不讓無關人員接近儀器。

⑥微傾螺旋要居中，不宜過高或過低，以便于水準管的調平。

⑦制動螺旋應松緊適度，不得過緊；微動螺旋宜保持在微動卡中間一段。

⑧轉移測站連續工作時，應將制動螺旋微微擰緊，手持腳架于肋下，另一手緊握基座置儀器于胸前進行移站，切不可單手提攜或肩扛。

⑨不得用手指、手帕等物擦拭物鏡和目鏡上的灰塵，觀測結束后，應及時蓋上物鏡蓋。

⑩儀器應避免日曬、雨淋，在烈日或雨雪天操作時應撐傘遮擋。

（2）水準儀的維護

①觀測結束后，應先將各種螺旋退回正常位置，并用軟毛刷掃除儀器表面上的灰塵，再按原位裝入箱內，擰緊制動螺旋，關閉箱蓋。

②物鏡、目鏡上有灰塵時，應用專用的軟毛刷輕輕撣去。

③如觀測中遇降雨，應及時將儀器上的雨水用軟布擦拭干凈后方可入箱關蓋。

④儀器應放置于干燥、通風、溫度穩定的室內，切忌靠近火爐或暖氣片。

⑤長途搬運儀器時，儀器要安放在妥當的位置或隨身攜帶，嚴防受碰撞、受振動或受潮。

⑥每隔1～2年由專門人員定期對儀器進行全面的清洗和檢修，或送維修部門進行清洗和檢修。

1.5.4　基礎工程抄平放線

（1）基槽挖土

①基槽位置的控制。釘設完龍門板和控制樁，并校核無誤后，即可根據設計圖紙中的基礎寬度尺寸，以及根據土質情況決定的放坡尺寸，由龍門板上的軸線釘向兩側各量相應的尺寸，并做上標記，按標記拉通白線，按白線的位置撒白灰，挖土時即可按此灰線進行開挖。

②基槽深度的控制。根據設計圖紙要求的基礎深度行土方開挖，當開挖接近基底設計標高還有300～400mm時，應及時用水準儀抄平，并沿槽壁上釘上水平木樁，作為控制基槽開挖深度的依據。水平樁宜設置在基槽轉角處及中間3～5mm的槽壁上。

③水平樁一般可根據施工現場已測設的龍門板上±0.000標高，用水準儀下翻一定高度釘設。

④可沿水平樁的上表面拉上白線繩，用鋼尺依線往下測量，進行槽底清理和基礎墊層施工。

（2）墊層施工

①軸線投測。在龍門板上的軸線釘處系上小線繩，然后將線墜上的線繩靠在縱橫軸線的交叉點上，并往下垂到槽底，根據需要垂設若干點，并作出標志，即可將軸線投射基槽底部，并以此定出墊層的邊線。若為大型基坑或建筑物要求精度較高時，則可用經緯儀投點。

②標高控制?？捎没弁练介_挖時的槽壁水平木樁控制墊層標高。如墊層需要支模施工時，也可直接在模板上彈出標高控制線。

（3）基礎施工

①軸線投測。墊層施工完成后，先將龍門板或控制樁上軸線的位置投測到墊層表面，并按此軸線彈出基礎邊線和墻身中線，作為砌筑基礎的依據。

②標高控制。當為磚石基礎時，可設置皮數桿進行標高控制；當為混凝土基礎時，可在模板上用彈線控制。

③基礎皮數桿設置。當為磚石基礎時，可設皮數桿以控制標高。設皮數桿前應先在欲立皮數桿處釘木樁，用水準儀在木樁側面抄出一條高于墊層10cm左右的水平線，然后將皮數桿按水平線相應的位置釘在木樁上以此作為基礎施工的標高。

1.5.5　墻體工程抄平放線

（1）軸線投測

基礎工程完工后，應對龍門板或控制樁進行校核復驗。無誤后，利用龍門板或控制樁將軸線投測到基礎的側面，并標注出軸線編號，如圖1-54所示。

兩層樓層以上的墻體軸線，可用懸掛線墜法將其逐層向上投測。也可將經緯儀架設在建筑物軸線方向的延長線上，用十字絲的中點瞄準墻基軸線標志，以正、倒鏡取中的方法，將軸線引測到所需的樓層上面，依此法定出樓層各縱橫軸線的兩端點，即為樓層平面放線的依據。放線的同時還應按設計圖紙彈出門、窗洞口及墻身寬度、墻垛等量線。

（2）標高控制與傳遞

一般磚混結構建筑物的標高，可用皮數桿來傳遞與控制。如為外腳手架，皮數桿應立在墻的里側；如為里腳手架，皮數桿應立在墻的外側。高的傳遞和控制還可利用鋼直尺直接丈量。此法可由下一層樓梯間的+0.50標高線，向上量取一段等于該層標高的距離，并做好標志，然后用水準儀根據此標志測設出上一層的+0.50標高線，并用墨線彈出，作為樓層地面施工及室內裝修與其他工序施工掌握的標高依據。

（3）皮數桿的設置

在墻體砌筑施工中，墻身上各部位的標高，通常是使用皮數桿來傳遞和控制的。皮數桿是依據墻身剖面圖，在桿上標出每皮磚和磚縫厚度，并注明墻體上的窗臺、門窗洞口過梁、雨篷、圈梁、樓板等構件的高度位置，以便在墻體施中準確控制各部位構件的準確高度，如圖1-55所示。

皮數桿一般設在建筑物的轉角和隔墻處，并在墻身中部每隔10～15m設置1根。立皮數桿時，應先在地面上釘一木樁，用水準儀測出±0.000標高位置，并畫一橫線作為標志，然后將皮數桿上的±0.000與木樁上的±0.000對齊，用釘釘牢，用水準儀進行復核，再用線墜校正皮數桿的垂直度，無誤后即可作為墻體施工過程中標高控制的依據。