工程测量的基本原理篇1

【关键词】桩基检测；检测技术；工程实践

一、引言

桩基作为一种隐蔽工程，它是地面上建筑物的重要支撑力量，桩基作为建筑物的基础，它的质量优劣与建筑物的安全有着直接的密切关联。在桩基工程的建设中，不得不提到桩基检测，它作为桩基施工的标准，对桩基施工严格把关，因此桩基检测技术是桩基施工中一个十分重要的因素。近来几年，桩基础越来越多的应用于高层建筑以及铁路建设中，并且建设单位越来越重视工程质量，这种背景下建筑行业也逐渐加大了对桩基检测技术的重视。

二、桩基检测技术

对桩基进行检测主要是注重对三方面的检测，分别为检测成孔质量、检测桩基承载力、检测桩基完整性。其中检测桩基承载力时，可以采用两种方法：静荷载试验、高应变动检测。而检测桩基完整性时，可以采用低应变动、声波透视两种方法。

1、检测成孔质量

进行桩基建设时，成孔的质量关系到成桩的质量：桩孔的孔径过小时会降低整个桩基的的承载力；桩孔上部扩径时会增大成桩上部的侧阻力，而下部侧阻力得不到完全发挥；桩孔偏斜时使桩基承载力不能够得到有效的发挥；过厚的桩底沉渣减少了有效桩长。因此，检测成孔质量是保证成桩质量最为重要的环节。检测成孔质量主要是检测桩孔位置，检测孔深、孔径，检测垂直度以及检测沉渣厚度等。

2、检测桩基承载力

①静荷载试验法。作为检测桩基承载力的方法之一，静荷载试验主要是检测基桩竖向以及水平承载力，其中竖向静荷载被广泛应用于建筑工程中。静荷载试验以桩基实际受力为试验参照标准，尽可能贴近实际情况，这也是其最为突出的特点。静载试验应用于检测工程试桩，具有较高的精确度，一般将误差控制在10%以内。

②高应变动检测。高应变动检测的主要原理是通过重锤进行瞬态冲击桩顶，然后使桩基周围的土塑性变形，运用应力波理论对桩土体系进行分析并得到有关参数，进而揭示在接近极限时桩土体系的工作性能，并对桩身质量做出相关分析，从而得到桩基极限状态的承载力。

3、检测桩基完整性

①低应变动检测。低应变动检测就是通过施加微量的激振给桩顶，使桩身以及其周围的土体产生微振，并在这时用仪表对桩顶振动的频率以及其加速度进行测量记录，然后运用波动理论认真分析记录结果，从而完成对桩基施工质量的检测、明确桩身的完整性，并对基桩承载力做出适当的预估等。

②声波透射法。声波透射法原理是通过分析混凝土中超声波传播的相关声学参数的变化以及其波形，进而判断出桩身混凝土是否具有连续性，同时对断层、蜂窝等缺陷做出判断，明确其大小与位置。

三、工程实践应用

实验中的办公楼为某高层办公楼，地下一层，地上十四层，建筑采用的框架结构，总建筑面积为38110.5㎡，该办公楼桩基础的预制桩为钢筋混凝土结构。经过实际勘察，由于工程特性不同将场地地基分为四层，从下往上为，第一层为强风化泥岩层，第二层为砾砂层，第三层为粉土层，最上面一层为粉质粘土层。要求基桩设计参数为：桩径φ五百毫米mm；桩长在十一米与十三米之间；工程桩总数一百七十根；单个桩基承载力特征值两千千牛；混凝土强度为C40；并将砂砾层作为桩端持力层。本次工程实践对于不同的场地环境、地质状况，主要采用了四种检测法：成孔质量检测（数量40个）；试桩载荷试验（数量3根）；高应变动检测（数量10根）；④低应变动检测（数量30根）。

1、成孔质量检测

本工程中主要通过使用孔径仪(JJC-1A型)、沉渣测定仪(JNC-1型)、井斜仪(JJX-3A型)、深度记录仪、孔口轮等设备,分别检测了孔深、孔径以及孔斜和沉渣厚度。检测结果为：设计要求孔深在10.45m与11.94m之间，而实际测量孔深在10.60m与12.20m之间，数据显示所有设计孔深均小于实际检测桩。实际测量局部孔径最小值在451mm与471mm之间，局部最大孔径在524mm与633mm之间，并且桩孔最小孔径均大于550mm。实测垂直度均在1%之下，一般在0.68%与0.97%之间。孔底的实测沉渣厚度均在150mm之下，一般在80mm与100mm之间。由以上统计数据分析可得，本次成孔质量检测中，对孔深、孔径以及孔斜与沉渣厚度的测量数据均满足标准要求。

2、静载试验检测

本次工程实践中，依照设计要求，分别对试桩检测中的三根试桩进行单桩竖向试验。本次检测主要用到以下设备：成套的静载试验设备（RS-JYB），有主机、中继器、位移传感仪以及控载箱、钢梁等等。检测方法：本次试验，主要是将千斤顶放置在试验桩桩顶，然后再将主梁、次梁放置其上，其中次梁主要负责连接四根锚桩，同时将预制桩放置在次梁之上作为配重。对桩的加载应用逐级加荷方式，加荷后每间隔十五分钟读一次记录数，没隔两个小时加荷一次。

3、低应变动检测

根据相关规定，低应变动检测主要是对混凝土桩身是否完整进行检测，并对桩身是否存在缺陷以及缺陷的程度、位置进行判断，同时对所有桩身完整性进行分类，做好分类总结。本次工程实践低压变动检测了三十根工程桩。主要应用了动测分析系统（FDP204PDA型），加速度传感器以及力棒。检测方法：将加速度传感器放在桩顶，当锤击发生时，传感器就能够接受加速度信号，然后通过动测分析系统将信号放大，再经A/D转换，将加速度信号转化成数字信号，然后传给微机，经微机处理后的数字信号将会显示实测波形在屏幕上，每根桩布都采集一个点，每一点采集五到六锤信号。

4、高应变动检测

本次工程中高应变动检测了十根工程桩。主要应用了动测分析系统（FEI-C3型），其包括486/40微机、十二位A/D转换器、重锤、加速度传感器以及力传感器。检测方法：在桩侧表面对称安装两只加速度计以及两只力传感器，当重锤自由下落时，会对桩顶产生瞬时的冲击力，这时用动测系统放大记录的加速度以及力信号，并通过A/D转换成数字信号，然后传给微机，经过微机软件处理的数字信号会记录于磁盘中，这时实测波形也会显示出来，之后再进行回放测试信号，然后利用软件对信号进行曲线拟合分析，这样便明确了单个桩基在极限状态的竖向承载力。

四、总结

由上文分析可知，本文主要是在工程实例的基础上，着重分析了桩基检测技术在实践中的应用原理，并同时对桩基检测要点做出分析，通过与实例的结合使我们对桩基检测原理理解的更加明确，这为我们以后的桩基工作提供了宝贵的经验，同时这也使我们能够更加清晰地对桩基工作的质量做出判断，为以后的建筑工程桩基建设打下坚定的基础。

参考文献:

[1]蒋建平.大直径桩基础竖向承载性状研究[D].上海：同济大学，2004.

工程测量的基本原理篇2

一、把电工仪表基本原理、测量机构和测量线路始终作为教学的重点，它们是分析电工仪表的基本内容

电工仪表（模拟仪表）的基本原理是把被测电量或非电电量变换成仪表指针的偏转角，用仪表指针的机械运动来反映被测电量的大小。电工仪表通常由测量机构和测量线路组成，测量机构是实现电量转换为指针偏转角并使二者保持一定关系的机构。它是电工仪表的核心，它告诉学生指针为什么会转动。测量线路将被测电量或非电量转换为测量机构能直接测量的电量，它的特点转化。测量线路必须根据测量机构能直接测量的电量与被测量的关系来确定，一般由电阻，电容电感或其他电子元件组成。各种测量机构都包含固定部分和可动部分。测量机构都由产生转动力矩、反作用力矩和阻尼力矩的部件。这三种力矩共同作用在测量机构的可动机构上，是可动部分发生偏转并稳定在某一位置上保持平衡。以上内容是学习各种不同测量机构的共性知识，是学习本课程的基础，对学生掌握好教材起到潜移默化的作用，教学中应该首先确立它们的重要地位。

二、充分运用类比积木化的思维方式进行教学

一般说来，人们对所研究的对象比较陌生时，就可以把熟悉的事物与之类比，从而掌握被研究的事物的特征。在教学中以下知识时，运用类比方法会取得良好的效果。

1.磁电系仪表和电磁系、电动系仪表作类比，找出各种测量机构的固定部分和可动部分部件；测量机构产生转动力矩反作用力矩和阻尼力矩的部件，找出它们的相同点和不同点。通过列表对比，加深对测量机构的理解，触类旁通，同时能尽快掌握学习方法，提高学习兴趣。

2.搞好模拟万用表和数字万用表的类比教学。模拟万用表采用高灵敏度的磁电系测量机构，测量线路是万用表实现多种电量测量，多种量程变换的电路，测量线路能将各种待测电量转换为磁电系测量机构能接受的直流电流。数字万用表采用数字电压基本表做测量机构，测量线路利用交流／直流、电流／电压、电阻／电压、电容／电压转换器。将各种待测量转换为数字电压基本表能直接接受的直流电压。通过对比使学生尽快掌握两种万用表测量机构和使用方法的相同点和不同点。同时，通过测量机构的对比，更能加深学生们对二者技术特性不同的理解，测量机构决定仪表的技术特性。

在教学中运用类比方法，除去帮助学生理解掌握所学的知识外，还能使学生对电工仪表原理有更深的认识，从而达到培养学生自学能力和创造能力的目的。

三、注重电工仪表的选择教学

学习本课程的目的之一，就是根据测量要求正确地选择电工仪表。为了让学生能正确选择，在教学中教师应强化以下两方面教学。

1.掌握选择测量方法的原则。一个物理量，可以通过直接测量法得到测量结果，也可以通过间接测量或比较法进行测量。选择方法的原则：(1)所择的方法必须达到测量要求；(2)在保证测量要求的前提下，选用最简单的测量方法；(3)选用的测量方法应保证测量仪表和被测元件不能被损坏。

2.注重误差理论相关知识的教学。测量是对客观事物取得数量概念的一种过程。人们借助专门设备，通过实验方法，得出以测量单位表示被测量的数值大小。测量结果以真实的接近程度，是否在误差范围内，决定测量的可信度。误差理论的相关知识很多，我们首先应明确误差的分类，根据误差产生的原因可分系统误差、偶然误差、疏失误差。误差的表示分为绝对误差、相对误差和引用误差。仪表的误差分为基本误差和附加误差。教师可将各种带“误差”的名词概念进行对比讲解，让学生掌握各种误差之间的区别，加深对各种误差的理解和认识。掌握了这些基础知识就能判断测量结果的准确程度，同时选择电工仪表做理论上的准备。

3.加强准确度和灵敏度的教学。准确度是指测量结果与被测量真实之间相接近的程度，它是测量结果准确程度的量度。仪表的准确度是仪表量程内的最大绝对误差与仪表量程的百分比。它说明了仪表的准确程度，仪表准确程度的高低，直接反映了该仪表测量的准确性，即仪表的基本误差有多少。利用准确度可以确定误差范围，根据测量要求和仪表的准确度可以正确选择仪表。灵敏度是指以表对被测量变化的反应能力，它反映了仪表所能测量的最小被测量，是指以表读数变化量（指针角度的变化量）与被测量的变化量之比。灵敏度的倒数称为仪表常数，刻度不均匀的仪表灵敏度不是常数。仪表准确度和灵敏度反映仪表的测量能力，是测量选择仪表的重要依据，同时也是判断测量结果是否符合要求的重要依据。理解掌握准确度、灵敏度概念，对于选择仪表和学习相关知识是很有帮助的。

四、在教学中注意电工和电子线路知识与仪表与测量相结合

把电工电子知识运用到仪表与测量课程中，在实际教学中应力求做到以下几点：

1.使学生掌握磁路和电路的分析。分析磁通所通过的路径是磁路，利用磁阻磁导率和磁路欧姆定律，电流与磁场的关系，以及磁场对电流的作用，分析仪表的技术特性、测量机构。同时，利用电磁感应原理和互感线圈同名端的知识分析由磁路联系起来的电路，这对于掌握测量机构和测量线路以及电工测量是很有帮助的。

2.让学生掌握三相四线制电源电压的向量图，线电压和相电压的关系，RL串联电路，复阻抗及复数形式的欧姆定律，这些电工学知识对于学习本课程知识以及分析本课程知识，对于掌握仪表使用与测量值都起到很大的帮助作用。

3.让学生掌握电子线路中整流，集成运放知识，理想集运放的条件，以及输入电阻的概念，这对于学习数字仪表及其他环节知识是非常重要的。

工程测量的基本原理篇3

测量平差课程是测绘工程专业本科的专业基础核心课程，但由于测绘工程专业本科学生四年要掌握的基础知识、专业基础及专业知识比较多，在进行测绘工程专业招生的各高校课程设置中，测量平差课程的课时设置一般并不多，我校为64学时。而测量平差课程教学大纲要求学生了解测量误差的基本概念、基本理论、主要平差方法，掌握常用的平差方法及各平差方法的适用情况，并能用该课程所学到的理论与方法对常见的控制网观测成果进行平差计算，求得观测值及未知量的平差值与精度计算，教学内容比较多。因此，在授课之前制定一份合理的教学计划，明确该课程的教学内容，安排好教学大纲要求内容的课时分布，是非常重要的。

2讲好绪论激发学生的学习兴趣

人常说，学一行，爱一行。要学好一门课程，首先就要喜欢这门课程，对于测量平差这门测绘工程专业本科的核心课程，更是如此。在首次上课之前，大部分学生对要学习的课程还不是很了解，因此，绪论的讲授就显得非常重要。通过绪论课，要让学生了解测量平差课程的性质、该课程在测绘工程专业课程设置中的位置、测量平差的研究对象、主要任务及课程的主要内容，让学生对这门课程有一个基本的认识，激发学生的学习兴趣。在此基础上，介绍测量平差课程的特点、学习的一些技巧和注意事项，以便学生能够尽快找到适合自己的学习方法，为学好测量平差课程做好铺垫。

3注重测量平差课程的三基”教学

三基”即该课程的基本概念、基本理论和基本方法。三基”教学是测量平差课程教学的重点，要让学生学好测量平差课程，首先就要使其掌握该课程的基本概念、基本理论和基本方法，在此基础上，才可以进一步深入学习，可以说脱离了三基”的平差课程学习如同空中楼阁，是不可能学好该课程的。

3．1重视基本概念

测量平差课中的基本概念比较抽象，如观测误差、最或是值、改正数、必要观测、多余观测、精度、中误差等。掌握这些基本概念是学习基本理论和基本方法的前提，而不掌握基本概念，要学习基本理论和基本方法简直是不可能的。其实，这些基本概念本身并没有什么高深的理论和方法，也没有多大难度，只是对初学者来说比较生僻而已，学习起来还是比较容易的。在教学中，一定要重视基本概念，课堂上要讲清楚各概念的定义、表示方法、有关定义式及实际应用举例等，以便学生能够理解并准确地掌握基本概念，而不致混淆。

3．2加强基本理论教学

测量平差课程的大多数理论都是贯穿于平差方法之中的，要特别强调的基本理论主要有平差原则、协方差传播定律、协因数传播定律等，这些基本理论都是要求学生熟练掌握的。对于平差原则理论，讲清楚常用的平差原则、适用情况及各原则的具体含义;而对于协方差传播定律、协因数传播定律等，要从定律的定义、传播关系表达式、使用定律时的注意事项等着手进行详细讲解，以便学生能够正确理解这些定律，在此基础上，通过定律使用的实例讲解和学生练习，加深学生对定律的进一步理解与掌握。

3．3重点进行基本方法的教学

测量平差的方法有很多，像条件平差法、间接平差法、附有未知数的条件平差法、附有条件的间接平差法等经典平差方法及序贯平差、附有系统参数的平差等近代平差方法。每一种平差方法都有自身的平差原理、函数模型、法方程、改正数的计算方法及精度评定等，不同平差方法之间既有区别又有联系。在基本测量方法教学时，应做到:1)明确各平差方法的原理;2)重点讲解函数模型的数目、形式与常见控制网函数模型的列立方法;3)强调法方程的数目与组成方法;4)利用计算工具进行法方程的解算;5)强调不同平差方法下改正数的计算方法;6)观测值最或是值的计算与检核;7)精度评定，评定观测值、平差值及平差值函数的精度。

4引导学生善于总结并抓住规律

公式多，函数模型长”是初接触测量平差课程的大多数人的共识。的确，与测绘工程专业的其他课程相比较而言，测量平差课的公式是比较多的，函数模型不但多而且通常也是比较长的，但平差课程中的大部分公式、模型的组成都是很有规律的，只要抓住了这些公式、模型的规律，即便公式、模型忘记了，也不难对照几何模型按规律写出对应的公式、模型。因此，在课堂教学中要引导学生善于总结规律并抓住规律的要点，这样，公式、函数模型的记忆就不成问题了。

5适当地引导学生利用具有计算功能的软件进行计算机辅助计算

计算量大”是测量平差课程的又一特点。一个比较大的控制网平差问题，在没有计算机辅助计算的情况下，几个小时乃至一天是很正常的。单就控制网平差中法方程的解算来讲，一个4阶的法方程，若要通过高斯约化法进行解算，就需至少半个小时，而高斯约化法解算法方程的工作量与法方程的阶数是呈幂次数增加的，在法方程阶数比较高的情况下，手工计算有时是难以完成的，而利用MATLAB进行法方程的解算，在输入法方程系数、常数项的情况下，仅一个命令在几秒钟之内就可得到准确的结果。因此，在进行法方程、转换系数方程的组成与解算部分教学时，应引导学生利用EXCEL，MATLAB等具有计算功能的软件进行计算机辅助计算，减小平差计算的工作量和计算误差。当然，在相应知识具备的情况下，利用VB，C等语言编写法方程解算软件后，在计算机的解算软件支持下进行解算是更好的。

6通过习题讲解与练习培养学生分析解决问题的能力

初学者在平差课程学习当中，常常会感觉到理论与实际脱节，表现在课本上的概念、理论、方法似乎都掌握了，但遇到实际平差问题却感到非常棘手，主要原因是知识掌握的不够扎实，缺乏灵活运用所学知识的能力。教学中，针对这种情况，在讲完一种平差方法之后，马上应进行相应内容的习题课，通过常见控制网平差实例分析与讲解，使学生了解最基本的平差问题的解题思路、方法与步骤，在此基础上进行相应的平差练习，培养学生分析、解决平差问题的能力，增强平差技巧。

7引导学生掌握至少一种平差软件进行控制网平差计算

掌握三基”是本科教学的基本要求，而我们的教学对象要成为一位合格的现代测绘工作者，利用平差软件进行控制网平差计算也是一项必备的技能。现阶段，测绘行业中使用的控制网平差软件比较多，如南方测绘仪器公司的平差易、北京威远图公司的TAPADJ、武汉大学的科傻及一些单位自行开发的平差软件等，这些软件虽然在功能、界面组成、成果输出格式等方面存在差异，但基本功能和使用方法大致是一致的，掌握一种平差软件的使用方法后就比较容易掌握其他平差软件，因此，在测绘工程专业本科生的测量平差课程教学中，应该通过一种比较常用的平差软件的实际使用，教会学生使用平差软件进行控制网平差的基本方法，引导学生掌握至少一种平差软件进行控制网平差计算，培养学生利用平差软件进行控制网平差的技能。

8结语

工程测量的基本原理篇4

关键词：建筑工程测量；课程内容模块；教学方法

Abstract:Basedontherapiddevelopmentofmappingtechnology,startingfromtheapplication-orientedinstitutionsOrientation,Vocationalcivilengineeringspecialtyconstructionengineeringsurveyteachingstatus,constructionengineeringsurveycoursesteachingreformideas,thatis,tore-buildcoursecontentmodulesguidestudentstoenhanceprofessionalskillsatthesametime,improvetheoverallqualityofdifferentteachingmethodsforteachingcontentmodule.Keywords:constructionworkmeasurement;curriculummodules;teachingmethods

中图分类号：TU198文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）

1引言

高等职业教育作为我国高等教育的一支生力军，其培养目标是以社会职业岗位的实际需要为依据，强调应用性，突出综合实践能力的培养。建筑工程测量课程是土建类专业的一门必修的专业基础课程，在专业培养的课程体系中，具有很重要的地位。测绘学科的发展，经历了从传统模拟测绘到数字化测绘，现在正在向信息化测绘阶段过渡。全球定位系统、地理信息系统、遥感技术的飞速发展，测绘新设备、网络技术和多媒体技术的发展为建筑工程测量教学的改革和发展提供了机遇。

近年来，国内很多高校针对高职土建类专业建筑工程测量课程进行了一系列教学改革，对传统课程的教学内容、教学模式、课程设计等做了很多研究，但多集中在以培养就业技能为主，而偏离了教育培养“人”整体素质的主线。本文试图通过重新构建课程内容模块，设计建筑工程测量课程的任务项目模块，突出教育整体素质的培养，进而引导学生在学习专业技能的过程中，不断提升自己的综合素质。

2课程的定位与课程内容模块的构建

建筑工程测量作为土建类专业的一门必修的基础平台课程，在对课程体系的定位时必须考虑与相应专业技术的融合，要与专业培养目标和计划协调一致，要服务于专业但不拘泥于专业［2］，目的是让非测绘专业的学生掌握专业中要用到的测绘知识、手段、技能，把学生培养成具有测绘技能、测绘意识的其他专业人才。

建筑工程测量课程内容模块的设计，需要研究教学对象、课程内容之间的衔接关系及课程内容模块与其他相关学科的衔接以及综合素质的培养三方面。

1）教学对象的研究。高职学生具备当代青年学生的人生观、价值观、道德观，但是他们也有一些不足和问题，最主要的不足，首先表现在入学成绩普遍偏低，文化基础差；其次，学习的主动性、自觉性不足，学习习惯不好；但是高职学生也有他们的长处，他们往往兴趣广泛，善于动手，对实践性知识比较感兴趣等。

2）课程内容及其他相关学科内容之间的衔接。将课程内容按模块整合，从数学、物理等基础学科知识在建筑工程测量课程中的应用，以及测绘技能在工程建设全过程中的作用切入，每个模块在以学生掌握“必须、够用”理论和技能的同时，培养学生必要的职业素养。

3）综合素质的培养。教学过程中，除了重视学生基本专业技能的培养，还要强调学生运用基本专业技能解决实际工程问题能力，其中关键是通过实践教学环节提高学生的工程实践能力，组织协调能力，团结协作能力，进而提升学生的综合素质。

表1建筑工程测量课程教学内容模块

序

号模块

名称模块

任务能力

要求素质

培养

模块一

测量基本知识测量的基准线和基准面，地面点位的确定；

测量工作的基本原则和内容；

3、测量误差的来源及分类；

4、评定精度的标准和计算方法；1、熟练掌握地面点位的确定方法；

2、掌握测量工作的基本原则和内容；

3、能够运用误差的基本知识进行精度评定。

学习

能力

模块二

测量仪器的使用

1、水准仪、经纬仪、全站仪的正确操作与使用。熟练掌握主要测量仪器操作技能。

能够运用测量仪器进行高差、角度、距离测量。

具备工程测量方面的基础能力。

自学

能力、

动手

能力

模块三

测量仪器的综合使用

1、小区域控制测量。

2、大比例尺地形图的测绘。

3、土方量的测量与计算。具备小地区平面、高程控制测量的测量、计算能力。

具备大比例尺地形图的测绘能力。

具备土方量的测量与计算能力。

团结、

协作、

能力

模块四测量方法的基本应用测设已知水平角度和水平距离。

测设一条水平线和一条坡度线。

建筑方格网的测设。1、掌握高程测设、角度测设、距离测设。

2、掌握建筑方格网的测设。分析、

解决问题能力

模块五测量方法在工程中的应用建筑物定位与放样。

建筑物沉降观测。具备建筑物定位与放样、基础测量、轴线投测、高程传递的能力。分析、

解决问题能力

模块六

测量新知识、新技术GPS测量的原理与方法。

GIS、RS概述。

成熟测绘软件的使用，如南方CASS的使用。

编程计算器在建筑工程测量中的应用。掌握GPS的使用。

具备数字化测图能力。

了解当前或今后工作中可能用到的测绘新知识、新技术。

开拓、创新能力

以上内容模块的设置体现了建筑工程测量教学内容的传承与发展的基本思路。在教学内容的选择与组织上同时体现了“基础――应用――提高”的思路。

3教学方法

建筑工程测量课程的基本特点是“概念多、理论多、实践多”。针对高职学生特点，结合模块化教学内容，采用以下教学方法。

1）测量基本知识：基本概念、原理是每一门课都必不可少的，在这部分的教学中，采用直观性强、条理分明的多媒体教学。将概念、理论与学生熟知的自然现象相结合，让学生通过客观现象理解、掌握知识。

2）测量仪器的使用：测量仪器是建筑工程测量课程的必备工具，仪器的原理、结构、使用方法是本课程的重点之一。对于这种操作性要求较强的内容，采用面对实物讲结构、步步动手讲操作，使学生眼见为实，多媒体课件作为补充手段使用效果较好。在讲解高差测量、角度测量、距离测量等方法时，也可配合视频或录像的示范讲解，使学生较快理解并掌握其要领。

3）测量仪器的综合使用。本部分涉及测、绘、算能力。对于计算能力，建筑工程测量中主要涉及简易平差、高程计算、角度计算、坐标计算、土石方计算等。教学中，将每项教学任务都融入具体测量实例中，让学生不仅学会计算方法，而且明白其含义、适用范围，使学生将抽象的计算与形象思维结合起来。课后，还需布置一定的习题，巩固教学效果。

4）测量方法的基本应用。建筑工程测量工作可分为两类，测定和测设。在讲述测设部分内容时，使用探究式教学方法，由教师结合测量的基本知识，事先提出先导问题，引导学生依据所学相关理论，结合仪器的操作使用，量测或查阅资料，得出答案[3]。该教学方法使学生成为教学活动的主体，有助于培养学生应用基本理论分析、解决实际问题的能力。

5）测量方法在工程中的应用。在此部分内容教学中，可采用任务驱动法与案例教学法相结合。如建筑物的定位和放样，可以结合某具体建筑工程的建筑总平面图、建筑平面图、基础平面图、和基础剖面图，使学生熟悉设计图纸，现场踏勘，确定测设方案，利用原有建筑物、利用建筑基线或方格网、利用道路红线、已有测量控制点定位，并进行建筑物的放线。最后结合学生的实施情况，点评实施过程中存在的问题及改进措施。使学生能更好地理解建筑物的定位和放线的任务、作用和全过程，更能激发学生的学习兴趣和积极性。

6）测量新知识、新技术。3S（GPS、GIS、RS）技术的融合，是一个自然的发展趋势，三者之间的相互作用形成了“一个大脑，两只眼睛”的框架，即GPS与RS为GIS提供区域信息及空间定位信息，而GIS进行相应的空间分析以便从GPS和RS提供的海量的数据中提取有用的信息并进行综合集成，使之成为科学的决策依据。该部分内容可采用多媒体结合案例教学法，在教学过程中穿插大量工程，如三峡工程、南水北调工程、西气东输、青藏铁路等工程，其施工范围大、施工周期长等，3S技术为该类大型工程提供了最有效的数据及信息采集、分析处理、表达决策的工具。本部分教学内容有助于拓展学生的视野，培养学生开拓创新能力。

4结束语

本文从现代测绘技术发展与建筑工程测量的教学现状入手，对于高职土建类建筑工程测量课程的教学改革，从课程教学内容模块的设计、课程主要内容模块、教学方法的选择三方面进行探索，进一步密切了测量与土建类专业的关系，突出了测绘能力的培养与工程素质并重的理念，是对传统建筑工程测量教学的一种新的尝试。

参考文献：

［1］赵艳敏．建筑工程测量及实训指导［M］．西安：西安交通大学出版社，2011，8．

工程测量的基本原理篇5

关键词：工程测量；道路勘测设计；一体化教学

中图分类号：G71文献标识码：A文章编号：1009-0118（2012）-03-0-02

《工程测量》课程是道路桥梁工程专业的专业基础课。该课程的的教学内容要求学生既要掌握测量基本理论知识又要熟练掌握各种测量仪器的操作技能，又能运用所掌握的知识在道路桥梁工程建设中进行道路现场施工测量。《道路勘测设计》课程是该专业的主干专业课，主要讲述道路线形设计与道路外业勘测知识。两门课程教学内容均有理论和实践环节两部分构成。在各自的现有教学内容体系中，两门课程均存在有知识点的不连贯现象，同时两门课程在知识结构上又存在一定程度的知识点交叉与重叠。因此，优化整合两门课程的教学内容体系，科学合理安排教学次序，互相补充，删去重复部分，实现两门课程一体化教学模式，对节约教学资源，提高教学质量有重要意义。

一、存在问题分析

《工程测量》课程主要内容包括：测量学的基本知识；工程上常用仪器的构造、使用和校核；测量误差的基本知识；大比例尺地形图测绘；公路路线勘测阶段的任务以及工作方法，包括中线的测设和路线纵、横断面的测量；道路工程施工阶段的测量任务及方法，包括道路施工测量、桥隧施工测量等内容。简单概括为测量基础理论知识讲授与道路施工测量技能培养两部分内容。《道路勘测设计》课程主要内容为：道路设计管理与控制要素，平、纵、横断面设计、选线及总体设计，交叉口设计，交通设施设计，外业勘测等。同样可以分为道路线形基础理论与外业勘测技能的培养两部分内容。可见两门课程，在知识结构形式上均可分为理论教学与实践教学两部分；内容上也都离不开道路线形基本知识，联系也较为紧密。

相关调查显示，目前国内有关高等院校在该专业课程设置中，两门课程的教学安排大部分为以下模式：

《工程测量》设置在大二上学期，理论学时48课时（包含8学时的实验课时），另加2周的测量实习。《道路勘测设计》课程设置在大三上学期，理论学时56课时，另加2周的室内课程设计。

笔者用近两年时间，通过和学生谈话、调查问卷以及用人单位的反馈信息等方式，发现两门课上述教学模式虽被大多数院校所采纳，但的的确确存在有一定弊端。

（一）理论教学方面

对于道路桥梁工程技术专业的学生来说，《工程测量》课程的重点是1、测量仪器的基本操作；2、公路路线勘测；3、施工测量。但是后两个知识点明显要求学生有一定的道路线形知识基础，即：道路平、纵、横断面的基本知识以及相关计算公式。对于处在大二上学期的学生，只是学了一年的公共基础课，没有任何道路线形知识基础，想熟练掌握这部分知识是很吃力的。如果要求授课教师在讲授《工程测量》课程时，把这部分牵扯到的道路线形基本知识加进去，那么本课程的总共48课时是远远不够的。笔者每次讲述到这部分时，总感觉讲起来吃力，学生学起来也吃力。如果《工程测量》课程只讲授测量仪器的基本操作，授课内容明显不够饱满，也不符合该课程的大纲要求。因此，《工程测量》的三大内容（测量仪器的基本操作、公路路线勘测、施工测量）的连贯性存在一定的问题：在测量仪器基本操作与公路路线勘测之间出现了知识结构的断层。

接下来再来看《道路勘测设计》课程。《道路勘测设计》课程内容分类为道路线形基础理论与路线外业勘测技能的培养两方面。首先，道路线形基础理论部分用到了工程测量学里面的有关计算公式，以及转角、控制测量等专业术语。路线外业勘测部分更是要求学生能够数量掌握测量仪器的操作技能，是测量学知识在路桥工程中的延伸。因此《道路勘测设计》课程的学习依托于《工程测量》的知识基础；《工程测量》课程是《道路勘测设计》课程的先修课。此外，《道路勘测设计》课程的路线外业勘测部分和《工程测量》课程中的公路路线勘测部分讲述的都是道路几何线形在现场如何放线的问题。两门课程在这里出现了知识点的交叉和重复。

（二）实践教学环节方面

首先，来看《工程测量》课程2周的测量实习。2周时间的测量实习，真正能干什么呢？鉴于前面分析过的原因，在理论授课时，因学时的数量限制，学生又没有一定的专业知识基础，教师针对道路路线指标有关的计算、测量部分，是无法讲解的。因此，2周的实习只能是在校内让学生练习一下测量仪器的使用，绘制小地区平面图。而道路桥梁工程现场的曲线测设、边坡放样等日常测量工作是无法进行的。这种模式的实习将导致学生虽然学过测量课程，，熟悉了道路施工常用测量仪器的使用，但是毕业后到了路桥施工现场遇到测量工作，仍然是一筹莫展，不能理论联系实际，尽快将学到的知识用到工作中去。《工程测量》课程的测量实习教学效果也就偏离了实用型人才培养的目标。

接下来分析《道路勘测设计》课程的2周室内课程设计。同样是时间限制，学生不可能有搬着仪器，到现场进行地形测量的机会。课程设计只能是在给定的现场地形数据，即地形图的基础上，学生按照规范要求生搬硬套，进行道路线形设计。因为缺少现场考察的过程，设计出来的成果往往未能和当地地形、景观、环境相协调，更容易忽视道路平纵横的相互配合。最终导致学生设计出来的作品，只是几种基本线形机械的累加，没有任何工程实践意义。因此，为期两周的《道路勘测设计》室内课程设计的教学效果同样偏离了实用型人才培养的目标。

综上分析：按照传统的教学模式，两门课程无论是在理论教学上，还是在实践环节上，均出现一定程度的知识点次序混乱，连贯性脱节，不可能完整的完成教学大纲的要求。因此，我们有必要针对上述弊端，对两门课程传统的教学模式进行改革，建立新的教学模式，使学生更容易掌握理论知识，也进一步提高学生的工程实践技能，真正实现实用性人才培养的教学目标。

二、理论教学内容的改革

鉴于上面的分析，两门课程有不同程度上的知识点次序混乱，连续性脱节现象，我们可以打破两门课程的现有格局，将两门课程的知识点糅合在一起，从新排序，形成一个逻辑性强的道路线形勘测与施工测量知识体系。新的授课内容安排次序如下：1、测量仪器的基本操作；2、道路线形设计基础理论；3、公路路线勘测；4、施工测量。其中测量仪器的基本操作、公路路线勘测以及施工测量三部分是原《工程测量》课程中的内容；道路线形设计基础理论和公路路线勘测两部分属于原《道路勘测设计》课程中的知识。新的教学次序连贯性强，由浅入深，由理论到实践，符合人们认识新事物的认识规律，更便于学生学习掌握。

此外，新教学体系从内容上新的理论教学内容涵盖了原两门课程的全部知识点，而且公路路线勘测部分知识只出现一次，避免了原两门课程在此部分知识的重复现象，节省了约20课时。这样，原来两门课程理论教学总104课时，可以缩短为84课时。

三、实践环节的改革

为了避免两门课程实践环节的上述弊端，我们同样可以将二者放在一起进行，互相弥补彼此的不足，达到更好地教学效果。我们可以选择一个地物地貌适合教学、具有一定规模的地质公园作为实习基地。实践环节的4周时间，具体安排如下：第一周，进行地形图测绘。第二周，进行道路选线、现场放出导向线。第三周，进行道路的平面、纵断面、横断面线形设计。期间如果对地形有疑问，可随时到现场重新测量核实。第四周，根据设计成果，现场进行模拟道路施工测量。新的实习内容安排涵盖了原两门课程的实践环节的教学任务，而且与道路施工的现场相吻合。通过实习学生不但完成了对测量仪器的认识与使用，也熟悉了道路施工工序，增强了工程实践经验。这样学生一旦走出校门，进入工地就可以马上完成理论与实践的结合过程，尽快进行现场施工测量。

四、结语

新的教学模式，打破了《工程测量》、《道路勘测设计》两门课程的孤立进行的传统模式，而是将两门课程的知识点，融会贯通，按照人们对事物的认识规律，由浅入深、由理论到实践的从新排序，形成两门课程一体化教学模式。无论是理论教学上，还是实践教学上，不但节约了时间，更有利于学生完成对知识的学习掌握，在教学上可以收到事半功倍的效果。

参考文献：

[1]道路工程测量教学改革探讨[J].杨建光.北京:教育与职业,2010:138-139.

[2]道路勘测实习教学效果的综合评价[J].文畅平.重庆:高等建筑教育,2006:86-89.

[3]工程测量教学内容改革初探[J].杨建光.张家口:张家口职业技术学院学报,2008:71-73.

工程测量的基本原理篇6

在传统的监测预警方法中，传感器的量测数据通常由人工采集和处理。而在风险可视化的监测预警方法中，传感器的量测信息以电信号的方式输出到微处理器中；微处理器通过内置程序对传感器输入的电信号进行处理并综合评估风险后，控制记忆存储芯片进行存储，控制LED显示屏显示实测值和不同颜色的色光。由此实现了对工程项目的实时监测和预警。风险可视化监测预警系统综合考虑了土木工程中广泛使用的传感器型号，为传感器的各类输出信号类型分别预留了相应的接口和设置按钮。实际使用中，根据工程的特点布设各类传感器，将其与风险可视化监测预警系统连接，并且根据具体工程的要求设置系统风险等级阈值后，系统即进入工作状态。一旦工程的相应控制指标达到预设阈值，风险可视化监测预警系统便会改变LED的色光和闪烁频率，在第一时间引起现场工作人员的注意。根据某些工程的特殊需要，可利用无线传输的技术，将微处理器与无线输出端连接，在现场预警的同时，实现工程的远程预警；同时，系统配置了记忆芯片，实现了数据的实时存储，可供管理者调取、分析与存档。

2系统原型开发

2．1需求分析

基于前文所述风险可视化监测预警的基本原理，开发了监测预警系统原型。某高层结构工程在施工期风险与基础沉降量正相关，基础沉降控制值为300mm。当基础沉降量达到控制值时，监测预警系统进入报警状态；当基础沉降量达到控制值的50％（即150mm）时，监测预警系统进入预警状态。对工程基础沉降量的监测和预警要求自动、实时、可见，监测数据实时存储并可读取。

2．2方案设计

针对本工程的具体要求，方案设计如下：（1）将工程风险等级划分为三级，与实测基础沉降值相对应。当基础沉降值小于150mm时，工程风险等级定义为安全，监测预警系统LED对应显示绿色；当基础沉降值大于150mm且小于300mm时，工程风险增加，进入预警状态，监测预警系统LED对应显示黄色；当基础沉降值大于300mm时，工程风险等级定义为危险，进入报警状态，监测预警系统LED对应显示红色。（2）基础沉降量的实时监测通过位移传感器实现，本工程中考虑使用拉绳式位移传感器，由拉绳的长度变化反映工程的基础沉降量；处理控制的功能通过单片机实现；预警和存储的功能通过配备LED和存储芯片实现；数据读取功能通过开发相应的上位机软件实现。

2．3原型制作及试验

根据上述方案，具体选择系统各器件：MPS－S－V型电压输出式拉绳式位移传感器、C51系列单片微型计算机、64KB存储芯片以及红黄绿三色LED灯组。拉绳式位移传感器将被测位移信号转化为电压信号，该电压信号通过模数转换，转变成数字信号后输入单片机处理系统，通过单片机预设内置程序对所述的数字信号进行处理分析后，输出相应的控制信号，以驱动不同颜色的LED。控制部分内部结构图，考虑到实际情况和后续使用，本次系统原型中设计了调节按钮，可以通过按钮对预警值进行调节。室内试验显示：当所测位移在0～150mm之间时，LED显示为绿色；当所测位移在150～300mm之间时，LED显示为黄色；当所测位移大于300mm时，LED显示为红色。存储芯片记录了全过程中量测值随时间的变化，相关数据可通过上位机配套软件读取。

3在土木工程中的应用

3．1隧道工程

隧道工程中的监测内容主要包括位移监测、收敛变形监测、应力监测及沉降监测等，监测内容和所用仪器。目前常用的位移计、应力计、压力盒等传感器按照信号输出方式可分为频率式、电流式（4～20mA）、电压式（0～5V，0～10V）和电阻式等。上述传感器的输出信号都可以经过相应转换后由单片机分析处理，所以其相应的工程中都可以应用风险可视化监测预警系统。如隧道工程中常使用单点位移计测量洞壁与锚杆固定点之间的相对位移，基于此，可以应用配备单点位移计的风险可视化系统，通过LED的色光表示相对位移量的大小与变化趋势。配置应力传感器的风险可视化系统在隧道工程中的应用示意。Akutagawa在山岭隧道施工中做了相关试验和实践。

3．2基坑工程

基坑工程的安全监测一般包括支撑轴力监测、土压力监测和维护墙移监测，通常采用支撑轴力计、土压力盒和测斜管等仪器。在传感器输出信号类型方面，与隧道工程中类似，以频率式、电流式（4～20mA）、电压式（0～5V，0～10V）和电阻式等为主，因此可以应用相对的风险可视化监测预警系统。某采用风险可视化监测预警系统的基坑工程的示意。如图所示，在基坑工程的钢支撑、维护墙体、周边保护建筑上分别设置配备了轴力传感器和倾斜传感器的风险可视化监测预警系统，用来实时监测支撑轴力以及维护墙体和周边建筑的倾斜变形，实现了现场预警，同时利用了无线传输功能，设置了远程预警终端，对基坑施工中的风险做到了有效的掌握和控制。

3．3桥梁工程

桥梁工程作为大型土木工程涉及的影响因素多，建设风险往往更大。因此，对于桥梁结构施工中的风险需要做到严格的监控。风险可视化监测预警系统可以使一线人员和后台管理者实时掌握桥梁施工中的风险状况，做到防患于未然。如图7所示为Akutagawa针对桥梁施工中结构变形量的监测和预警所进行的现场试验。Akutagawa通过理论计算得到了桥梁结构在施工中各部分的倾斜变形控制值，使用了倾斜传感器与激光传感器测量桥梁支座处横向与纵向的倾斜，以此作为预警指标，实现了对倾斜变形量的实时监测预警。但是在实践中发现，使用单一变形指标难以较为全面地反映整个工程的安全状态和风险等级，因此在如何利用监测指标对工程进行综合风险评估方面需要更进一步的研究。

3．4讨论

在土木工程的各个领域内，监测都是设计和施工的衔接点，且为施工期和运营期安全性保证的重要部分之一。经上文分析可见，通过合理地配合选择量测传感器和布设方式，即可在相应的工程中应用风险可视化监测预警系统。边坡工程的事故一般不是突然发生，而是有较长时间的变形发展期，因此可以合理布置位移传感器和倾斜传感器，配合风险可视化监测预警系统，对边坡进行风险管理。在新奥法隧道施工中，需要监测洞壁围岩收敛的位移量来实现适时支护，如果在隧道洞壁布置单点位移计和多点位移计，配合风险可视化监测预警系统，便可以掌握洞壁位移的变化情况，在最合适的时刻进行支护。同理，对于采矿工程中瓦斯含量的控制、对古建筑的变形控制，都可以应用风险可视化监测预警系统。

4结语