针对特殊建筑物谈工程测量的放线技术

　　摘要：某工程主要结构形式为钢筋混凝土框架—剪力墙体系，部分采用型钢混凝土组合结构，屋顶为空间钢桁架结构。该工程独特而复杂,测量放线工作是一个很大的难点。
　　关键词：建筑工程；测量；准备工作；技术
　　1测量准备工作
　　1.1思路
　　（1）依据矩形平面控制网，测设轴线控制主点，再测定主点间的柱线和墙线。测量工作的流程为:平面控制网→轴线主点→柱线和墙线。
　　（2）竖向控制±0.00以下采用外控法，±0.00以上采用内控法。
　　（3）平面控制网采用直角坐标法，轴线控制主点采用极坐标法，曲线段采用弦线支距法或切线支距法。
　　（4）为提高测量精度和速度，选用较先进的电子全站仪作为主要的测量仪器。
　　1.2任务
　　（1）工程定位测量、场区水准点引测.
　　（2）楼层放线主控制轴线、轴线、边线、墙控制线、门窗洞口控制线、楼层标高控制500mm线。
　　（3）高程控制、基底标高的控制、楼层标高的控制、楼层高程传递。
　　1.3数字化测量管理
　　在测量工作中全面使用电子测量仪器和计算机，包括数据计算、数据传输、数据采集、内外业计算、成果输出，以数字化测量模式取代传统的常规测量模式。在平面测量过程中主要采用全站仪进行，沉降观测采用数字水准仪进行。
　　1.4配备仪器
　　为满足施工测量精度及进度要求，配备目前先进的测量技术设备，主要测量仪器设备如表1所示。
　　表1测量仪器设备
　　仪器名称 规格型号 数量 精度 用途
　　笔记本电脑 P42.0G 2台  内业计算与管理、测量数据库
　　电子全站仪 TCA1800 2台 1"(1+2×10-6D) 控制网测设和重要部位的测设、校核
　　中精度全站仪 GTS771S 2台 2"(2+2×10-6D) 主轴线测设、坐标放样、距离测量、钢结构安装
　　激光铅垂仪 Lv1 2台 1/40000 竖向控制
　　普通经纬仪 TDJ2E 1台 ±2″ 细部尺寸线
　　数字水准仪 DL-101C 1台 ±0.4mm/km 高程控制网测设、沉降观测、复验标高
　　普通水准仪 DZS3-1 4台 ±3mm 常规水准测量
　　钢卷尺 50m 8把 Ⅰ级 细部放线
　　2测量技术
　　2.1建筑平面控制网的测设
　　本工程除地下局部及能源中心为常规矩形纵横正交轴线外，主体结构全部为多个不同圆心和不同半径组成的曲线形，基于此，建立了统一的整个场区平面控制网。控制网按两级布设:①首级控制网(闭合导线控制网)主要作为整个工程的总体控制，即各分项工程测量的起始依据和±0.00以上竖向控制点的测定与校核;②二级控制网(建筑物平面控制网)主要作为±0.00以下施工测量及能源中心的控制测量。建筑物平面控制网布置如图1所示。
　　图1场区导线控制网及建筑网平面控制网示意图
　　2.1.1首级平面控制网测设
　　本工程首级施工平面控制网依据业主给定的定位依据作为起算依据，在施工现场四周按一级导线技术要求布设导线控制网。施测时以工程原始基点为起始边，采用全站仪测设附合导线，附合到另两个定位原始依据点上，并进行平差，算出各点的坐标。
　　2.1.2二级建筑平面控制网的测设
　　（1）建筑物平面控制网的图形选择。除主楼地下部分和主体结构部位为多个不同圆心和不同半径组成的曲线形以外，其它部位(包括能源中心)为常规矩形纵横正交轴线。根据此特点及场地情况，采用矩形建筑物平面控制网。
　　（2）建筑物平面控制网的测设。根据已测定首级导线控制网的坐标与建筑物坐标的关系，采用全站仪坐标放样技术。首先建立平行于地下外侧轴线间距10m处，矩形主控制网A、B、C、D四点测设后，复测相邻两点的距离及角度值;根据观测数据对控制网进行平差，根据平差结果对桩点进行修正，然后在矩形主控网边上测设出建筑物主轴线控制桩a、a1，b、b1，c、c1，d、d1，e、e1，f、f1，g、g1，h、h1，j、j1共18个点。考虑到基础结构放线的通视情况，控制线设置在平行轴线间距1m处，测设后进行校核，经校核合格后，作为整个工程施工控制的依据。根据《建筑工程施工测量规程》(BJ01-21-95)，测量精度采用一级平面控制网的规定:测角中误差±9"，边长相对中误差≤1/24000。
　　（3）点位标识。所有控制桩点、监测点均设标识牌，牌中注明桩点的名称、精度等级、点号;对于细部测设的点位、线段用油漆进行标识，注明其性质和相关数据。
　　2.2高程控制网的测设
　　根据已校核合格的建设单位所提供的水准点，向现场引测施工高程控制水准点。由于建筑物南北向距离较长，拟在每个施工区段两侧各布置至少2个水准点。水准点须设置在土质稳定，便于施测和长期保留的地方，其中埋设两个至基岩的水准点，作为以后沉降观测的基准点。施测采用附合测法，整个场地布设8个水准点BM1～BM8，测量技术要求应符合二等水准测量技术要求，附合闭合差±，经检查合格平差后，作为本工程高程控制的起算依据。
　　2.3±0.00以下施工测量
　　2.3.1主控制轴线的投测
　　首先校核建筑物的平面控制网，校核无误后，采用全站仪，将所需主控制轴线投测到施工作业面，每个流水段纵横向至少各投测2条控制线，以组成闭合的矩形或“井”字形，校核几何关系，合格后，作为细部放线的依据。
　　2.3.2地下室正交轴线基础放线的测量
　　依据已投测到作业面的建筑主控制轴线及基础图，分别放出各细部轴线，柱、墙、梁、边线及其它施工用线，放线合格后作为各工种施工的依据。
　　2.3.3曲线部位施工测量
　　根据本工程曲线半径大的特点，采用全站仪坐标放样程序。首先测设曲线主点，根据测设作业面的现场条件，采用弦线支距法或切线支距法，选取局部放样的方法进行放线。具体步骤如下。
　　（1）曲线部位测设主点的选定。基础垫层柱放线选择在柱中心点，基础底板以上选择在距柱外侧20cm且一侧平行于径向轴线，一侧垂直于所对径向轴线的正方形控制线的四角点。为了减少测设的工作量,对于同一径向轴线上的多个柱，平行于径向的轴线控制线相同，可以先测设轴线两端柱的垂直于径向的控制线，中间柱控制线用钢尺直接测设。基础曲线梁及曲线墙主点选择在径向轴线墙的内侧或外侧。如图2所示。
　　图2测设主点平面示意图
　　（2）测设主点坐标数据采集。为了保证测量数据的正确性，根据曲线多的特点，采用AutoCAD软件，依据设计图给定的场馆中心的圆心坐标与其它圆心或中心坐标的关系、主半径方位及其它设计数据，制作电子版施工图。利用CAD捕捉，将所需各点的坐标自动捕捉下来，然后将查询的数据通过电脑与全站仪连机，通过数据处理软件，将数据传输到全站仪储存器内，作为测设的依据。
　　（3）曲线部位主点的测设。将全站仪安置在控制点上，经对中、定平、设置参数后，先进入坐标放样模式，输入测站点坐标、仪器高、棱镜高、输入后视点坐标，最后精确照准后视点，仪器根据测站点坐标和后视点坐标自动完成后视点方位角的设置。然后调出在仪器内已储存的测设点坐标，当仪器显示的水平角读数为零时，照准的方向即为测点的方向。仪器操作人员指挥持棱镜人员到待放样点附近，通过测量仪器显示出放样值与实测值之差，指挥持棱镜的测量人员沿照准方向移动标靶，直到观测屏幕上的显示值为0.000时，确定点的位置。
　　（4）主点测设后校核。为了保证主点位置的正确可靠，主点测设后，用全站仪坐标测量程序进行复测，校对各点坐标或在施工层复核各点间的间距无误后，作为细部放线的依据。
　　（5）圆柱边线的测设。圆柱边线放线根据已测定的控制主点，测设出大于圆柱半径200mm正方形控制线后，利用制作的1/4模具放出柱边线。如图3所示。
　　图3圆柱边线放线示意图
　　（6）曲线主点间曲线测设建筑物外侧曲线及建筑物内部曲线采用弦线支距法进行测设，内侧外墙曲线采用切线支距法进行测设。具体方法如图4所示。
　　图4弦线支距法及切线法测设示意图
　　支距数据可在AutoCAD电子版施工图中提取，也可以手工计算。
　　将两轴线间弦长分为8等份，先求出支距h、h1、h2、h3，再求曲面控制点，连线至轴线弦线的垂直距离H。根据曲线控制主点连线的弦上垂直距离H+hi，定出P'、1'、2'、3'点，连接P'、1'、2'、3'形成曲线。在实测时要根据弧长来定等份数。
　　内侧曲线放线时无法采用以上方法测设，采用切线支距法进行测设，先求出曲线点到曲线控制主点的垂直距离H，后根据H和h求出h'。h'=H-h，h'1=H-h1，h'2=H-h2，h'3=H-h3。
　　2.3.4±0.00以下标高控制
　　依据场地高程控制点BM1、BM2、BM3、BM4采用悬吊钢尺法进行传递标高，具体方法为在钢尺的尺环上悬挂5kg的线坠，加温度和尺长改正进行观测，传递时每层至少要由两个不同部位分别进行两次标高传递，当两次传递标高之差在3mm以内时，取其平均值作为本层控制高程的依据。
　　2.4±0.00以上施工测量
　　2.4.1±0.00以上竖向传递平面控制点
　　竖向传递平面控制点采用内控天顶法。
　　（1）根据场地情况和建筑物形状、内部结构的几何尺寸及施工流水段的划分情况，共16个控制点，布点位置如图5所示。
　　图5±0.00以上竖向平面控制点平面布置图
　　（2）首层平面控制点的埋设地下室顶板浇筑混凝土时，在首层结构地面布设点处预埋200mm×200mm×5mm的钢板。
　　（3）首层平面控制点的测设在首层放线时，根据建筑物平面控制网测定出控制点的位置，并做控制网闭合校核，点位误差要≤1mm，合格后在该点钢板上打2mm孔，镶入铜丝，确定该点的位置。
　　（4）每层顶板施工时，要在引测各点上方铅直位置处预留φ150mm的孔洞，以保证轴线的竖向投测。预留洞作好测量标识，3m以内严禁堆放东西。首层内控制点用钢管架围护，尺寸:1200mm×1200mm×800mm，挂测量标识保护。
　　（5）天顶法竖向投测。采用激光铅垂仪、接受靶(200mm×200mm×6mm)有机玻璃板4块，板中间刻有十字线进行投测。投测时，激光铅垂仪安置在控制点上，向上做铅垂投测。投测时为了消减仪器本身残余误差，每一点测设时铅垂仪旋转0°、90°、180°、270°4个方向投点，绘出“十”字线交点确定投测点的位置。用同样的方法再进行各点的投测，投测后在施工层用全站仪做闭合。校核合格后作为本层施工细部放线的依据。
　　2.4.2全站仪主点的测设及曲线轴线的测设
　　首先将通过电子施工图提取的主点坐标内业输入到全站仪数据储存器内。测设时安置仪器于施工层已测定的控制点上，先进入坐标放样程序，输入测站点坐标，后视另一控制点，输入后视点坐标，精确照准后视点后，自动完成后视点的方位角设置。然后调出放样点坐标，仪器显示出到放样点角度，旋转全站仪照准部，当水平角读数为零时，此时照准方向为测点方向。通过测距来确定被测点位置。
　　2.4.3±0.00以上标高传递
　　根据本工程特点，高程传递采用钢尺直接丈量法。首层框架柱外柱拆模后，在便于向上引测标高的位置上设置+50cm标线，作为向上传递标高的依据，每个施工流水段要至少设置2个传递点。在向施工层传递标高时，利用钢尺直接丈量法传递，每次传递至少由两个部位向上传递，当两次传递标高之差在3mm以内时，取其平均值作为本施工层标高控制的依据。
　　3允许误差
　　利用全站仪实施放线，实地放出的控制点，与50m钢尺实地测量的值进行比较，误差控制在《建筑工程施工测量规程》(BJ01-21-95)所允许的误差范围内。如表2～4所示。
　　表2平面各部位放线允许误差
　　项目 允许误差/mm
　　外廓主轴线长度L L≤30m ±5
　　 30m<L≤60m ±10
　　 60m<L≤90m ±15
　　 90m<L ±20
　　细部轴线  ±2
　　承重墙、梁、柱边线  ±3
　　非承重墙边线  ±3
　　门窗洞口线  ±3
　　表3轴线竖向投测的允许误差
　　项目 允许误差/mm
　　总高H 每层 ±3
　　 H≤30m ±5
　　 30m<H≤60m ±10
　　 60m<H≤90m ±15
　　 90m<H≤120m ±20
　　表4标高竖向传递的允许误差
　　项目 允许误差/mm
　　总高H 每层 ±3
　　 H≤30m ±5
　　 30m<H≤60m ±10
　　 60m<H≤90m ±15
　　 90m<H≤120m ±20
　　 120m<H≤150m ±25
　　 150m<H ±30
　　4总结
　　本工程实例通过仔细分析和研究建筑物的特点，根据其轴线位置形状独特，竖向结构复杂多变的情况，找出施工测量的关键控制点，采用较先进的测量仪器及方法，制定了科学合理的测量方案和工作程序，通过分级控制的方法，保证了各级控制点的精度，同时与建筑施工人员密切配合，做到互相配合的同时互不干扰，确保测量的精度和进度，达到了理想的效果。

《针对特殊建筑物谈工程测量的放线技术》

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