異型結(jié)構(gòu)工程測量技術(shù)

□文/張海喬 楊洪祥

異型結(jié)構(gòu)工程測量技術(shù)

□文/張海喬 楊洪祥

隨著建筑施工技術(shù)的飛速發(fā)展，大量扇形、圓形、橢圓形及螺旋形等異型結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代建筑不斷涌現(xiàn)，大大推動(dòng)了測量技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。文章以實(shí)際工程為例，主要介紹了橢圓形結(jié)構(gòu)工程測量放線、平面定位、高程控制等內(nèi)容。

橢圓形；異型結(jié)構(gòu)；極坐標(biāo)；測設(shè)；測量放線

1 工程概況

天津SM城市廣場由商業(yè)樓和停車樓兩個(gè)單體工程組成，其中先期施工的商業(yè)樓為4層混凝土框架結(jié)構(gòu)，層高6 m，高度23.95 m，由4個(gè)橢圓形環(huán)狀的建筑物組成，俯瞰如4朵含苞待放的美麗花朵；即由A、B、C三個(gè)橢圓形購物中心構(gòu)成，以中心橢圓形連廊（即D區(qū)）相連成為一體，見圖1。

2 工程特點(diǎn)和重點(diǎn)

1）工程規(guī)模大。工程占地面積43萬m2，商業(yè)樓工程單體面積39.8萬m2，單層面積約13萬m2。

2）結(jié)構(gòu)超長。A、B、C區(qū)平面尺寸為 328 m×135 m。如何控制超長混凝土結(jié)構(gòu)裂縫是本工程的一個(gè)重點(diǎn)，也是難點(diǎn)。

3）異型結(jié)構(gòu)多。工程4個(gè)橢圓均為弧形結(jié)構(gòu)，軸線關(guān)系及相對位置復(fù)雜，測量放線、平面定位難度大。

4）懸挑梁大。采用內(nèi)收外挑結(jié)構(gòu)形式，端部最大懸挑梁達(dá)8 m，同時(shí)亦為弧形結(jié)構(gòu)，給平面定位和施工管理帶來極大難度。

3 測量技術(shù)控制要點(diǎn)

3.1 控制網(wǎng)的建立

3.1.1 導(dǎo)線點(diǎn)加密

測量平面控制加密以導(dǎo)線和導(dǎo)線網(wǎng)為主，在測繪院提供的GPS點(diǎn)位的基礎(chǔ)上進(jìn)行，點(diǎn)位選在穩(wěn)固適用的地方，作業(yè)精度應(yīng)符合規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。加密前需進(jìn)行現(xiàn)場踏勘，收集相關(guān)數(shù)據(jù)，然后選點(diǎn)埋設(shè)。導(dǎo)線點(diǎn)處埋設(shè)“十字螺桿”，澆筑混凝土固定，其埋深不低于1 m，露出表面20～30 mm。選點(diǎn)需滿足相鄰點(diǎn)之間間距200 m≤L≤300 m且相互通視，加密點(diǎn)往返高差閉合差不超過±12mm，見圖2和圖3。

3.1.2 布網(wǎng)

根據(jù)建筑物特點(diǎn)和施工要求，在T1點(diǎn)架全站儀，后視T2點(diǎn)，首先復(fù)測基準(zhǔn)點(diǎn)的準(zhǔn)確性，再進(jìn)行閉合二級導(dǎo)線聯(lián)測。資料整理、計(jì)算完畢，進(jìn)行閉合導(dǎo)線誤差分析和平差，對導(dǎo)線坐標(biāo)數(shù)據(jù)加以修正，得出各導(dǎo)線點(diǎn)平差后的坐標(biāo)，確認(rèn)誤差滿足GB 50026—2007《工程測量規(guī)范》要求，建立導(dǎo)線控制網(wǎng)。

3.1.3 控制點(diǎn)保護(hù)

施工現(xiàn)場工種多，交叉作業(yè)頻繁，又有大量土方開挖，動(dòng)力機(jī)械擾動(dòng)，需加強(qiáng)對控制點(diǎn)的保護(hù)。對其做醒目標(biāo)識(shí)，周邊搭設(shè)鋼管架做圍護(hù)并刷黃黑警戒色油漆。同時(shí)定期對控制網(wǎng)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)擾動(dòng)及時(shí)加以修正，確?？刂凭W(wǎng)的準(zhǔn)確性。

3.2 建筑物的平面定位

3.2.1 基礎(chǔ)

采用坐標(biāo)法確定軸線交點(diǎn)，見圖4。根據(jù)基礎(chǔ)平面圖上的標(biāo)注尺寸確定承臺(tái)中心，同時(shí)根據(jù)場地標(biāo)高、開挖深度、放坡坡度定出開挖邊線，完成控制標(biāo)高的標(biāo)識(shí)，指導(dǎo)施工人員進(jìn)行承臺(tái)基坑開挖及人工清底、墊層澆筑，用水準(zhǔn)儀復(fù)核墊層面標(biāo)高。

墊層混凝土澆筑完畢，利用全站儀將承臺(tái)中心投測在墊層面上并彈出墨線，同時(shí)彈出承臺(tái)邊線和模板控制線，必要時(shí)彈出豎向鋼筋定位線，各種控制線均應(yīng)做出明顯標(biāo)記。

3.2.2 首層結(jié)構(gòu)

首層結(jié)構(gòu)采用外控法，使用全站儀放出軸線控制線交點(diǎn)，見圖5，將其閉合后做好油漆標(biāo)記，作為上部結(jié)構(gòu)的內(nèi)控點(diǎn)。每次軸線交點(diǎn)放線結(jié)束后，用激光測距儀進(jìn)行復(fù)核，每次放線閉合差≯±3 mm，否則需重新放線。

3.2.3 二層及以上結(jié)構(gòu)

二層及以上結(jié)構(gòu)采用內(nèi)控法放線引測，一層頂板支模時(shí)在對應(yīng)軸線位置預(yù)留200 mm×200 mm的放線洞口，作為激光鉛錘儀向上傳遞軸線通道口，見圖6。激光鉛錘儀對準(zhǔn)下層結(jié)構(gòu)的內(nèi)控點(diǎn)，將內(nèi)控點(diǎn)引測至板頂，再用全站儀對準(zhǔn)引測點(diǎn)，準(zhǔn)確放出每條軸線。每次軸線引測完成后再用激光測距儀進(jìn)行復(fù)核，累計(jì)引測誤差≯±3 mm，若超出則進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整或重新引測。

3.3 高程控制

高程控制在土方開挖、建筑物施工、后期場區(qū)平整、管線敷設(shè)等方面起著重要作用。以高程基準(zhǔn)點(diǎn)為依據(jù)，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際，在較穩(wěn)定且不受土方開挖干擾的地方布設(shè)多個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)，形成一個(gè)閉合環(huán)線，見圖7，精度須符合GB 50026—2007。將樓層相對標(biāo)高引測至主體框架柱上，做好標(biāo)識(shí)，沿鉛垂方向向上傳遞高程。各高程點(diǎn)必須進(jìn)行不定期復(fù)測，以便檢查是否沉降或移動(dòng)。

3.4 圓弧放樣

3.4.1 內(nèi)業(yè)計(jì)算

橢圓曲線上點(diǎn)位的數(shù)據(jù)計(jì)算采用極坐標(biāo)法，輔以計(jì)算機(jī)軟件AutoCAD程序進(jìn)行角度和尺寸標(biāo)注，可以減少繁瑣的數(shù)學(xué)計(jì)算，結(jié)果也較準(zhǔn)確，同時(shí)避免了人為計(jì)算錯(cuò)誤。在平面放線過程中，應(yīng)對計(jì)算機(jī)軟件標(biāo)注的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)復(fù)核，確保投測的結(jié)果與圖紙尺寸一致。

3.4.2 點(diǎn)位標(biāo)注

在AutoCAD軟件界面中，根據(jù)圖紙所給點(diǎn)的橢圓尺寸建立所測設(shè)的橢圓極坐標(biāo)系，以長軸方向?yàn)閤軸，短軸方向?yàn)閥軸，橢圓中心點(diǎn)或焦距點(diǎn)為極坐標(biāo)原點(diǎn)，采用極坐標(biāo)追蹤技術(shù)，可以方便地完成橢圓軌跡上定位點(diǎn)極坐標(biāo)值的標(biāo)注。

取一個(gè)橢圓平面建筑，見圖8，其長軸為90 m（2a），短軸為45 m（2b），要測定橢圓軌跡上36個(gè)等分點(diǎn)位的極坐標(biāo)，以橢圓的圓心為坐標(biāo)原點(diǎn)，每次測點(diǎn)以平面的夾角為10°，則該橢圓軌跡上1～36點(diǎn)各點(diǎn)與中心點(diǎn)o的距離S值，采用AutoCAD軟件程序的極坐標(biāo)定位功能，則可在圖上直接對各點(diǎn)進(jìn)行定位并逐一標(biāo)注出各點(diǎn)的極坐標(biāo)值。將計(jì)算結(jié)果列出統(tǒng)計(jì)表格，經(jīng)復(fù)核后以供現(xiàn)場測量人員測設(shè)使用。點(diǎn)，其余各點(diǎn)的求取方法相同。

3.4.4 檢查校核

在放線測設(shè)工作完成或每一點(diǎn)位置測定后，尚需用相鄰兩點(diǎn)之間的水平距離進(jìn)行檢查校核，其方法是用余弦定理計(jì)算出各點(diǎn)間的水平距離。

如：1～2 點(diǎn)間的距離：已知S1＝22.5 m，S2＝22.729 m，β1＝10°，則點(diǎn) 1～2＝3.949 m。

同理得到：點(diǎn)2～3＝4.111m……點(diǎn)7～8＝7.835m。

3.4.5 曲線連接

根據(jù)點(diǎn)與點(diǎn)之間的距離，在CAD上將此線段做等分處理并標(biāo)注等分弧的矢高，根據(jù)矢高放樣，將各放樣點(diǎn)用平滑的曲線連接起來，見圖9。

3.4.3 現(xiàn)場放線

1）按照設(shè)計(jì)總平面圖和測繪院所提供的定位坐標(biāo)控制點(diǎn)，先測定橢圓中心點(diǎn)的坐標(biāo)位置并測出長軸和短軸 4個(gè)端點(diǎn)的位置（即 1、10、19、28點(diǎn)）。

2）將全站儀安于中心點(diǎn)o點(diǎn)，對中調(diào)平并使上下度盤的o點(diǎn)對齊。

3）先將視線對準(zhǔn)D點(diǎn)，后轉(zhuǎn)動(dòng)180°對準(zhǔn)C點(diǎn)做校核，無誤后使視線向右移動(dòng)10°（即β1＝10°），在視線方向讀取S2＝22.729 m，得2點(diǎn)；再向右繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)10°（即β2＝20°），在視線方向同樣量取S3＝23.532 m，得3點(diǎn)，其余各點(diǎn)依此類推。

4）橢圓在第二象限內(nèi)的各點(diǎn)與第一象限內(nèi)的各點(diǎn)相對稱，如S11＝S9，S12＝S8，S13＝S7等。

5）順滑連接1、2～7各點(diǎn)，即可得到橢圓平面在第一象限內(nèi)曲線的中心位置。

6）橢圓在第三、四象限內(nèi)的各點(diǎn)位置值，可分別依據(jù)第一、二象限內(nèi)對應(yīng)點(diǎn)的180°倒鏡值，如第三象限內(nèi)的27點(diǎn)，可在第一象限內(nèi)的第9點(diǎn)確定后，倒鏡180°，在視線方向精確量取S14＝30.072 m，即可得27

4 效果檢查

4.1 實(shí)施效果

通過對橢圓形結(jié)構(gòu)測量放線進(jìn)行嚴(yán)格的過程管理，測量技術(shù)得到了充分應(yīng)用，現(xiàn)場平面定位、高程控制、異型結(jié)構(gòu)測量精度均得到了良好的控制，滿足了設(shè)計(jì)及現(xiàn)行GB 50026—2007和GB 50204—2002《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（2011年版）有關(guān)規(guī)定。

4.2 綜合應(yīng)用

將本次大面積異型結(jié)構(gòu)施工所積累的相關(guān)測量技術(shù)參數(shù)及成功經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，直接應(yīng)用到停車樓工程施工中，目前已取得了良好的效果。

［1］GB/T 16818—2008，中、短程光電測距規(guī)范［S］.

［2］建筑施工手冊（第四版）編寫組.建筑施工手冊［M］.4版，縮印本.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2003.

［3］吳來瑞，鄧學(xué)才.建筑施工測量手冊［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1997.

□楊洪祥/中建三局建設(shè)工程股份有限公司。

TU198.2

C

1008-3197（2012）06-06-03

2012-08-16

張海喬/男，1974年出生，高級工程師，中建三局建設(shè)工程股份有限公司，從事項(xiàng)目管理工作。