阿爾及利亞Mobilis移動通訊辦公大樓施工測量技術(shù)

摘 要：筆者曾在阿爾及利亞從事施工測量工作，借助在該國實(shí)際參與的一項(xiàng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相對較復(fù)雜的工程，結(jié)合國內(nèi)施工測量經(jīng)驗(yàn)，指出了一些國內(nèi)與國外施工測量之間的不同之處，敘述并優(yōu)化了在數(shù)學(xué)直角坐標(biāo)系的前提下導(dǎo)線測量、水準(zhǔn)測量的平差過程和施工測量坐標(biāo)系之間

1 工程概況

本工程在該國隸屬國家重點(diǎn)工程，該大樓造型美觀大方、設(shè)計(jì)新穎：地下三層，基礎(chǔ)樁、地梁、承臺、集水井、排水管道縱橫交錯(cuò)分布，還設(shè)計(jì)有地下連續(xù)墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)；地上13層，建筑造型奇特，總體結(jié)構(gòu)上以 軸線南北方向?qū)ΨQ，并以⑥軸線為準(zhǔn)東西方向?qū)ΨQ。單層的平面外形輪廓如圖1所示，南北方向?yàn)閮蓷l等半徑的圓弧線構(gòu)成，以形成對稱的雙曲線效果。

圖1 建筑物平面圖及剖面圖

但每層的弧線圓心坐標(biāo)和弧線半徑數(shù)值都是變化中的，弧半徑數(shù)值隨標(biāo)高從下至上依次呈從小→大→小的規(guī)律變化，以致立面形成的效果亦類似于對稱的雙曲線輪廓圖形效果（見圖 1中B-B剖面）。

另外還設(shè)計(jì)有圓形的階梯會議廳結(jié)構(gòu)，環(huán)會議廳四周為半球型鋼網(wǎng)架屋面，外裝飾以GRC、玻璃幕墻為主，受異型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)影響，裝飾物亦多為異型?？梢姳竟こ探Y(jié)構(gòu)、裝飾設(shè)計(jì)較復(fù)雜，因此也給施工測量帶來挑戰(zhàn)。為了更圓滿地完成施工測量任務(wù)，結(jié)合本工程實(shí)際特點(diǎn)，在開工前就制定一套貫穿整個(gè)結(jié)構(gòu)施工過程測量實(shí)施方案，實(shí)踐證明是可行的，完全滿足施工精度要求，在此特把整個(gè)施工測量主要過程詳述一遍，以供同仁參考。

2 測量依據(jù)

2.1 監(jiān)理、業(yè)主、設(shè)計(jì)、施工四單位工地會議記錄。

2.2 《GB 50026-93工程測量規(guī)范》（參考用）。

2.3 施工用結(jié)構(gòu)圖紙（設(shè)計(jì)圖號ST-150-GC、設(shè)計(jì)圖號AR-900-C、設(shè)計(jì)圖號VR-001-GA、業(yè)主發(fā)圖紙?zhí)朧RD-10.1）。

3 主要測量儀器

3.1 經(jīng)校核Leica-TC820全站儀，測量精度為：測距 2+2ppm，測角 2″。

3.2 經(jīng)校核ZEISS DINI12T電子水準(zhǔn)儀，測量精度：條碼尺 0.01mm。

4 控制測量

4.1 導(dǎo)線測量及坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換

4.1.1 支導(dǎo)線測量

此項(xiàng)工程的測量坐標(biāo)定位比較復(fù)雜，存在四套坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換關(guān)系（分別是樁基坐標(biāo)系、結(jié)構(gòu)坐標(biāo)系、紅線坐標(biāo)系、管理局坐標(biāo)系）。業(yè)主在現(xiàn)場給定了4個(gè)屬于兩個(gè)不同的坐標(biāo)系定位控制點(diǎn)，其分別是紅線坐標(biāo)系的B1、B10點(diǎn)，管理局坐標(biāo)系的P5、P11點(diǎn)，詳見圖2

依據(jù)現(xiàn)有資料確定不了紅線坐標(biāo)系和管理局坐標(biāo)系之間的換算關(guān)系。要想得出兩個(gè)坐標(biāo)系的換算關(guān)系，就必須要知道同樣的兩個(gè)點(diǎn)在兩個(gè)坐標(biāo)系里所對應(yīng)的坐標(biāo)。為了確定兩坐標(biāo)系間的聯(lián)系，決定先以管理局坐標(biāo)系為準(zhǔn)，全站儀設(shè)置在P11點(diǎn)，以P5點(diǎn)定向，采用支導(dǎo)線方式測出它們之間的實(shí)際坐標(biāo)位置關(guān)系，兩條支導(dǎo)線線路分別為P5→P11→DX1→DX2→B1、P5→P11→DX1→DX2→B10。為了結(jié)合場內(nèi)控制網(wǎng)的建立，另外再增設(shè)一條支導(dǎo)線線路P5→P11→DX1→DX2→DX3。導(dǎo)線觀測記錄按表1所示樣表記錄，每測站測兩測回，2C值控制在±6"范圍內(nèi)。

工程名稱：Mobilis移動通訊辦公大樓 儀器：Leica-TC802 天氣：晴

觀測者：*** 記錄者：*** 日期：2008-9-18

表1 導(dǎo)線觀測記錄表

數(shù)據(jù)采集完畢后，再次核查數(shù)據(jù)無誤后，利用《工程測量數(shù)據(jù)處理4.01》軟件對支導(dǎo)線進(jìn)行平差計(jì)算，計(jì)算結(jié)果如下表：

表2 支導(dǎo)線平差計(jì)算成果表→B1點(diǎn)

表3 支導(dǎo)線平差計(jì)算成果表→B10點(diǎn)

表4 支導(dǎo)線平差計(jì)算成果表→DX3點(diǎn)

4.1.2 坐標(biāo)系間換算

值得注意的是，該國的工程圖紙中坐標(biāo)都是以數(shù)學(xué)直角坐標(biāo)系標(biāo)識，為了與圖紙匹配，在計(jì)算坐標(biāo)時(shí)注意把X、Y坐標(biāo)值互換，本文中所有的坐標(biāo)都是數(shù)學(xué)直角坐標(biāo)系格式。根據(jù)表2、表3里的B1、B10點(diǎn)數(shù)據(jù)，再加業(yè)主給的資料，可列出四套坐標(biāo)系換算關(guān)系所需的數(shù)據(jù)，如下表5：

表5 Mobilis移動通訊辦公大樓工程坐標(biāo)系間換算關(guān)系坐標(biāo)點(diǎn)列表

從表5中可知，坐標(biāo)系間都有同樣兩個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，如此四套坐標(biāo)系之間就建立了橋梁關(guān)聯(lián)，從而依據(jù)新舊坐標(biāo)系間平移旋轉(zhuǎn)換算公式可計(jì)算出定位特征點(diǎn)在各個(gè)坐標(biāo)系里所對應(yīng)的坐標(biāo)。新舊坐標(biāo)系間的平移旋轉(zhuǎn)換算公式如下表6：

表6

利用表6計(jì)算公式，可計(jì)算出的各定位特征點(diǎn)在各坐標(biāo)系所對應(yīng)的坐標(biāo)，列表7：

4.1.3 閉合導(dǎo)線測量

本工程坐標(biāo)系較多，使用時(shí)需來回地切換，比較繁瑣，不利于提高工作效率，確定只采用數(shù)值位數(shù)較少的樁基坐標(biāo)系來進(jìn)行構(gòu)筑物定位。為了以后施工測量方便，需在場內(nèi)建立獨(dú)立的平面控制網(wǎng)，獨(dú)立的閉合導(dǎo)線施測路線DX3→DX2→KZ2→KZ3→DX3→DX2，平差結(jié)果列表8：

表8 閉合導(dǎo)線平差計(jì)算成果表

再利用支導(dǎo)線法把KZ0、KZ1、KZ4坐標(biāo)測出來，如此紅線圍墻內(nèi)就有4個(gè)控制點(diǎn)了，滿足了現(xiàn)場定位施工需要。

4.2 水準(zhǔn)測量

業(yè)主在現(xiàn)場給定了一個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)KZ0（標(biāo)高±0.00m），以此點(diǎn)為準(zhǔn)，利用精密水準(zhǔn)儀進(jìn)行閉合水準(zhǔn)路線測量，閉合線路為KZ0→KZ1→KZ2→KZ3→KZ4→DX3→DX2→DX1→KZ0，數(shù)據(jù)處理成果見表9：

5 現(xiàn)場施工測量

現(xiàn)場施工測量包括兩部分，分別是樓層點(diǎn)位放樣和樓層標(biāo)高放樣。

5.1 樓層點(diǎn)位放樣

工程進(jìn)展到±0.00m以上的樓層施工時(shí)，樓層加高了，場內(nèi)控制點(diǎn)由于視距較短限制，以致無法對樓層內(nèi)點(diǎn)位直接放樣，此時(shí)可以用距離主體較遠(yuǎn)的控制點(diǎn)P5、P11來進(jìn)行樓層內(nèi)控制點(diǎn)引測，此法稱“外控法”，具有不受施工人員、材料、機(jī)械等因素干擾的優(yōu)勢。

本工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜，主要是弧線梁設(shè)計(jì)較多，在此著重?cái)⑹龌【€的放樣過程：先在弧線梁設(shè)計(jì)的大概位置處任意取一點(diǎn)（暫命名為RY1），測出此點(diǎn)的坐標(biāo)，通過坐標(biāo)正反算程序計(jì)算出此點(diǎn)至此弧線所對應(yīng)的圓心點(diǎn)的實(shí)際距離值L（如圖3所示），然后再與設(shè)計(jì)半徑值R進(jìn)行比較得出差值C，差值多少RY1點(diǎn)就再向標(biāo)準(zhǔn)弧線位置移動多少，一次也許不能正好移動到標(biāo)準(zhǔn)位置，所以有必要再測出RY1點(diǎn)的坐標(biāo)，再次計(jì)算出此點(diǎn)至此弧線所對應(yīng)的圓心點(diǎn)的實(shí)際距離值，如果有差值就需要再次移動RY1點(diǎn)，直到兩點(diǎn)間所得到的差值在2mm之內(nèi)，這樣一個(gè)弧線上的點(diǎn)RY1就確定下來了。同樣的放樣過程可定位出弧線點(diǎn)RY2、RY3…………等等一系列的弧線點(diǎn)，然后這些弧線點(diǎn)的連線就構(gòu)成了一個(gè)圓?。ㄗ⒁庀噜弮蓚€(gè)弧線點(diǎn)的間距不能超過50cm），所有的弧線都是以同樣的方法放樣出來。

圖3

如何較快地得出差值C的數(shù)值，可以利用CASIO4850計(jì)算器編程序，列出程序可供參考：{F1 POL（（-O“X2”+P“Y2”-P+M“X1”），（-P+N“Y1”））？襊C=R-V}。程序中“X2”、“Y2”為實(shí)測放樣點(diǎn)坐標(biāo)，“X1”、“Y1”為圓心點(diǎn)坐標(biāo)，R為設(shè)計(jì)圓弧半徑，如果所得的C值為負(fù)值，就該往圓心內(nèi)方向移動，反之往圓心外移動。

5.2 樓層標(biāo)高放樣

在地下室施工時(shí)，在連續(xù)墻墻面上測出一個(gè)比結(jié)構(gòu)板面標(biāo)高+1米的標(biāo)高點(diǎn)，用紅油漆標(biāo)識出，復(fù)核無誤后，地下室所有結(jié)構(gòu)標(biāo)高確定都以此點(diǎn)為準(zhǔn)。在施工地面以上樓層標(biāo)高放樣時(shí)，在電梯井墻壁上測出±0.0m標(biāo)高，用紅油漆標(biāo)識出，復(fù)核無誤后，以后每一層所需的標(biāo)高都以此點(diǎn)為準(zhǔn)，用50m鋼卷尺拉取。

6 結(jié)束語

由于不同國家人的語言、觀念存在差異，造成有關(guān)涉外工程項(xiàng)目在運(yùn)作當(dāng)中或多或少地都會存在與當(dāng)?shù)厝私涣骼щy的問題，尤其涉及專業(yè)方面，我們需懷著尊重、寬容、虛心、耐心的心態(tài)與外國業(yè)主、專業(yè)監(jiān)理工程師進(jìn)行溝通。在施工測量方面由于各自的專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不一，也造成各自的測量方法、過程操作及測量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的不同，我們可以互相學(xué)習(xí)，求同存異，對待工作認(rèn)真細(xì)致、精益求精，最后是一定能贏得外國人的認(rèn)同及贊賞。

作者簡介：曾志敏（1979-12-19），男，漢族，江西吉安人，中級工程師，主要從事工程測量工作。