某弧形飄帶式市民活動(dòng)中心項(xiàng)目測(cè)量控制技術(shù)應(yīng)用

劉洪亮 劉立新

上海寶冶集團(tuán)有限公司 上海 200941

1 工程概況

某市民活動(dòng)中心位于鄭州市民公共文化服務(wù)區(qū)?？偨ㄖ娣e134983㎡，包括群藝館、雜技館、青少年發(fā)展中心、婦女兒童中心、市民健康中心及附屬工程等，形成“兩館三中心”，結(jié)構(gòu)形式為框剪結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)防烈度為7度，屋面為鋼結(jié)構(gòu)格柵屋面和綠化種植屋面，建筑外墻為玻璃幕墻和鋁結(jié)構(gòu)幕墻。整個(gè)外形采用弧形曲線飄帶式。

圖1 鄭州市民活動(dòng)中心效果圖

整個(gè)市民中心項(xiàng)目建筑結(jié)構(gòu)外形由不同曲率的半徑組合而成，結(jié)構(gòu)上形成橢圓、半圓弧不等，設(shè)計(jì)總圖定位僅為部分圓心坐標(biāo)和四個(gè)角點(diǎn)坐標(biāo)，如雜技館圓心和婦女兒童中心扇形圓心坐標(biāo)等，四個(gè)主要單體之間以鋼連廊形式連接，結(jié)構(gòu)上埋設(shè)大型鐵件，外形結(jié)構(gòu)側(cè)面均有幕墻埋設(shè)件，兩館表演舞臺(tái)的埋設(shè)件主要進(jìn)行舞臺(tái)機(jī)械安裝[1]。

2 施工的重難點(diǎn)分析

2.1 建筑結(jié)構(gòu)外形由各種不同半徑組合而成，測(cè)量定位要求高

市民活動(dòng)中心建筑結(jié)構(gòu)外形采用弧形曲線飄帶式，喻義“龍舞大地”之祥龍，而雜技館恰為祥龍之龍頭，是整個(gè)市民活動(dòng)中心建筑的中心所在，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多以圓弧、橢圓形為主，由各個(gè)不同半徑的弧形構(gòu)件組合而成。由此其軸網(wǎng)亦以圓弧、橢圓布置，不同角度、不同半徑組合復(fù)雜，測(cè)量定位難度相當(dāng)大，質(zhì)量要求很高，總體施工難度大。

2.2 異形、多邊形基礎(chǔ)較多，弧形墻、梁普遍，多定位在不同曲率的半徑軸線上，測(cè)量定位難度大

本工程基礎(chǔ)形式為獨(dú)立基礎(chǔ)+筏水板形式，獨(dú)立基礎(chǔ)形狀分為長(zhǎng)方形、正方形、三角形、五邊形、多邊形以及異形多邊形六種設(shè)計(jì)形式，考慮到多功能電梯及外形的曲線，設(shè)計(jì)的獨(dú)立基礎(chǔ)多為三角形、多邊形和異形基礎(chǔ)較多，如圖2所示。

圖2 雜技館基礎(chǔ)平面圖

2.3 總圖坐標(biāo)數(shù)量少，不同曲率軸網(wǎng)上坐標(biāo)換算難度大

本工程設(shè)計(jì)總圖僅有個(gè)別圓心坐標(biāo)以及地下車庫(kù)四個(gè)交點(diǎn)坐標(biāo)，對(duì)于不同曲率半徑組合而成的軸線上每個(gè)基礎(chǔ)、梁、柱等坐標(biāo)必須重新?lián)Q算，難度相當(dāng)大，如坐標(biāo)計(jì)算出現(xiàn)誤差，則勢(shì)必影響上部結(jié)構(gòu)的施工。

2.4 外傾斜曲線幕墻埋件多，鋼構(gòu)埋件大，舞臺(tái)等機(jī)械埋件繁而密，定位難度大

本工程外形輪廓多為弧形曲線，金屬幕墻、玻璃幕墻和鋁結(jié)構(gòu)幕墻埋件隨樓層梁預(yù)埋，間距尺寸200～300mm不等，總計(jì)埋件數(shù)量達(dá)到3500多個(gè)；整個(gè)市民活動(dòng)中心由四個(gè)獨(dú)立場(chǎng)館組成，兩兩單體場(chǎng)館由鋼連廊連接，預(yù)埋鐵件鋼板多為-1500×50；市民活動(dòng)中心的雜技館和群藝館有舞臺(tái)表演，其舞臺(tái)機(jī)械工藝決定預(yù)埋的鐵件繁而密，從而保證機(jī)械的使用功能。各種埋件多埋設(shè)在不同曲率的弧形結(jié)構(gòu)上，埋設(shè)定位難度高，安裝困難。

2.5 幕墻系統(tǒng)多樣，平面、空間變化多，控制測(cè)量精度難度大

本工程幕墻總計(jì)4.3萬(wàn)㎡，整個(gè)建筑外形幕墻總體效果呈現(xiàn)為曲面，采用菱形玻璃鋁板拼接幕墻（包括玻璃、鋁板、百葉）、沖孔鋁板覆層幕墻、玻璃幕墻三種方式，各幕墻交接部位復(fù)雜，曲面空間定位困難，平面變化多樣，折線轉(zhuǎn)角多，這都對(duì)施工測(cè)量放線及幕墻安裝造成了很大的難度，因此，如何控制本工程的測(cè)量放線精度是本工程的重點(diǎn)[2]。

3 施工測(cè)量控制

3.1 施工測(cè)量控制網(wǎng)布置

先沿基坑四角新建K1～K4四個(gè)控制點(diǎn)，在長(zhǎng)邊方向即東西向加密2個(gè)點(diǎn)，在短邊即南北向各加1點(diǎn)，控制點(diǎn)各相鄰邊相互通視，便于能夠長(zhǎng)期保存（如圖3）。

圖3 施工測(cè)量控制網(wǎng)布置

根據(jù)市民活動(dòng)中心項(xiàng)目的特點(diǎn)，各軸線為圓弧，利用其底板、樓板等結(jié)構(gòu)建立加密點(diǎn)作為臨時(shí)測(cè)站點(diǎn)。

3.2 Autocad繪圖軟件ID命令的應(yīng)用

大型公共建筑不同單體有一個(gè)或多個(gè)設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)，總平圖設(shè)計(jì)圖紙基本上是由不同單體鏈接組合而成，單體與單體之間軸網(wǎng)或構(gòu)件交接部位或多或少存在問(wèn)題，這就需要項(xiàng)目技術(shù)人員繪制出工程總體軸網(wǎng)圖，仔細(xì)認(rèn)真核對(duì)單體建筑結(jié)構(gòu)各種尺寸和坐標(biāo)。利用Autocad軟件的使用特點(diǎn)和其中的ID命令以及設(shè)計(jì)給出的總圖部分坐標(biāo)，1∶1比例繪制出整個(gè)市民活動(dòng)中心項(xiàng)目地下車庫(kù)的軸網(wǎng)，特別是不同曲率半徑組合而成的軸網(wǎng)要絕對(duì)核實(shí)準(zhǔn)確，保證給出的測(cè)量定位單準(zhǔn)確。

3.3 土建測(cè)量控制

3.3.1 基礎(chǔ)測(cè)量定位。因本工程獨(dú)立基礎(chǔ)形狀多樣化，且設(shè)置在不同曲率的弧形軸網(wǎng)上，這就需要計(jì)算出每個(gè)基礎(chǔ)中心軸線或偏心軸線交點(diǎn)坐標(biāo)及角點(diǎn)坐標(biāo)。根據(jù)上述繪制的整個(gè)軸網(wǎng)和基礎(chǔ)圖，利用AUTOCAD中的ID命令，標(biāo)識(shí)出所需坐標(biāo)。在混凝土墊層上打出相應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)。

3.3.2 較為復(fù)雜的模板工程測(cè)量定位。雜技館和群藝館看臺(tái)模板測(cè)量定位。因本工程看臺(tái)及靜壓箱結(jié)構(gòu)呈階梯狀，扇形布置，弧形梁、板和墻較多，模板配置，不同且標(biāo)高不一，仍然利用軸網(wǎng)定位出繪制出各個(gè)弧形墻、梁，給定具體坐標(biāo)，利用全站儀在混凝土墊層上打出多個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)，連線成弧形[3]。

3.3.3 扇形看臺(tái)結(jié)構(gòu)座椅通風(fēng)孔測(cè)量定位。市民活動(dòng)中心有雜技館和群藝館，兩個(gè)館均有扇形看臺(tái)，看臺(tái)上共計(jì)有1600個(gè)座椅，每個(gè)座椅均設(shè)有通風(fēng)孔，必須提前設(shè)定出每個(gè)通風(fēng)孔絕對(duì)坐標(biāo)。定位弧形看臺(tái)，首先以雜技館和群藝館給定的圓心坐標(biāo)作為站點(diǎn)，以各個(gè)圓弧與垂直軸線相交點(diǎn)為起算點(diǎn)，輸入各個(gè)半徑，采用全站儀可以定出所有圓弧上各個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)，從而控制雜技館和群藝館圓弧看臺(tái)座椅通風(fēng)孔各點(diǎn)定位，彈線定出模板線，然后再依據(jù)通風(fēng)孔圓心坐標(biāo)定出其位置。

圖4 雜技館看臺(tái)座椅通風(fēng)孔平面布置

3.4 幕墻工程測(cè)量控制

由于幕墻的高精級(jí)特征，玻璃幕墻分格軸線的測(cè)量應(yīng)與主體結(jié)構(gòu)測(cè)量相配合，其偏差應(yīng)及時(shí)調(diào)整，不得積累，并定期對(duì)幕墻的安裝定位基準(zhǔn)進(jìn)行校核，對(duì)后期板塊支座定位、板塊掛點(diǎn)安裝及放樣下單提供準(zhǔn)確的基準(zhǔn)。同時(shí)建立BIM模型，在BIM 模型中進(jìn)行空間幾何分析，并在軟件中確定重點(diǎn)測(cè)量控制平面，通過(guò)1∶1數(shù)據(jù)模擬測(cè)量繪制、測(cè)量放線、圖紙統(tǒng)計(jì)測(cè)量放線數(shù)據(jù)。

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，利用水平儀、激光經(jīng)緯儀、50m長(zhǎng)卷尺及鉛直儀，復(fù)核每一層標(biāo)高的正確性，同時(shí)校檢基準(zhǔn)軸線的正確性。以基準(zhǔn)控制網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)測(cè)放出結(jié)構(gòu)輪廓線，確定建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際尺寸與設(shè)計(jì)尺寸之間的偏差程度，對(duì)于大于或小于設(shè)計(jì)偏差要求的結(jié)構(gòu)區(qū)域應(yīng)及時(shí)修正。然后對(duì)整個(gè)工程進(jìn)行分區(qū)、分立面測(cè)量，綜合，從而確定關(guān)鍵層，標(biāo)上控制線記號(hào)，再以各控制線為基準(zhǔn)，向上返出兩控制面間的幕墻板塊水平分格控制線，做出清晰標(biāo)記。利用確定的控制線，以基準(zhǔn)軸線和各控制線為基準(zhǔn)，向各自區(qū)域返出橫向板塊控制線，最后各面將幕墻閉合，形成完善的橫向板塊控制線，并做出清晰標(biāo)記。待關(guān)鍵層、基準(zhǔn)軸線確定后，最后確定的就是關(guān)鍵點(diǎn)，關(guān)鍵點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在關(guān)鍵層且不低于兩個(gè)，放線從關(guān)鍵點(diǎn)開始，先用水準(zhǔn)儀放水平線，花籃螺絲收緊，然后再用光學(xué)經(jīng)緯儀、鉛直激光儀放吊線[4]。

4 結(jié)束語(yǔ)

如遇類似工程，繪制整體軸網(wǎng)圖，根據(jù)不同的施工階段，做出測(cè)量定位單。建立基于BIM的三維可視化技術(shù)，通過(guò)三維模型核對(duì)設(shè)計(jì)標(biāo)高，提高具體操作人員對(duì)施工安排和施工技術(shù)要求的理解，減少返工，提高施工質(zhì)量。

對(duì)于較為復(fù)雜的弧形軸網(wǎng)應(yīng)設(shè)置必需的加密點(diǎn)，必須加強(qiáng)測(cè)量坐標(biāo)和標(biāo)高的控制，更要做好相接部位的鋼筋下料、模板放樣等，盡量減少偏差和返工處理，降低施工成本。

針對(duì)工程特點(diǎn)做好測(cè)量任務(wù)單，并做好施工技術(shù)方案工作，加強(qiáng)對(duì)操作人員的技術(shù)交底，盡量避免施工中不必要的損耗和浪費(fèi)。