數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在建筑工程測(cè)量中的應(yīng)用探討

徐紅仙 折昌曉

0 引言

在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，具有測(cè)圖精準(zhǔn)度高、圖形信息多元化、自動(dòng)化程度高以及出圖迅速等優(yōu)勢(shì)，與傳統(tǒng)的建筑工程測(cè)量技術(shù)有著非常大的區(qū)別，數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用能夠有效對(duì)測(cè)量流程實(shí)施簡(jiǎn)化、降低測(cè)量時(shí)間、提高測(cè)量效率、減少系統(tǒng)誤差等。同時(shí)，數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)的運(yùn)用能夠進(jìn)一步提高建筑工程總體質(zhì)量水平，節(jié)省施工成本，給企業(yè)提供非常高的經(jīng)濟(jì)效益。因此，建筑企業(yè)要真正意識(shí)到數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在建筑工程測(cè)量中的應(yīng)用必要性，結(jié)合工程情況科學(xué)規(guī)范運(yùn)用。

1 數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1.1 準(zhǔn)確性更高

整個(gè)建筑工程項(xiàng)目建設(shè)環(huán)節(jié)受到工程測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度、可靠度的影響。在建筑工程測(cè)量中，科學(xué)運(yùn)用數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)，能夠有效對(duì)地形地貌等相關(guān)數(shù)據(jù)信息同步展開數(shù)據(jù)采集。科學(xué)合理運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)與系統(tǒng)，有助于直接形成三維模型，降低人力資源投入力度與測(cè)量工作人員的工作壓力。并且，數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中能夠有效減少測(cè)量過程中出現(xiàn)的誤差概率，更大程度上提高測(cè)量結(jié)果的精準(zhǔn)度，提高測(cè)繪工作有效性。

1.2 數(shù)據(jù)保存更便捷

數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)作為數(shù)字化時(shí)代背景下較為重要的一個(gè)技術(shù)手段，在保存與應(yīng)用數(shù)據(jù)方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在實(shí)踐中科學(xué)合理運(yùn)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)整體測(cè)繪數(shù)據(jù)信息的合理保存利用。值得關(guān)注的一點(diǎn)是，能夠利用計(jì)算機(jī)終端匯總、分析以及處理測(cè)繪數(shù)據(jù)信息，結(jié)合不同類型針對(duì)性保存，防止數(shù)據(jù)出現(xiàn)丟失。在具體運(yùn)用數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)方面，表現(xiàn)出工程測(cè)量結(jié)構(gòu)圖的實(shí)際運(yùn)用價(jià)值，為將來的施工設(shè)計(jì)工作帶來更為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持，給施工能夠更規(guī)范、更標(biāo)準(zhǔn)展開提供測(cè)繪數(shù)據(jù)。

1.3 自動(dòng)化水平高

建筑工程測(cè)量中運(yùn)用數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)主要是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)本身具有非常高的測(cè)繪效率和較高的自動(dòng)化水平，利用計(jì)算機(jī)能夠科學(xué)合理地運(yùn)用軟件信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程測(cè)量數(shù)據(jù)精準(zhǔn)合理分析。由此一來，綜合不同地區(qū)不同的地質(zhì)環(huán)境特點(diǎn)，將計(jì)算機(jī)作為載體運(yùn)用數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)，讓測(cè)繪底圖自動(dòng)匹配相對(duì)應(yīng)的符號(hào)、顏色，提高制圖的準(zhǔn)確程度。

2 工程概況

某建筑工程為大數(shù)據(jù)中心科研樓。根據(jù)項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)，項(xiàng)目總用地面積為23 533m，總建筑面積5 6175.22m，擬建5 棟5～10 層建筑。項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)1 層地下室，地下室建筑面積13 715.82m，地下室底板標(biāo)高為0.300m，底板厚400mm，主樓承臺(tái)厚1 200～1 700mm，墊層厚度為150mm?；娱_挖至底板墊層底的深度為5.200～5.700m。按1 ∶1.5 比例放坡開挖土方，并在基坑支護(hù)前完成土方開挖。

3 數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在建筑工程測(cè)量中的應(yīng)用

該工程中，為確保工程施工質(zhì)量，采用全站儀進(jìn)行全過程測(cè)量控制，為土方開挖施工提供可靠依據(jù)。

3.1 測(cè)量準(zhǔn)備

測(cè)量前，為確保測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確無誤，測(cè)量單位對(duì)測(cè)量設(shè)備進(jìn)行專業(yè)檢驗(yàn)校正，確保測(cè)量工具在有效檢測(cè)周期內(nèi)。同時(shí)，測(cè)量單位根據(jù)甲方移交的測(cè)量水準(zhǔn)點(diǎn)、坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)核測(cè)量建筑總平面，并與工程設(shè)計(jì)單位測(cè)量結(jié)果校對(duì)復(fù)核，確保測(cè)量水準(zhǔn)點(diǎn)、坐標(biāo)點(diǎn)的準(zhǔn)確性，水準(zhǔn)點(diǎn)、坐標(biāo)點(diǎn)不少于3 個(gè)。場(chǎng)內(nèi)水準(zhǔn)點(diǎn)、坐標(biāo)點(diǎn)復(fù)核測(cè)量時(shí)，應(yīng)清理現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)各種障礙，確保場(chǎng)內(nèi)測(cè)量通視。水準(zhǔn)點(diǎn)和坐標(biāo)點(diǎn)經(jīng)復(fù)核無誤后，測(cè)量單位應(yīng)加強(qiáng)與施工單位的溝通協(xié)調(diào)，切實(shí)落實(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)、坐標(biāo)點(diǎn)保護(hù)措施，保證測(cè)量基準(zhǔn)數(shù)據(jù)坐標(biāo)的一致性。

3.2 建筑物定位放線

為確保測(cè)量放線精度，該工程采用R-202NE 全站儀，采用極坐標(biāo)方法進(jìn)行定位測(cè)量。由于該工程建筑物占地面積較大，測(cè)量單位根據(jù)總平面圖及設(shè)計(jì)單位提供的城市坐標(biāo)點(diǎn)、相對(duì)位置，在施工現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)布設(shè)測(cè)量控制線，形成該工程基礎(chǔ)、主體施工軸向控制網(wǎng)?？刂凭W(wǎng)測(cè)量時(shí)采用全站儀測(cè)量，控制線間距誤差≤3mm，并使控制線與工程場(chǎng)地軸線平行，以便于工程施工測(cè)量。建筑物放線測(cè)量時(shí)應(yīng)嚴(yán)格避開施工用水、用電、料場(chǎng)等區(qū)域，沿施工循環(huán)道邊緣布設(shè)測(cè)量控制點(diǎn)。為防止測(cè)量點(diǎn)移位，該工程采用混凝土固定測(cè)量點(diǎn)，必要時(shí)設(shè)置防護(hù)欄桿。建立測(cè)量網(wǎng)后，依據(jù)測(cè)量成果進(jìn)行測(cè)量復(fù)核，申請(qǐng)規(guī)劃勘測(cè)部門驗(yàn)收。

3.3 測(cè)量控制

3.3.1 平面測(cè)量控制

以設(shè)計(jì)單位提供的設(shè)計(jì)圖紙、測(cè)量資料作為工程測(cè)量依據(jù)。綜合考慮該工程現(xiàn)場(chǎng)地形特點(diǎn)和場(chǎng)地面積，現(xiàn)有控制點(diǎn)數(shù)量、密度和位置不能滿足平面控制網(wǎng)測(cè)量要求，因此，測(cè)量單位對(duì)平面控制點(diǎn)進(jìn)行加密處理。結(jié)合該工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，將加密控制點(diǎn)集中布設(shè)在建筑物周圍附近并沿縱橫相互垂直方向布設(shè)。設(shè)置平面控制網(wǎng)時(shí)，應(yīng)遵循相鄰加密控制點(diǎn)相互通視原則，控制點(diǎn)位置選擇在視野開闊區(qū)域，且控制點(diǎn)位置的選擇應(yīng)避開受工程施工影響區(qū)域，在安全穩(wěn)固位置埋設(shè)混凝土預(yù)制樁，并采用混凝土澆灌加固處理。預(yù)制樁頂部鋼筋鋸斷多余部分，預(yù)留30cm 長(zhǎng)度螺紋鋼，并將螺紋鋼頂部調(diào)整為“十字”標(biāo)識(shí)（如圖1 所示）。平面測(cè)量控制點(diǎn)埋設(shè)位置略低于場(chǎng)地地面，采用紅油漆標(biāo)記編號(hào)，并使用木蓋板覆蓋保護(hù)?？刂泣c(diǎn)埋設(shè)7d后可進(jìn)行測(cè)設(shè)，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量點(diǎn)位置在測(cè)量成果中詳細(xì)記錄，以便于測(cè)量復(fù)核和施工測(cè)量監(jiān)控時(shí)查找。

圖1 混凝土預(yù)制樁示意圖

為確保該工程平面控制網(wǎng)整體性，導(dǎo)線點(diǎn)復(fù)測(cè)與加密點(diǎn)測(cè)量應(yīng)同時(shí)進(jìn)行，測(cè)量采用閉合導(dǎo)線測(cè)定，按一級(jí)導(dǎo)向測(cè)量技術(shù)要求（如表1 所示），計(jì)算平差、測(cè)距、測(cè)角后取4 次測(cè)量結(jié)果均值，且引測(cè)點(diǎn)數(shù)量≤2 個(gè)，以此確保平面控制網(wǎng)測(cè)量精度。

表1 一級(jí)導(dǎo)向測(cè)量精度技術(shù)要求

3.3.2 高程控制網(wǎng)

高程控制網(wǎng)建立時(shí)，根據(jù)水準(zhǔn)點(diǎn)復(fù)測(cè)和加密點(diǎn)測(cè)量結(jié)果采用三等附和水準(zhǔn)法統(tǒng)一平差計(jì)算得出高程控制網(wǎng)。三等水準(zhǔn)測(cè)量時(shí)，前后視距≤60m，前后視距差≤3m，全長(zhǎng)累計(jì)視距差≤5m，閉合差計(jì)算為：

高程控制網(wǎng)建立時(shí)，每千米高差全中誤差應(yīng)≤6mm，并根據(jù)高差測(cè)量結(jié)果測(cè)出施工現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地高程。高程控制網(wǎng)加密水準(zhǔn)點(diǎn)間距為100m，水準(zhǔn)點(diǎn)選在不受工程施工影響且堅(jiān)實(shí)穩(wěn)固的位置布設(shè)。水準(zhǔn)點(diǎn)位置使用混凝土澆筑，水準(zhǔn)點(diǎn)均采用紅油漆標(biāo)識(shí)編號(hào)，鋼筋頭鋸斷并磨成半球形。水準(zhǔn)點(diǎn)上部采用木板加蓋保護(hù)，埋設(shè)7d 后可作為高程控制網(wǎng)測(cè)設(shè)基準(zhǔn)點(diǎn)。在高程測(cè)量成果中，高程控制網(wǎng)成果應(yīng)標(biāo)識(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)位置和編號(hào)，以便于工程測(cè)量與復(fù)核。

3.4 建筑物沉降監(jiān)測(cè)

根據(jù)水平控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)測(cè)量成果，測(cè)量單位對(duì)基坑周圍構(gòu)建物進(jìn)行沉降監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和預(yù)警該工程基坑工程施工對(duì)周圍構(gòu)建物的影響。沉降觀測(cè)時(shí)，選擇永久使用觀測(cè)點(diǎn)作為沉降觀測(cè)基準(zhǔn)且觀測(cè)點(diǎn)數(shù)量≥3 個(gè)。沉降監(jiān)測(cè)時(shí)，該工程采用DSZ1 精密水準(zhǔn)儀監(jiān)測(cè)，并根據(jù)《工程測(cè)量規(guī)范》（GB50026-2007）、《建筑變形測(cè)量規(guī)程》（JGJ8-2016）要求開展測(cè)量工作。沉降觀測(cè)時(shí)，分別在建筑四角、大轉(zhuǎn)角、沉降縫、不同結(jié)構(gòu)分界處等位置設(shè)置沉降觀測(cè)點(diǎn)，并沿建筑外墻間隔15m 設(shè)置沉降觀測(cè)點(diǎn)。沉降觀測(cè)周期根據(jù)工程施工進(jìn)度計(jì)劃觀測(cè)，每層觀測(cè)1 次，當(dāng)建筑物出現(xiàn)較大沉降、不均勻沉降或裂縫時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增加觀測(cè)頻次，每日監(jiān)測(cè)或連續(xù)監(jiān)測(cè)并詳細(xì)記錄。建筑物交付運(yùn)營(yíng)后，根據(jù)地基土類型和沉降速度確定監(jiān)測(cè)頻次，工程項(xiàng)目交付后首年監(jiān)測(cè)3～4 次，次年2～3 次，第3 年后每年1 次，直至建筑物基礎(chǔ)穩(wěn)定為止。該工程中，建筑物沉降進(jìn)入穩(wěn)定階段判定時(shí)，根據(jù)沉降量監(jiān)測(cè)結(jié)果和時(shí)間建立關(guān)系曲線，當(dāng)沉降速度≤0.01～0.04mm/d，可作為建筑進(jìn)入沉降穩(wěn)定階段判斷依據(jù)。沉降監(jiān)測(cè)結(jié)束后，妥善保存監(jiān)測(cè)資料，具體包括沉降監(jiān)測(cè)成果表、沉降觀測(cè)點(diǎn)位分布圖和周期沉降監(jiān)測(cè)圖、沉降速度、沉降時(shí)間、沉降量曲線圖和沉降監(jiān)測(cè)分析報(bào)告等。

3.5 建筑物軸線監(jiān)測(cè)

在建筑物主體施工中，為監(jiān)測(cè)建筑物垂直度，該工程將平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)投射到建筑物軸線，以此實(shí)現(xiàn)建筑物軸線監(jiān)測(cè)投測(cè)傳遞。

3.5.1 地下結(jié)構(gòu)軸線投測(cè)

基坑支護(hù)、地下室、承臺(tái)等結(jié)構(gòu)軸線投測(cè)時(shí)，借助全站儀引測(cè)平面控制網(wǎng)軸線至基坑支護(hù)邊坡頂部，并將全站儀置于基坑邊坡頂部，將平面控制網(wǎng)引測(cè)軸線引測(cè)至基坑坑底作為基坑施工控制依據(jù)。在基坑底部采用全站儀和鋼尺測(cè)量方法水平放線，并使用全站儀復(fù)核測(cè)量，經(jīng)復(fù)核測(cè)量精度無誤后作為基坑平面施工依據(jù)?；痈叱虦y(cè)量時(shí)，采用水準(zhǔn)儀、標(biāo)尺向基坑內(nèi)投測(cè)標(biāo)高，作為基坑支護(hù)、地下室、承臺(tái)等結(jié)構(gòu)標(biāo)高控制依據(jù)。施工過程中，采用水準(zhǔn)儀、塔尺等方法控制地下結(jié)構(gòu)施工高程。

3.5.2 主體建筑豎向軸線傳遞

該工程中，主樓標(biāo)高為52.2m，建筑工程施工中受結(jié)構(gòu)自振、風(fēng)振等因素影響顯著，為滿足主體結(jié)構(gòu)施工垂直度控制要求，采用激光鉛垂儀對(duì)主體豎向軸線進(jìn)行投測(cè)傳遞，并借助計(jì)算機(jī)軟件自動(dòng)處理動(dòng)態(tài)測(cè)量數(shù)據(jù)，以此消除主體結(jié)構(gòu)施工中垂直度偏差，確保主體結(jié)構(gòu)施工精度。主體結(jié)構(gòu)首層施工時(shí)，借助激光鉛垂儀將平面控制網(wǎng)引測(cè)至首層。首層放線驗(yàn)收通過后，將平面控制網(wǎng)引測(cè)至主體結(jié)構(gòu)內(nèi)部，在建筑物內(nèi)部建立內(nèi)控點(diǎn)。為確保測(cè)量精度和測(cè)量結(jié)果連續(xù)性，該工程在主體結(jié)構(gòu)首層軸線1m位置埋設(shè)10cm×10cm 鋼板作為主體結(jié)構(gòu)豎向軸線引測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)，鋼板上刻畫十字線。首層以上主體結(jié)構(gòu)施工時(shí)，每層樓板預(yù)留150mm×150mm 的孔洞進(jìn)行豎向傳遞，每層施工時(shí)監(jiān)測(cè)激光鉛垂儀與鋼板十字線中心重合，以此確保主體建筑軸線豎向垂直度。

4 結(jié)束語

總而言之，為了保證建筑工程施工質(zhì)量，需要在建設(shè)建筑工程之前靈活運(yùn)用數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)，從而更加精準(zhǔn)測(cè)量施工現(xiàn)場(chǎng)、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)以及管線安裝的具體位置，之后按照最終測(cè)量結(jié)果以及有關(guān)信息，展開建筑工程建設(shè)施工工作，保證建筑工程建設(shè)質(zhì)量以及安全效果。在建筑工程測(cè)量中運(yùn)用數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)，做好數(shù)據(jù)采集、地形測(cè)量、繪制建筑工程圖紙、處理建筑工程數(shù)據(jù)、檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)地表沉降的各項(xiàng)工作，在保障建筑工程測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確度的情況下，良好展開建筑工程施工工作。