鋼結(jié)構(gòu)工程測量方案

分享到窗體底端樁基礎(chǔ)鋼結(jié)構(gòu)工程測量專項方案前言 隨著鋼結(jié)構(gòu)的迅速發(fā)展，高層、異形、大跨度結(jié)構(gòu)在鋼結(jié)構(gòu)建筑中已是屢見不鮮、同時針對各種類型的測量控制的難度也越來越大，異形、大跨度結(jié)構(gòu)的測量定位施工工序是保證鋼結(jié)構(gòu)安裝質(zhì)量的首要前提，因此大跨度、異形、大跨度結(jié)構(gòu)中的測量控制就顯的尤為重要，為了探索出適合各種結(jié)構(gòu)尤其是異形、大跨度結(jié)構(gòu)測量方法，并遵守求同存異的原則，在此以秀山國際會議會展中心異形鋼結(jié)構(gòu)的測量定位施工工藝、方法介紹如下： 一、工程概況 秀山方全國際會議會展中心工程位于秀山物流園區(qū)；毗鄰新規(guī)劃的市政白沙大道和 ；系新建的波浪文化城，并且與波浪文化城二期相聯(lián)通，與杭州大劇院對稱坐落位于新文化城中心軸線上。 工程由球形的主樓和橢圓形投影面的裙房組成，總建筑面積為130096平方米，其中地上總建筑面積為78009平方米。主樓為超五星級酒店部分，19層85米高，內(nèi)設(shè)高級辦公樓層和公寓式酒店層；裙房為會議中心部分，2層12米高，主要為商場及大堂，低座為豪華酒店。地下室為兩層，建筑面積為52087平方米，主要用作停車場、機電用房、酒店后勤區(qū)等。本文主要介紹主樓測量方案的探索。二、結(jié)構(gòu)特點及測量難點2.1結(jié)構(gòu)特點 杭州國際會議中心主樓與裙房通過主樓外側(cè)的弧形柱上的牛腿連接成一個結(jié)構(gòu)整體。其中主樓結(jié)構(gòu)為鋼框架支撐體系，共由43榀平面鋼框架組成。各榀平面框架外柱與內(nèi)柱的定位軸線在平面上為不同半徑的同心圓，平面框架在豎向剖面上呈現(xiàn)“C”形，四層以下的框架柱為豎直的框架柱，而四層以上的內(nèi)框架柱為折線形斜柱，四層以上的外框架柱為圓弧形斜柱；結(jié)構(gòu)在A2、A8、A16、A20、A26、A30、A38軸上的框架通長高度設(shè)置斜支撐構(gòu)件；框架的跨度約為12m，層高為3.52m和5.22m。整個球形結(jié)構(gòu)的外側(cè)框架柱距球心的最大距離約42m。2.2測量難點 本工程屬高層鋼框架結(jié)構(gòu)，為球體造型。外圍結(jié)構(gòu)柱均為豎向弧形構(gòu)件，每一鋼構(gòu)件安裝空間位置不統(tǒng)一，結(jié)構(gòu)整體測控量大，測量精度要求高，軸線標(biāo)高豎向傳遞次數(shù)多。由于主樓的結(jié)構(gòu)特征，無法利用常規(guī)的高層結(jié)構(gòu)測量手段來定位鋼柱，針對本工程施工安裝測量難點，選擇合適的測量方案，從而保證工程的安裝精度，將是本工程的重點。三、測量方案的選擇針對本工程的結(jié)構(gòu)特點，采用一般的內(nèi)控法或外控法測量方案將無法滿足本工程測量精度要求，我司提出了3種測量方案，如下：四、方案的確定通過對提出的三中方案在難易性、精度、工期及對其他工種的影響等多方面的可行性分析，擇優(yōu)選擇方案三內(nèi)控和外控相結(jié)合的測量方法做為本工程的測量方案，方案三主要由以下優(yōu)缺點：1、每一徑向軸線上的柱子均為標(biāo)準(zhǔn)柱，且每一徑向和環(huán)向軸線均向上傳遞，測量精度容易保證；2、測量施測和校正工作量較大，可能會影響工期；3、測量控制點較多，控制點的保護是重點；4、增設(shè)附助軸線后，貫通了環(huán)向軸線向上傳遞，方便了測量五、方案的實施5.1平面控制網(wǎng)建立1、根據(jù)本工程的結(jié)構(gòu)形式，建立以下平面控制點：（1）作G軸和A23軸垂直交線于一點，分別向南50米、向東、西、北50米、100米間距設(shè)控制網(wǎng)，共設(shè)置20個控制點。（2）測設(shè)方法控制網(wǎng)采用四等導(dǎo)線的精度要求施測，準(zhǔn)確計算出導(dǎo)線成果后，進行精度分析和控制點點位誤差。各控制網(wǎng)點在選擇好的點位上進行布設(shè)，按規(guī)范要求做好測量標(biāo)志，同時做好防護和保護措施（如示意圖）。為了保證測量精度，在控制點標(biāo)志埋設(shè)后一周內(nèi)不得進行觀測。同時為防止測量基準(zhǔn)標(biāo)志點產(chǎn)生位移和沉降,在施工過程中堅持不定期檢測。檢測發(fā)現(xiàn)誤差時，在起算的大地控制點的基礎(chǔ)上按導(dǎo)線測量方法進行復(fù)測和平差計算。5.2高程控制網(wǎng)的建立（1）首先對現(xiàn)場已知水準(zhǔn)點進行水準(zhǔn)復(fù)測。（按國家四等水準(zhǔn)測量要求）。水準(zhǔn)點標(biāo)石經(jīng)復(fù)測，精度滿足要求后，在施工現(xiàn)場根據(jù)限差要求埋設(shè)水準(zhǔn)點標(biāo)石（如下圖）。為了便于施工測量，整個場地內(nèi)，東西、南北每相距100m左右設(shè)有水準(zhǔn)點，并構(gòu)成閉合圖形，以便閉合校核。I級水準(zhǔn)基點組選8個水準(zhǔn)點均勻地布置在整個施工現(xiàn)場四周形成一閉合路線。II級水準(zhǔn)點采用M8膨脹螺栓的鋼筋打入砼作為標(biāo)志。由水準(zhǔn)基準(zhǔn)點組成閉合路線，各點間的高程進行往返觀測，閉合路線的閉合誤差應(yīng)小于5 mm（n為測站數(shù)）。在水準(zhǔn)聯(lián)測時把I級控制點作為首級水準(zhǔn)點使用聯(lián)測，計算出高程值，以方便主樓安裝時高程的投測。（2）主樓高程控制網(wǎng)布設(shè)主樓外設(shè)置3個II級固定的水準(zhǔn)基準(zhǔn)點，如下圖所示：5.3軸線的定位與傳遞5.3.1軸線的定位測設(shè)根據(jù)平面控制網(wǎng)和G軸與A23軸的垂足控制點（即主樓圓心），用經(jīng)緯儀及鋼尺或用全站儀即可定出主樓徑向的A1軸到A44軸和環(huán)向的B1軸到B3軸共47條軸線和所有本工程的施工平面軸線。軸線控制樁用M8膨脹螺栓的打入砼固定作為標(biāo)志，并引測至周圍永久性建筑物或構(gòu)筑物上。5.3.2主樓軸線的堅向傳遞1、主樓一至四層的軸線控制主樓首層定位軸線利用平面控制網(wǎng)點和主樓圓心進行控制（圓心控制點同樣用M8膨脹螺栓打入首層樓面混凝土中）。由于二至四層的鋼柱均為直形柱，且主樓中庭不懸空，因此二至四層的定位軸線同樣利用平面控制網(wǎng)點和主樓圓心向上傳遞的方法進行控制。2、主樓四層以上的軸線控制（1）徑向軸線控制本主樓工程的定位軸線采取外控法，即定位軸線延長線上設(shè)置控制樁位，在控制樁位上架設(shè)經(jīng)緯儀進行軸線的逐層傳遞。由于本工程結(jié)構(gòu)平面徑向軸線呈放射性布置，所以采取將主樓的每條徑向定位軸線貫通后，向兩個方向延長至建筑物外部，并在兩個方向的延長線上各設(shè)置兩個控制樁位（控制樁設(shè)置如上圖），進行主樓徑向定位軸線的堅向傳遞和控制。（2）環(huán)向軸線控制根據(jù)本主樓工程立面框架的形式，為滿足施工測量控制的需要，在環(huán)向軸線B2與B3之間增設(shè)一條離圓心為31.5米的環(huán)向附助軸線Bx。在首層樓面上利用平面控制網(wǎng)點和主樓圓心測設(shè)出該軸線后，將該軸線與44條徑向定位軸線的44個交點（Bx-1Bx-44）往徑向和環(huán)向各500處設(shè)定為控制基準(zhǔn)點（同樣用M8膨脹螺栓打入首層樓面混凝土中）。上面各層在立樓板模板時，在相應(yīng)位置留200200方洞，用激光鉛垂儀把各點引測至各樓層，校核后通過量距放出各鋼柱的十字控制中心線。在第10層將此44個控制基準(zhǔn)點轉(zhuǎn)移一次，仍用M8膨脹螺栓打入樓面混凝土中控制上9層定位。5.4標(biāo)高傳遞本工程的標(biāo)高傳遞主要為主樓結(jié)構(gòu)的高程堅向傳遞。按照主樓外設(shè)置的3個II級固定水準(zhǔn)基準(zhǔn)點，用水準(zhǔn)儀將基準(zhǔn)點引至首層平面。首層施工好后，將+1.000m標(biāo)高引至指定鋼柱上并做紅漆標(biāo)記，用鋼卷尺向上丈量至各樓層（同樣在第10層設(shè)一個轉(zhuǎn)點）。然后用水準(zhǔn)儀抄平控制各鋼柱的牛腿上表面標(biāo)高。6.鋼構(gòu)件安裝的測量校正6.1主樓鋼柱的安裝測量校正鋼柱的測量校正主要為平面位置、標(biāo)高和垂直度三項內(nèi)容，按照先調(diào)整標(biāo)高，再調(diào)整位移，最后調(diào)整垂直度的順序按照規(guī)范規(guī)定的數(shù)值進行校正。同時為保證安裝精度，避免因溫度變化對鋼柱垂直度校正產(chǎn)生的偏差，主樓鋼柱的測量校正統(tǒng)一日照變化小的傍晚進行。6.2直鋼柱的校正測量（1）標(biāo)高的調(diào)整：每安裝一節(jié)柱后，對柱頂進行一次標(biāo)高實測，誤差超過偏差時，采用螺栓千斤頂進行調(diào)整，偏差過大時分兩次或幾次進行調(diào)整。（2）軸線位移校正：以傳遞至下節(jié)柱柱頂?shù)妮S線為基準(zhǔn)，安裝鋼柱的底部對準(zhǔn)下節(jié)鋼柱中心即可。（3）垂直度校正：把鋼柱的成90的兩條控制線引出，在控制線上架設(shè)兩臺經(jīng)緯儀，照準(zhǔn)鋼柱的中軸線同時監(jiān)測，直到兩個方向的軸線上下為同一垂直線。垂直度校正調(diào)節(jié)主要是依靠攬風(fēng)繩，直至焊接完后，按以上觀測方法對鋼柱進行復(fù)測，對鋼柱的測量數(shù)據(jù)要認真記錄。6.3弧形鋼柱的校正測量弧形鋼柱的標(biāo)高和軸線位移校正測量同直鋼柱的方法相同，其中弧形鋼柱的垂直度校正由于弧形鋼柱的一側(cè)為外圓弧形，因此在校正完弧形鋼柱底部的軸線位置后，同時在柱頂端采取三點坐標(biāo)進行校正監(jiān)測。即在鋼柱頂部外截面角點做為校正點，采取三點坐標(biāo)定位（如圖所示控制點1、控制點2、控制點3），根據(jù)3點的三維坐標(biāo)采取坐標(biāo)測量進行校正定位控制。九、總結(jié)實踐證明，杭州國際會議中心的測量定位施工工藝最終取得良好的預(yù)期效果，結(jié)合本工程實際情況展開分析，對于高層、異形、大跨度的特殊結(jié)構(gòu)在測量定位控制中，為了其保證安裝精度和工程質(zhì)量，就要選擇合適的測量方案，同時要配備合適的測量儀器。尤其針對異形結(jié)構(gòu)而言，想用常規(guī)的測量手段進行測量定位是比較困難的，而且也很難保證測量質(zhì)量，因此就要在常規(guī)方法中尋求突破，對于采用線控制不了的就應(yīng)采用點（坐標(biāo)控制）、線、面結(jié)合的測量控制方法，基本能夠解決高層、異形、大跨度結(jié)構(gòu)測量的難點問題，這種點、線、面相結(jié)合的測量定位方法可以被廣泛運用。2 基礎(chǔ)測量施工工藝標(biāo)準(zhǔn)1.1 適用范圍本工藝適用于工業(yè)與民用建筑基礎(chǔ)測量的實施過程。1.2 施工準(zhǔn)備1.2.1 技術(shù)準(zhǔn)備：1.2.1.1 熟悉圖紙，認真閱讀基礎(chǔ)圖，確定基礎(chǔ)中柱基關(guān)系，編制測量施工方案，作好技術(shù)交底。1.2.1.2 校核定位測量樁釘?shù)妮S線控制樁及高程控制點，獲取相關(guān)數(shù)據(jù)資料1.2.1.3 確定基礎(chǔ)時施工測量的內(nèi)容及順序?；A(chǔ)施工測量是一個重要環(huán)節(jié)，主要工作有基槽挖土的放線和抄平、基礎(chǔ)施工的放線和抄平。1.2.2 主要儀器設(shè)備：全站儀及配套棱鏡、經(jīng)緯儀、鋼尺、水準(zhǔn)儀及配套水準(zhǔn)尺。1.2.3 作業(yè)條件1.2.3.1 作業(yè)人員具有相當(dāng)?shù)燃壍臏y量資質(zhì)。1.2.3.2 儀器設(shè)備經(jīng)檢定合格,足夠數(shù)量的儀器設(shè)備。1.2.3.3 軸線控制點和高程控制校驗合格1.3 施工工藝要點1.3.1 基槽開挖測量施工工藝對于基槽挖土，由于定位測量已經(jīng)確定了平面的開挖邊界，所以主要內(nèi)容是控制基槽開挖深度，一般可在基槽挖到一定深度后，用水準(zhǔn)儀在壁上每隔23m和拐角處設(shè)置一些水平的小木樁（平水樁：標(biāo)高誤差控制10mm），這些木樁可作為清理槽底和鋪設(shè)墊層的依據(jù)，待土方挖完后，再根據(jù)控制樁復(fù)核基槽寬度和標(biāo)高，合格后，可允許施工單位進行墊層施工。1.3.2 軸線投測施工工藝1.3.2.1 施工方法軸線投測時最常用的方法是經(jīng)緯儀正倒鏡取中法投測軸線。在軸線控制樁或軸線釘上安置經(jīng)緯儀，正鏡，以地面上的軸線控制樁定向，按經(jīng)緯儀視準(zhǔn)軸方向在施工面上標(biāo)定一點；倒鏡，再標(biāo)定一點。若兩個投影點不重合，則取中點作為軸線端的投影位置。按相同的方法標(biāo)定軸線另一端的投影位置，兩端投影點的連線即為一條定位軸線。按上述方法投測出每條邊界軸線，檢測邊界軸線交點間的距離，如果與設(shè)計數(shù)據(jù)誤差符合規(guī)范要求，則采用按長度配賦誤差的距離內(nèi)分法做出每條軸線上的軸線交點。按設(shè)計圖紙，將對應(yīng)的軸線交點連線得到全部軸線，基礎(chǔ)的軸線控制網(wǎng)就已經(jīng)投測完畢。1.3.2.2 軸線測設(shè)步驟1) 正倒鏡取中法投測軸線。2) 距離內(nèi)分法做出軸線交點。3) 軸線交點連線。1.3.2.3 檢驗1) 用全站儀檢測邊界軸線交點的平面坐標(biāo)與設(shè)計坐標(biāo)間的誤差是否超限。2) 用全站儀檢測軸線交點間的軸線距離誤差是否超限。3) 用全站儀檢測軸線交點間的斜線距離誤差是否超限。1.3.3 標(biāo)高的傳遞1.3.3.1 用水準(zhǔn)測量法傳遞高程當(dāng)開挖較深的基槽可用水準(zhǔn)測量法傳遞高程。如圖1.3.3.1，作法是：在坑邊架設(shè)一吊桿，從桿頂向下掛一根鋼尺（鋼尺o點在下），在鋼尺下端吊一重錘，重錘的重量應(yīng)與檢定鋼尺時所用的拉力相同。為了將地面水準(zhǔn)點A的高程HA傳遞到坑內(nèi)的臨時水準(zhǔn)點B 上，在地面水準(zhǔn)點和基坑之間安置水準(zhǔn)儀，先在A 點立尺，測出后視讀數(shù)a，然后前視鋼尺，測出前視讀數(shù)b。接著將儀器搬到坑內(nèi)，測出鋼尺上后視讀數(shù)c和B點前視讀數(shù)d。則坑內(nèi)臨時水準(zhǔn)點B之高程HB按下式計算：HB=HA+a-(b-c)-d圖1.3.3.1式中（b-c）為通過鋼尺傳遞的高差，如高程傳遞的精度要求較高時，對（b-c）之值應(yīng)進行尺長改正及溫度改正。上例是由地面向低處引測高程點的情況，當(dāng)需要由地面向高處傳遞高程時，也可以采用同樣方法進行。1.3.4 用鋼尺直接丈量垂直高度傳遞高程開挖基槽不太深時，可設(shè)置垂直標(biāo)板，將高程引測到標(biāo)板上，然后用鋼尺向下丈量垂直高度，將設(shè)計標(biāo)高直接畫在標(biāo)板上，既方便施工，又易于檢查。當(dāng)需要向建筑物上部傳遞高程時，可根據(jù)柱、墻下部已知的標(biāo)高點沿柱或墻邊向上量取垂直高度，而將高程傳遞上去。1.3.5 柱基施工測量1.3.5.1 混凝土基礎(chǔ)施工測量軸線投測時，已經(jīng)在施工面上標(biāo)定了柱基的中心， 根據(jù)基礎(chǔ)圖放出柱基的邊界線。在支立模板時以柱基的中心線作為支模板的依據(jù)。同時用水準(zhǔn)儀控制柱基的標(biāo)高。1.3.5.2 鋼柱基礎(chǔ)施工測量根據(jù)柱基的中心點，在施工面上標(biāo)定地腳螺栓的設(shè)計位置，同時對墊層抄平。根據(jù)墊層上和固定架上投測的中心點，把地腳螺栓安放在設(shè)計位置。為了測定地腳螺栓的標(biāo)高，在固定架的斜對角處焊兩根小角鋼，在兩角鋼上引測同一數(shù)值的標(biāo)高點，并刻繪標(biāo)志，其高度應(yīng)比地腳螺栓的設(shè)計高度稍低一些。然后在角鋼上兩標(biāo)點處拉一細鋼絲，以定出螺栓的安裝高度。待螺栓安好后，測出螺栓第一絲扣的標(biāo)高。地腳螺栓不宜低于設(shè)計標(biāo)高，允許偏高+5+25mm。1.3.5.3 廠房設(shè)備基礎(chǔ)施工測量設(shè)備基礎(chǔ)施工程序有兩種：一種是在廠房柱子基礎(chǔ)和廠房部分建成后才進行設(shè)備基礎(chǔ)施工。若采用這種施工方法，必須將廠房外面的控制網(wǎng)在廠房砌筑磚墻之前，引進廠房內(nèi)部，布設(shè)一個內(nèi)控制網(wǎng)，作為設(shè)備基礎(chǔ)施工和設(shè)備安裝放線的依據(jù)。另一種是廠房柱基與設(shè)備基礎(chǔ)同時施工，這時不需建立內(nèi)控制網(wǎng)，一般是將設(shè)備基礎(chǔ)主要中心線的端點測設(shè)在廠房矩形控制網(wǎng)上。當(dāng)設(shè)備基礎(chǔ)支模板或地腳螺栓時，局部的架設(shè)木線板或鋼線板，以測設(shè)螺栓組中心線。1.4 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)1.4.1 自行檢查合格。1.4.2 測繪主管驗收合格。1.4.3 監(jiān)理驗收合格。1.5 應(yīng)注意的質(zhì)量問題1.5.1 遵循測繪基本原則：布局上“從整體到局部”；精度上“由高級到低級”；程序上“先控制后細部”。1.5.2 選擇恰當(dāng)?shù)臅r間測設(shè)，盡量減小天氣和溫度對測設(shè)成果的影