武漢某大劇院工程施工測量綜合控制技術(shù)

武漢*大劇院工程施工測量綜合控制技術(shù)一、工程概況武漢****大劇院坐落于*****湖北岸、***廣場以西、***山以東，總建筑面積65650平方米，建筑總高度40.300米，建筑基底面積24543平方米。****大劇院主舞臺高大空間部位與看臺觀眾廳部位是整個工程的核心部分。該部位空間高差大、曲線變化多、結(jié)構(gòu)立面復(fù)雜，鋼結(jié)構(gòu)及舞臺機(jī)械設(shè)備安裝精度要求高。作為具有鋼結(jié)構(gòu)、深基礎(chǔ)、大凌空、高程落差大、無標(biāo)準(zhǔn)層、曲線類型多、結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜的大型建筑，工程圖紙多、變更多、審核工作力度大等，促成施工測量工作內(nèi)業(yè)計算量超常。因此，如何控制本工程測量放樣的精度；如何進(jìn)行系統(tǒng)、高效的圖紙審核和快速、準(zhǔn)確提供施工測量數(shù)據(jù)是測量工作的重中之重，直接關(guān)系著工程的最終質(zhì)量。我們遵從測量工作“先整體、后局部”的控制原則出發(fā)，嚴(yán)格執(zhí)行“項目部測量管理→施工過程中放樣復(fù)核→監(jiān)理再檢查”的逐級控制原則，高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求、高精度控制，為工程各項部位順利施工做好充分準(zhǔn)備。二、總體控制2.1平面控制場地控制測量，按照“由整體到局部，先控制后碎部”的測量逐級控制原則，結(jié)合場地、工程建筑結(jié)構(gòu)特點，根據(jù)現(xiàn)場通視條件以及現(xiàn)場施工的需要，以城市導(dǎo)線點為高級控制點，沿場地周圍布設(shè)了一條閉合導(dǎo)線，作為首級控制導(dǎo)線網(wǎng)。導(dǎo)線全長相對中誤差高于1/35000，方位角閉合差小于±5”n，（n為系數(shù)點個數(shù)），平差后精度指標(biāo)：測角中誤差小于±2.5”，邊長相對誤差高于1/30000。由于工程進(jìn)度快、占地面積少、曲線部位多、各施工隊伍交叉作業(yè)、通視條件差等特點，為了防止首級工程軸線控制點在施工過程中遭到破壞，且由于首級導(dǎo)線點布設(shè)的邊長差異大，在施工過程中的使用率也會受到很大程度的限制等原因。根據(jù)現(xiàn)場需要，我們在施工測量中采取外控為主、內(nèi)控為輔，內(nèi)、外控相結(jié)合，但始終保持內(nèi)外聯(lián)測的方法。在施工過程中特別布設(shè)了II級軸線控制網(wǎng)點，并測設(shè)現(xiàn)場建筑方格網(wǎng)作為軸線控制網(wǎng)，當(dāng)測設(shè)現(xiàn)場建筑方格網(wǎng)時，邊長不宜過長（一般應(yīng)<100米）。為減少由于高差太大產(chǎn)生i角的影響，避免地下、地上兩部分結(jié)構(gòu)出現(xiàn)測量放樣的超差，事先在基礎(chǔ)護(hù)坡周圍布設(shè)“十”字軸線控制點，并與地上I、II級導(dǎo)線點聯(lián)測、檢查，以確保達(dá)到施工測量控制精度的要求。軸線控制點的測放，按常規(guī)正倒鏡投點法投測，并經(jīng)平差、復(fù)核后，采用內(nèi)分法或直角坐標(biāo)測放出其他線及墻體控制線等細(xì)部線。為便于各層間的檢查，在各流水段內(nèi)應(yīng)以適當(dāng)密度設(shè)置預(yù)留點（允許是軸線控制點，每層預(yù)留點不少于3個），以此進(jìn)行層間放線的復(fù)核，對于大凌空層間較復(fù)雜的點位采用激光鉛垂儀進(jìn)行投點檢核。平面細(xì)部測量一般分初測和歸化兩步進(jìn)行，放樣定點后要對各點做校核條件的檢查或在一點架設(shè)儀器重測檢查。對于一些不連續(xù)的或與周邊結(jié)構(gòu)關(guān)系不很明確的獨點結(jié)構(gòu)（如獨立柱等），在放樣后必須用另外的控制點或軸線進(jìn)行檢查，以保證其位置正確。如勁性柱（鋼管柱）中的鋼結(jié)構(gòu)在安裝時不但要檢查其安裝的位置、方向是否符合設(shè)計要求，而且每向上安裝一節(jié)都要進(jìn)行垂直度的檢查。2.2豎向標(biāo)高控制本工程的高程控制采取二等水準(zhǔn)測量和四等水準(zhǔn)測量法控制?！?.000以下由于本工程結(jié)構(gòu)基坑長，因而我們采用水準(zhǔn)儀向基坑底傳遞標(biāo)高，獲得基底高程，經(jīng)檢查、復(fù)核進(jìn)行閉合差調(diào)整后將標(biāo)高在基礎(chǔ)部位作一個基準(zhǔn)樁，并將基準(zhǔn)樁妥善保護(hù)起來（標(biāo)高基準(zhǔn)樁個數(shù)不少于3個），對于基底均以2~3m設(shè)控制樁，帶水平線來控制開挖的平整度?！?.000以上為了避免標(biāo)高傳遞出現(xiàn)上、下層標(biāo)高超差，必須經(jīng)常對標(biāo)高控制點進(jìn)行聯(lián)測、復(fù)測、平差，檢查校對后方可進(jìn)行向上層的標(biāo)高傳遞，在適當(dāng)位置設(shè)標(biāo)高控制點（每層不少于3點），單層精度在±3mm以內(nèi)，結(jié)構(gòu)總高度的誤差在±15mm內(nèi)調(diào)整閉合差，結(jié)構(gòu)標(biāo)高主要采取測設(shè)+500mm標(biāo)高控制線，作為高程施工的依據(jù)。2.3非常規(guī)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的測量控制在劇院核芯區(qū)的工程中，以弧形結(jié)構(gòu)為主，主要弧形曲線有圓曲線和復(fù)合曲線兩種，因此控制曲線放樣的精度直接關(guān)系到建筑物的成型效果。核心區(qū)軸線平面布置圖外業(yè)控制受通視等條件的制約較大，常規(guī)的測量方法已無法滿足該工程的精度和質(zhì)量要求，現(xiàn)場施測主要采用全站儀極坐標(biāo)法測量，局部放線也可適當(dāng)采用直角坐標(biāo)放樣法，如偏角法、距離交會法、方向線交會法、幾何作圖法和弦線矢距支法、切線支距法、正倒鏡投影法等。全站儀的選擇和精度指標(biāo)控制是制約施測質(zhì)量的因素之一，如本工程中全站儀（精度指標(biāo)在2+2PPm）和棱鏡要求能精確測距和極坐標(biāo)放樣乃至進(jìn)行工程坐標(biāo)測量，在鋼結(jié)構(gòu)安裝測量時可使用貼片或激光無棱鏡測量，其精度在±3mm以內(nèi)。內(nèi)業(yè)控制測量內(nèi)業(yè)工作是進(jìn)行一切施測工作的重要前提和保障，尤其對于本工程而言，包括施工圖紙的準(zhǔn)確校對，以不同方法進(jìn)行圖紙原始數(shù)據(jù)和推算數(shù)據(jù)的計算與校對，復(fù)核對及資料編制等等。為此，利用計算機(jī)編程和電子板制圖方法進(jìn)行測量內(nèi)業(yè)工作在本工程中得到了廣泛的應(yīng)用。新方法的探討與改進(jìn)在高精度要求的復(fù)雜建筑工程結(jié)構(gòu)施工中，受到現(xiàn)場通視等條件影響，當(dāng)在控制點的布設(shè)和使用率受到限制時，采取GPS進(jìn)行控制點的隨機(jī)布設(shè)，既可避免由于不通視所帶來的困擾，又可免除控制點間聯(lián)測等工作，從而一步定點即可確保點位精度，又可節(jié)省時間提高工作效率。每定一點時間不超過40min，點位精度可達(dá)到±3mm，但使用GPS點定位應(yīng)確保有一個固定點作為永久性控制點,用于相對定位點的校對。三、施工測量技術(shù)的應(yīng)用在本工程中，建筑外圍部分和核芯區(qū)部分都是以曲線型結(jié)構(gòu)為主，這也是本工程測量放線的重點和難點之一。現(xiàn)在我們主要將核芯區(qū)部位的曲線部位測設(shè)作如下探討：3.1平面曲線的測量控制本工程的結(jié)構(gòu)曲線大多分為圓曲線和復(fù)合曲線兩種，且曲線部位的結(jié)構(gòu)又大多為結(jié)構(gòu)的主要定位軸線，所以對測量控制的精度要求特別高。考慮到施工中其它工序（如：鋼筋、模板等工程）的相互制約，曲率較大的曲線結(jié)構(gòu)的整體控制采取導(dǎo)線控制的方法，即以外部控制的高等級導(dǎo)線控制點為基本控制點，在施工現(xiàn)場曲線結(jié)構(gòu)周圍（外部或內(nèi)部），布設(shè)閉合導(dǎo)結(jié)（或附和導(dǎo)線）和部分支導(dǎo)線，作為曲線的定位整體控制，導(dǎo)線邊不宜過長（邊長≦20m為宜），邊長相對誤差高于1/20000。且與外部控制點的聯(lián)測進(jìn)行有效檢核，以防止出現(xiàn)曲線定位偏差，對于半徑較小或復(fù)合曲線型結(jié)構(gòu)，應(yīng)結(jié)合方格網(wǎng)控制方法進(jìn)行曲線的測設(shè)。工程層間變化大且無標(biāo)準(zhǔn)層，不利于導(dǎo)線點的豎向投測，故每一層都應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場實際需要情況分布導(dǎo)線點作為當(dāng)前樓層的控制點，除與外部上級控制點聯(lián)測外，還應(yīng)與下一層聯(lián)測，并及時較正上、下兩層間存在的誤差，并消除該誤差。根據(jù)圓曲線的特點，采取的計算方法應(yīng)以便于現(xiàn)場施工和放樣精度要求為前提，進(jìn)行合理的選擇和使用。3.2劇院觀眾廳的施工測量控制基本特征如附圖所示，觀眾廳位于主舞臺前端，分布在（1/F）~（1/M）軸交14~17軸，以CA曲線為邊緣的封閉曲面內(nèi)，平面尺寸為24000mm×40000mm，平面投影設(shè)計為扇形曲面圖形，內(nèi)圓弧半徑：R=10m中弧半徑：R=20m外圓弧半徑：R=28m。觀眾廳池座部分包括升降樂池和觀眾廳池座主體兩部分，以樂池邊緣圓弧曲線圓心為中心，呈扇面形式由低向高（由西向東）呈階梯式逐層分布。觀眾廳的空間部分共分為三層，即以圓弧觀眾廳部分為基礎(chǔ)，池座和上面兩層挑臺組成，標(biāo)高由±0.000~+5.10m，以臺階形式由前到后升高，共計設(shè)置1800個座位?？v觀池座整體布置，是以2/J軸為中心軸線呈左右兩邊對稱式的格局。在進(jìn)行施工放線中，確定以該軸線為基本控制線，主要采用極坐標(biāo)法和直角坐標(biāo)法，并逐線逐步放出其余各點、線位置。測量控制進(jìn)行池座放線關(guān)鍵是測設(shè)圓弧曲線及其曲線法線準(zhǔn)確的位置，即在池座放線前，在本層地面上定出各條基準(zhǔn)線或控制點，以作為細(xì)部放線作用。現(xiàn)介紹該種方法。.1在底板鋼筋綁扎前，預(yù)先在底板模板測放圓心位置，并在該位置埋置方形小鋼板，并在澆筑完混凝土后利用全站儀極坐標(biāo)法精確測設(shè)出圓心位置。.2分別在2/J軸方向和垂直于2/J軸方向，測設(shè)點幾點，并做好標(biāo)記，作為施工測量放樣基準(zhǔn)線。.3為精確測放各曲線位置，以適當(dāng)?shù)拿芏葴y放圓弧曲線的法線，并在圓弧與法線交點處做好標(biāo)記，供圓弧曲線細(xì)部點加密使用。加密點的測放采用弦線矢距法或切線支距法。.4全站儀或經(jīng)緯儀測角法，根據(jù)圓弧曲線要素，在已測放點間進(jìn)行加密，以提高精度。該方法具體操作步驟如下：將全站儀架設(shè)在圓心處，用棱鏡從圓弧起弧處每間隔50cm測放一個半徑點，然后將每個站點連接即是該圓曲線。.5分別沿池座平面定位圓弧曲線的法線文向，抄測座位各臺階標(biāo)高50控制線，以此作為標(biāo)高控制點，允許誤差應(yīng)控制在±3mm以內(nèi)。.6進(jìn)行池座位置定位施工測量時，應(yīng)注意相關(guān)條件互相校核并做好記錄；運用各種施測方法應(yīng)注意精度要求；測量控制點應(yīng)妥善保護(hù)，并設(shè)有明顯標(biāo)志，測量放線