武漢某大劇院工程施工測(cè)量綜合控制技術(shù)

武漢*大劇院工程施工測(cè)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(chǎng)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(tái)高大空間部位與看臺(tái)觀眾廳部位是整個(gè)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(tái)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(cè)量工作內(nèi)業(yè)計(jì)算量超常。因此，如何控制本工程測(cè)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(cè)量數(shù)據(jù)是測(cè)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(cè)量工作“先整體、后局部”的控制原則出發(fā)，嚴(yán)格執(zhí)行“項(xiàng)目部測(cè)量管理→施工過程中放樣復(fù)核→監(jiān)理再檢查”的逐級(jí)控制原則，高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求、高精度控制，為工程各項(xiàng)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(chǎng)地控制測(cè)量，按照“由整體到局部，先控制后碎部”的測(cè)量逐級(jí)控制原則，結(jié)合場(chǎng)地、工程建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)通視條件以及現(xiàn)場(chǎng)施工的需要，以城市導(dǎo)線點(diǎn)為高級(jí)控制點(diǎn)，沿場(chǎng)地周圍布設(shè)了一條閉合導(dǎo)線，作為首級(jí)控制導(dǎo)線網(wǎng)。導(dǎo)線全長(zhǎng)相對(duì)中誤差高于1/35000，方位角閉合差小于±5”n，（n為系數(shù)點(diǎn)個(gè)數(shù)），平差后精度指標(biāo)：測(cè)角中誤差小于±2.5”，邊長(zhǎng)相對(duì)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(duì)伍交叉作業(yè)、通視條件差等特點(diǎn)，為了防止首級(jí)工程軸線控制點(diǎn)在施工過程中遭到破壞，且由于首級(jí)導(dǎo)線點(diǎn)布設(shè)的邊長(zhǎng)差異大，在施工過程中的使用率也會(huì)受到很大程度的限制等原因。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要，我們?cè)谑┕y(cè)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(cè)的方法。在施工過程中特別布設(shè)了II級(jí)軸線控制網(wǎng)點(diǎn)，并測(cè)設(shè)現(xiàn)場(chǎng)建筑方格網(wǎng)作為軸線控制網(wǎng)，當(dāng)測(cè)設(shè)現(xiàn)場(chǎng)建筑方格網(wǎng)時(shí)，邊長(zhǎng)不宜過長(zhǎng)（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(cè)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(diǎn)，并與地上I、II級(jí)導(dǎo)線點(diǎn)聯(lián)測(cè)、檢查，以確保達(dá)到施工測(cè)量控制精度的要求。軸線控制點(diǎn)的測(cè)放，按常規(guī)正倒鏡投點(diǎn)法投測(cè)，并經(jīng)平差、復(fù)核后，采用內(nèi)分法或直角坐標(biāo)測(cè)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(diǎn)（允許是軸線控制點(diǎn)，每層預(yù)留點(diǎn)不少于3個(gè)），以此進(jìn)行層間放線的復(fù)核，對(duì)于大凌空層間較復(fù)雜的點(diǎn)位采用激光鉛垂儀進(jìn)行投點(diǎn)檢核。平面細(xì)部測(cè)量一般分初測(cè)和歸化兩步進(jìn)行，放樣定點(diǎn)后要對(duì)各點(diǎn)做校核條件的檢查或在一點(diǎn)架設(shè)儀器重測(cè)檢查。對(duì)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(dú)點(diǎn)結(jié)構(gòu)（如獨(dú)立柱等），在放樣后必須用另外的控制點(diǎn)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(shí)不但要檢查其安裝的位置、方向是否符合設(shè)計(jì)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(cè)量和四等水準(zhǔn)測(cè)量法控制?！?.000以下由于本工程結(jié)構(gòu)基坑長(zhǎng)，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(gè)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(gè)數(shù)不少于3個(gè)），對(duì)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(duì)標(biāo)高控制點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)、復(fù)測(cè)、平差，檢查校對(duì)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(diǎn)（每層不少于3點(diǎn)），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(cè)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(cè)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(cè)量方法已無法滿足該工程的精度和質(zhì)量要求，現(xiàn)場(chǎng)施測(cè)主要采用全站儀極坐標(biāo)法測(cè)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(huì)法、方向線交會(huì)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(cè)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(cè)距和極坐標(biāo)放樣乃至進(jìn)行工程坐標(biāo)測(cè)量，在鋼結(jié)構(gòu)安裝測(cè)量時(shí)可使用貼片或激光無棱鏡測(cè)量，其精度在±3mm以內(nèi)。內(nèi)業(yè)控制測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)工作是進(jìn)行一切施測(cè)工作的重要前提和保障，尤其對(duì)于本工程而言，包括施工圖紙的準(zhǔn)確校對(duì)，以不同方法進(jìn)行圖紙?jiān)紨?shù)據(jù)和推算數(shù)據(jù)的計(jì)算與校對(duì)，復(fù)核對(duì)及資料編制等等。為此，利用計(jì)算機(jī)編程和電子板制圖方法進(jìn)行測(cè)量?jī)?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(chǎng)通視等條件影響，當(dāng)在控制點(diǎn)的布設(shè)和使用率受到限制時(shí)，采取GPS進(jìn)行控制點(diǎn)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(diǎn)間聯(lián)測(cè)等工作，從而一步定點(diǎn)即可確保點(diǎn)位精度，又可節(jié)省時(shí)間提高工作效率。每定一點(diǎn)時(shí)間不超過40min，點(diǎn)位精度可達(dá)到±3mm，但使用GPS點(diǎn)定位應(yīng)確保有一個(gè)固定點(diǎn)作為永久性控制點(diǎn),用于相對(duì)定位點(diǎn)的校對(duì)。三、施工測(cè)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(cè)量放線的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。現(xiàn)在我們主要將核芯區(qū)部位的曲線部位測(cè)設(shè)作如下探討：3.1平面曲線的測(cè)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(duì)測(cè)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(jí)導(dǎo)線控制點(diǎn)為基本控制點(diǎn)，在施工現(xiàn)場(chǎng)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(zhǎng)（邊長(zhǎng)≦20m為宜），邊長(zhǎng)相對(duì)誤差高于1/20000。且與外部控制點(diǎn)的聯(lián)測(cè)進(jìn)行有效檢核，以防止出現(xiàn)曲線定位偏差，對(duì)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(cè)設(shè)。工程層間變化大且無標(biāo)準(zhǔn)層，不利于導(dǎo)線點(diǎn)的豎向投測(cè)，故每一層都應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需要情況分布導(dǎo)線點(diǎn)作為當(dāng)前樓層的控制點(diǎn)，除與外部上級(jí)控制點(diǎn)聯(lián)測(cè)外，還應(yīng)與下一層聯(lián)測(cè)，并及時(shí)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(diǎn)，采取的計(jì)算方法應(yīng)以便于現(xiàn)場(chǎng)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(cè)量控制基本特征如附圖所示，觀眾廳位于主舞臺(tái)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(jì)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(tái)組成，標(biāo)高由±0.000~+5.10m，以臺(tái)階形式由前到后升高，共計(jì)設(shè)置1800個(gè)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(duì)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(diǎn)、線位置。測(cè)量控制進(jìn)行池座放線關(guān)鍵是測(cè)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(diǎn)，以作為細(xì)部放線作用?，F(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(cè)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(cè)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(cè)設(shè)點(diǎn)幾點(diǎn)，并做好標(biāo)記，作為施工測(cè)量放樣基準(zhǔn)線。.3為精確測(cè)放各曲線位置，以適當(dāng)?shù)拿芏葴y(cè)放圓弧曲線的法線，并在圓弧與法線交點(diǎn)處做好標(biāo)記，供圓弧曲線細(xì)部點(diǎn)加密使用。加密點(diǎn)的測(cè)放采用弦線矢距法或切線支距法。.4全站儀或經(jīng)緯儀測(cè)角法，根據(jù)圓弧曲線要素，在已測(cè)放點(diǎn)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(cè)放一個(gè)半徑點(diǎn)，然后將每個(gè)站點(diǎn)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(cè)座位各臺(tái)階標(biāo)高50控制線，以此作為標(biāo)高控制點(diǎn)，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(cè)量時(shí)，應(yīng)注意相關(guān)條件互相校核并做好記錄；運(yùn)用各種施測(cè)方法應(yīng)注意精度要求；測(cè)量控制點(diǎn)應(yīng)妥善保護(hù)，并設(shè)有明顯標(biāo)志，測(cè)量放線