工程施工測(cè)量技術(shù)管理論文
時(shí)間:2022-07-09 09:30:00
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摘要:以西安西北航空中心工程為例,論述了大型復(fù)雜建筑工程中的施工測(cè)量技術(shù),著重介紹了航空中心工程中復(fù)雜的主體及旋轉(zhuǎn)餐廳、南裙房大弧度造型的施工測(cè)量技術(shù),以及在施工測(cè)量工作中計(jì)算機(jī)的應(yīng)用與探討。
關(guān)鍵詞:航空中心工程施工測(cè)量主樓旋轉(zhuǎn)餐廳南裙房大弧度造型
西安西北航空中心工程是由西北航空中心有限公司投資興建,中國建筑西北設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)。位于西安市勞動(dòng)南路東側(cè),緊靠西北民航管理局辦公樓。地下二層,最大埋深12.14m;平面呈多邊形(主樓水平投影類似于烏龜殼),東西向軸長約100m,南北向150m(其中主樓約45m),最高點(diǎn)108m,自然地坪標(biāo)高402.3m,±0.000標(biāo)高402.9m。工程由北裙樓、主樓、南裙樓三部分組成。北裙樓主要為地下二層地上四層服務(wù)區(qū);中部為主樓部分,內(nèi)設(shè)賓館、寫字間、游樂中心、餐飲等;南裙樓主要為商場(chǎng)、保齡球館并且屋頂有游泳池。
主樓位于本工程的正中間,地下有兩個(gè)標(biāo)高層,地上有8個(gè)標(biāo)高層(其中有20層的標(biāo)準(zhǔn)層),平面尺寸為100×45m,結(jié)構(gòu)頂標(biāo)高108m,基礎(chǔ)埋深-9m,最大埋深-12.14m。作為具有深基礎(chǔ)、大凌空、高程落差大、曲線類型多、結(jié)構(gòu)平面形式復(fù)雜的大型建筑,且工期緊、任務(wù)重、圖紙多,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)地、高效地、全面地圖紙審核和快速準(zhǔn)確的提供施工測(cè)量數(shù)據(jù),是測(cè)量工作的重中之重,直接關(guān)系著最終工程的質(zhì)量。從測(cè)量工作的逐級(jí)控制原則出發(fā),嚴(yán)格執(zhí)行“項(xiàng)目部測(cè)量組→施工測(cè)量復(fù)核→監(jiān)理檢核”的三級(jí)管理程序,高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求、高精度,為確保工程質(zhì)量獲結(jié)構(gòu)優(yōu)質(zhì)的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)提供基本保障。
1總體控制
1.1平面控制
場(chǎng)地控制測(cè)量,按照由整體到局部、先控制整體后控制碎部的逐級(jí)控制的測(cè)量原則,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)線全長相對(duì)中誤差高于1/35000,方位角閉合差小于±5″√n(n為導(dǎo)線點(diǎn)個(gè)數(shù)),平差后精度指標(biāo):測(cè)角中誤差小于±2.5″,邊長相對(duì)誤差高于1/40000。
由于曲線類型多、通視條件差、占地面積大、平面形狀復(fù)雜等施工特點(diǎn),外控制點(diǎn)的布設(shè)困難大,布設(shè)導(dǎo)線邊長差異大,首級(jí)導(dǎo)線點(diǎn)之間精度不均勻,且在施工過程中的使用率也會(huì)受到很大程度的限制。因此,在施工測(cè)量的總體控制采取內(nèi)控為主,外控為輔,內(nèi)外控相結(jié)合的的控制方法,但始終保持內(nèi)、外聯(lián)測(cè)。測(cè)設(shè)現(xiàn)場(chǎng)方格網(wǎng)做為軸線控制時(shí),邊長不宜過長(如取≤100m),并以此作為工程的二級(jí)導(dǎo)線,為減少由于工程高差太大產(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),檢核,以確保施工測(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)法測(cè)放出其他線及墻體控制線等細(xì)部線。如基坑開挖進(jìn)行邊坡上、下口線控制時(shí),應(yīng)根據(jù)坡度計(jì)算邊坡外放量。
為便于層間的檢核,在各流水段內(nèi)應(yīng)以適當(dāng)密度設(shè)置預(yù)留點(diǎn):軸線控制點(diǎn),主樓每層預(yù)留點(diǎn)九個(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)位采用激光鉛直儀法進(jìn)行投點(diǎn)檢核。
平面細(xì)部測(cè)量一般分為初測(cè)和歸化2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)儀器重復(fù)檢查。對(duì)于一些不連線的或與周邊結(jié)構(gòu)相對(duì)關(guān)系不很明確的獨(dú)立結(jié)構(gòu)(如獨(dú)立柱),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。
1.2豎向標(biāo)高控制
本工程的高層控制,采取二等水準(zhǔn)測(cè)量和四等水準(zhǔn)測(cè)量法控制。
1.2.1±0.000以下
由于工程結(jié)構(gòu)基坑深,采用水準(zhǔn)儀高程測(cè)量向基坑度進(jìn)行標(biāo)高傳遞,獲得基底高程,經(jīng)檢查、復(fù)檢、復(fù)核進(jìn)行閉合差調(diào)整后將標(biāo)高基準(zhǔn)樁妥善保護(hù)起來(標(biāo)高基準(zhǔn)樁不少于三個(gè)),對(duì)于基底均以2-3m設(shè)控制樁帶水平線來控制開挖平整度。
1.2.2±0.000以上
為了避免標(biāo)高傳遞出現(xiàn)上、下層標(biāo)高超差,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,檢查核對(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)(每層不少于三點(diǎn)),精度在±3mm以內(nèi),總高±15mm以內(nèi)調(diào)整閉合差,結(jié)構(gòu)標(biāo)高主要采取測(cè)設(shè)﹢1m標(biāo)高控制線,作為高程施工的依據(jù)。
1.3非常規(guī)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的測(cè)量控制
西北航空中心工程中,主樓平面中軸以斜10°11″線為主。東西端輔以圓弧。旋轉(zhuǎn)餐廳為半懸空?qǐng)A形,南裙房交叉圓弧等。因此,控制曲線放樣精度及中軸斜線精度,直接關(guān)系到建筑物的成形效果。
1.3.1外業(yè)控制
受通視等條件制約較大,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)施工測(cè)量主要采用全站儀極坐標(biāo)測(cè)量法,局部放線也可適當(dāng)采用直角坐標(biāo)放樣法。全站儀的選擇和精度指標(biāo)控制是制約施工測(cè)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)行三維坐標(biāo)測(cè)量,其精度在±3mm。
1.3.2內(nèi)業(yè)控制
測(cè)量內(nèi)業(yè)工作是進(jìn)行一切施工測(cè)量的重要前提和保障,尤其對(duì)于本工程而言包括施工圖紙的準(zhǔn)確核對(duì)、以不同種方法進(jìn)行圖紙?jiān)紨?shù)據(jù)和推算數(shù)據(jù)的計(jì)算與核對(duì)、復(fù)核以及資料編制等,為此,利用計(jì)算機(jī)編程和電子板制圖方法進(jìn)行測(cè)量內(nèi)業(yè)工作在本工程中得到了廣泛的應(yīng)用。
1.3.2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),采用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,且可免除控制點(diǎn)間聯(lián)測(cè)等工作,從而一步定點(diǎn),既可確保點(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定點(diǎn)應(yīng)確保有一個(gè)固定點(diǎn)做為永久性控制點(diǎn)用于相對(duì)定點(diǎn)。
2施工測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用
在西北航空中心工程中,除了大范圍的斜線,復(fù)雜的平面曲線,螺旋曲線也是本工程的重點(diǎn)與難點(diǎn),以下將分別從平面斜線、二維曲線(旋轉(zhuǎn)餐廳),異形曲線樓梯等結(jié)構(gòu)的測(cè)量控制加以探討。
2.1復(fù)雜平面斜線的測(cè)量控制
本工程的結(jié)構(gòu)平面為非對(duì)稱性平面,且無主軸定位線,對(duì)測(cè)量控制標(biāo)準(zhǔn)要求更高(本工程的內(nèi)控制標(biāo)準(zhǔn)比國家提高一級(jí)),考慮到施工中其他分項(xiàng)工程(如鋼筋、模板工程)的相互制約。施測(cè)步驟如下:①在1點(diǎn)處架設(shè)經(jīng)緯儀,觀測(cè)2(2´),旋轉(zhuǎn)90°0´0″之后取3點(diǎn)及4點(diǎn),滿足√3,√4的距離;(此時(shí)正南北、正東西控制線已施測(cè)出來了)②在3(4)點(diǎn)處架設(shè)經(jīng)緯儀,向內(nèi)轉(zhuǎn)10°11´(a值);至此本工程主樓的平面方位控制線均已明確。(說明:原施工組織設(shè)計(jì)為四角控制點(diǎn),本人對(duì)此作了修改,同時(shí)滿足分成左右兩段施工及測(cè)量的要求,為主體的提前竣工搶得了寶貴的時(shí)間)
2.2旋轉(zhuǎn)餐廳的施工測(cè)量控制
2.2.1基本特征
旋轉(zhuǎn)餐廳位于主樓28層頂,且偏西方向,呈半懸挑狀態(tài),平面為一半徑為6.8m的圓弧圖形,內(nèi)弧半徑為6.8m,外圓弧半徑為10m,懸挑3.8m。旋轉(zhuǎn)餐廳有三層,包括設(shè)備層、餐廳、水箱間三部分。
2.2.2測(cè)量控制
根據(jù)施工餐廳與主樓屋面有高低差,故旋轉(zhuǎn)餐廳的測(cè)量分為:高程傳遞與平面控制兩大部分。本文著重介紹平面控制測(cè)量方法:將儀器架設(shè)于2點(diǎn)處,將2、2´線移至標(biāo)高H1處,再在2´處架儀器,2´2″線即可出來。
2.3南裙房
2.3.1基本特征
入口門廳為一半徑為35m的弦,在其南方由一空中游泳池。
2.3.2測(cè)量控制
主要介紹入口門廳弦的平面定位:已知OM=a,CM=m,AO=R。
易知:OC=√a2+m2,DC=R-√a2+m2,n=DC/OC×m,即b/a=n/m,則:b=n/m×a,x1=m+n=MR/√a2+m2,D1=b=R-√a2+m2/√a2+m2×a。I測(cè)量時(shí),知x1即1M,y1即1D,調(diào)整為x1,H-y1,此D點(diǎn)即為已知OM、R及CM時(shí)的圓弧上的點(diǎn)。此法我們稱之為平行移弦法。避免了需要圓心時(shí)的測(cè)量變通法。
3施工測(cè)量中計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用
在大型工程的施工測(cè)量中,由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、計(jì)算量大,尤其是對(duì)于平面不規(guī)則的施工放樣與數(shù)據(jù)計(jì)算(包括二維曲線和三維曲線),使用傳統(tǒng)的計(jì)算方法已不能滿足工程的需要。因此,利用計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行計(jì)算也越來越廣泛地應(yīng)用在大量的測(cè)量內(nèi)業(yè)計(jì)算中,不但計(jì)算精確、高效,而且能快速完成復(fù)雜、大量的計(jì)算,人而大地提高工作效率。
3.1曲線放樣計(jì)算程序
根據(jù)曲線特征要素,為施工放樣的方便起見,以一定弧長為等分圓弧起始步長,來實(shí)現(xiàn)計(jì)算圓弧中間加密點(diǎn)坐標(biāo),輸入已知數(shù)據(jù)即可算出該段圓弧中所加密點(diǎn)數(shù)和各點(diǎn)在當(dāng)前坐標(biāo)系內(nèi)的坐標(biāo)值。對(duì)于隨圓曲線,可以一確定距離為限定界限等分拖延來計(jì)算加密點(diǎn)坐標(biāo)。
3.2計(jì)算機(jī)電子模似制圖應(yīng)用
施工測(cè)量工作中,電子版模擬制圖的廣泛應(yīng)用,在處理復(fù)雜部位施工上起到了明顯的效果,如曲線、不規(guī)則斜線、基礎(chǔ)開挖邊坡控制、汽車坡道三維實(shí)體模擬等。除此,應(yīng)用電子版制圖模擬法還可快速求點(diǎn)坐標(biāo)和量取距離及圖形面積、實(shí)體體積、圖紙校對(duì)等。但值得注意的是使用電子版制圖應(yīng)與施工坐標(biāo)系統(tǒng)相統(tǒng)一,以及與其他方法的正確復(fù)核。