異型結構工程測量技術

□文/張海喬 楊洪祥

異型結構工程測量技術

□文/張海喬 楊洪祥

隨著建筑施工技術的飛速發展，大量扇形、圓形、橢圓形及螺旋形等異型結構的現代建筑不斷涌現，大大推動了測量技術的發展和應用。文章以實際工程為例，主要介紹了橢圓形結構工程測量放線、平面定位、高程控制等內容。

橢圓形；異型結構；極坐標；測設；測量放線

1 工程概況

天津SM城市廣場由商業樓和停車樓兩個單體工程組成，其中先期施工的商業樓為4層混凝土框架結構，層高6 m，高度23.95 m，由4個橢圓形環狀的建筑物組成，俯瞰如4朵含苞待放的美麗花朵；即由A、B、C三個橢圓形購物中心構成，以中心橢圓形連廊（即D區）相連成為一體，見圖1。

2 工程特點和重點

1）工程規模大。工程占地面積43萬m2，商業樓工程單體面積39.8萬m2，單層面積約13萬m2。

2）結構超長。A、B、C區平面尺寸為 328 m×135 m。如何控制超長混凝土結構裂縫是本工程的一個重點，也是難點。

3）異型結構多。工程4個橢圓均為弧形結構，軸線關系及相對位置復雜，測量放線、平面定位難度大。

4）懸挑梁大。采用內收外挑結構形式，端部最大懸挑梁達8 m，同時亦為弧形結構，給平面定位和施工管理帶來極大難度。

3 測量技術控制要點

3.1 控制網的建立

3.1.1 導線點加密

測量平面控制加密以導線和導線網為主，在測繪院提供的GPS點位的基礎上進行，點位選在穩固適用的地方，作業精度應符合規范及設計要求。加密前需進行現場踏勘，收集相關數據，然后選點埋設。導線點處埋設“十字螺桿”，澆筑混凝土固定，其埋深不低于1 m，露出表面20～30 mm。選點需滿足相鄰點之間間距200 m≤L≤300 m且相互通視，加密點往返高差閉合差不超過±12mm，見圖2和圖3。

3.1.2 布網

根據建筑物特點和施工要求，在T1點架全站儀，后視T2點，首先復測基準點的準確性，再進行閉合二級導線聯測。資料整理、計算完畢，進行閉合導線誤差分析和平差，對導線坐標數據加以修正，得出各導線點平差后的坐標，確認誤差滿足GB 50026—2007《工程測量規范》要求，建立導線控制網。

3.1.3 控制點保護

施工現場工種多，交叉作業頻繁，又有大量土方開挖，動力機械擾動，需加強對控制點的保護。對其做醒目標識，周邊搭設鋼管架做圍護并刷黃黑警戒色油漆。同時定期對控制網進行檢查，發現擾動及時加以修正，確保控制網的準確性。

3.2 建筑物的平面定位

3.2.1 基礎

采用坐標法確定軸線交點，見圖4。根據基礎平面圖上的標注尺寸確定承臺中心，同時根據場地標高、開挖深度、放坡坡度定出開挖邊線，完成控制標高的標識，指導施工人員進行承臺基坑開挖及人工清底、墊層澆筑，用水準儀復核墊層面標高。

墊層混凝土澆筑完畢，利用全站儀將承臺中心投測在墊層面上并彈出墨線，同時彈出承臺邊線和模板控制線，必要時彈出豎向鋼筋定位線，各種控制線均應做出明顯標記。

3.2.2 首層結構

首層結構采用外控法，使用全站儀放出軸線控制線交點，見圖5，將其閉合后做好油漆標記，作為上部結構的內控點。每次軸線交點放線結束后，用激光測距儀進行復核，每次放線閉合差≯±3 mm，否則需重新放線。

3.2.3 二層及以上結構

二層及以上結構采用內控法放線引測，一層頂板支模時在對應軸線位置預留200 mm×200 mm的放線洞口，作為激光鉛錘儀向上傳遞軸線通道口，見圖6。激光鉛錘儀對準下層結構的內控點，將內控點引測至板頂，再用全站儀對準引測點，準確放出每條軸線。每次軸線引測完成后再用激光測距儀進行復核，累計引測誤差≯±3 mm，若超出則進行相應調整或重新引測。

3.3 高程控制

高程控制在土方開挖、建筑物施工、后期場區平整、管線敷設等方面起著重要作用。以高程基準點為依據，根據現場實際，在較穩定且不受土方開挖干擾的地方布設多個水準點，形成一個閉合環線，見圖7，精度須符合GB 50026—2007。將樓層相對標高引測至主體框架柱上，做好標識，沿鉛垂方向向上傳遞高程。各高程點必須進行不定期復測，以便檢查是否沉降或移動。

3.4 圓弧放樣

3.4.1 內業計算

橢圓曲線上點位的數據計算采用極坐標法，輔以計算機軟件AutoCAD程序進行角度和尺寸標注，可以減少繁瑣的數學計算，結果也較準確，同時避免了人為計算錯誤。在平面放線過程中，應對計算機軟件標注的數據進行檢驗復核，確保投測的結果與圖紙尺寸一致。

3.4.2 點位標注

在AutoCAD軟件界面中，根據圖紙所給點的橢圓尺寸建立所測設的橢圓極坐標系，以長軸方向為x軸，短軸方向為y軸，橢圓中心點或焦距點為極坐標原點，采用極坐標追蹤技術，可以方便地完成橢圓軌跡上定位點極坐標值的標注。

取一個橢圓平面建筑，見圖8，其長軸為90 m（2a），短軸為45 m（2b），要測定橢圓軌跡上36個等分點位的極坐標，以橢圓的圓心為坐標原點，每次測點以平面的夾角為10°，則該橢圓軌跡上1～36點各點與中心點o的距離S值，采用AutoCAD軟件程序的極坐標定位功能，則可在圖上直接對各點進行定位并逐一標注出各點的極坐標值。將計算結果列出統計表格，經復核后以供現場測量人員測設使用。點，其余各點的求取方法相同。

3.4.4 檢查校核

在放線測設工作完成或每一點位置測定后，尚需用相鄰兩點之間的水平距離進行檢查校核，其方法是用余弦定理計算出各點間的水平距離。

如：1～2 點間的距離：已知S1＝22.5 m，S2＝22.729 m，β1＝10°，則點 1～2＝3.949 m。

同理得到：點2～3＝4.111m……點7～8＝7.835m。

3.4.5 曲線連接

根據點與點之間的距離，在CAD上將此線段做等分處理并標注等分弧的矢高，根據矢高放樣，將各放樣點用平滑的曲線連接起來，見圖9。

3.4.3 現場放線

1）按照設計總平面圖和測繪院所提供的定位坐標控制點，先測定橢圓中心點的坐標位置并測出長軸和短軸 4個端點的位置（即 1、10、19、28點）。

2）將全站儀安于中心點o點，對中調平并使上下度盤的o點對齊。

3）先將視線對準D點，后轉動180°對準C點做校核，無誤后使視線向右移動10°（即β1＝10°），在視線方向讀取S2＝22.729 m，得2點；再向右繼續轉動10°（即β2＝20°），在視線方向同樣量取S3＝23.532 m，得3點，其余各點依此類推。

4）橢圓在第二象限內的各點與第一象限內的各點相對稱，如S11＝S9，S12＝S8，S13＝S7等。

5）順滑連接1、2～7各點，即可得到橢圓平面在第一象限內曲線的中心位置。

6）橢圓在第三、四象限內的各點位置值，可分別依據第一、二象限內對應點的180°倒鏡值，如第三象限內的27點，可在第一象限內的第9點確定后，倒鏡180°，在視線方向精確量取S14＝30.072 m，即可得27

4 效果檢查

4.1 實施效果

通過對橢圓形結構測量放線進行嚴格的過程管理，測量技術得到了充分應用，現場平面定位、高程控制、異型結構測量精度均得到了良好的控制，滿足了設計及現行GB 50026—2007和GB 50204—2002《混凝土結構工程施工質量驗收規范》（2011年版）有關規定。

4.2 綜合應用

將本次大面積異型結構施工所積累的相關測量技術參數及成功經驗進行總結，直接應用到停車樓工程施工中，目前已取得了良好的效果。

［1］GB/T 16818—2008，中、短程光電測距規范［S］.

［2］建筑施工手冊（第四版）編寫組.建筑施工手冊［M］.4版，縮印本.北京：中國建筑工業出版社，2003.

［3］吳來瑞，鄧學才.建筑施工測量手冊［M］.北京：中國建筑工業出版社，1997.

□楊洪祥/中建三局建設工程股份有限公司。

TU198.2

C

1008-3197（2012）06-06-03

2012-08-16

張海喬/男，1974年出生，高級工程師，中建三局建設工程股份有限公司，從事項目管理工作。