大型組合式預埋件工程的高精度施工測量

徐擁國，葉瀚波，錢佳智

（1.浙江有色測繪院，浙江 紹興312000）

大型組合式預埋件工程的高精度施工測量

徐擁國1，葉瀚波1，錢佳智1

（1.浙江有色測繪院，浙江 紹興312000）

以鏡湖旅游綜合體為例，介紹了組合式預埋件工程施工控制網的設立和預埋件的高精度放樣；并根據其組合式的特點和施工的實際要求，提出了建立施工控制網的簡單方法，既可滿足施工精度，又可節省時間，符合整個工程的推進要求。最后介紹了整個施工測量工作的基本流程。

組合式；預埋件；高精度；施工測量

紹興鏡湖旅游綜合體總投資約為20億元，是迄今為止紹興市區投資最大的旅游項目。項目一期由6個不同的小項組成，是一個大型組合式預埋件工程。

混凝土基礎柱體與上部設備連接件的螺母、螺栓、墊圈（法蘭盤）的預埋精度直接影響上方構件的安裝，稍有不慎上部滑道等構件就可能無法安裝。各組合的滑道構件均已由外國公司事先設計制造完畢，對預埋件的預埋精度要求很高，但在施工過程中存在許多外力因素會直接影響預埋精度，因此高精度的施工測量對工程質量起著決定性的作用。

此前各組合的基礎柱體已施工完畢或正在施工，原來的測量控制點已不完整，因此要重新建立施工控制網，并對基礎柱體進行檢核，以確認其誤差是否在可施工范圍，然后才能進行下一步工作。為使整個施工測量過程做到“有規可依，有跡可循”，經過綜合分析，本文制定的施工測量作業流程見圖1。

圖1 施工測量作業流程圖

1 前期工作

前期工作包括設計圖紙歸攏、控制資料收集、儀器選擇和檢核校驗等。工程采用紹興市城市坐標系和1985國家高程基準（二期）。工程位于紹興市中心地帶，

高程平整一致，不用考慮投影面問題。原來規劃部門布設有4個控制點，現僅存S1，為保持連貫一致，將該點的坐標和高程作為整個施工控制網的起算數據。

2 施工控制網的設計與建立

2.1 精度確定

在設計施工控制網時，應使控制點引起的放樣點位誤差相對于施工放樣本身誤差來說，盡可能小。施工控制網的精度應根據竣工后關鍵部位允許誤差和實際情況合理確定。工程竣工后的點位精度取決于控制網精度、放樣精度和施工精度，設M為放樣后點位總誤差，m1為控制點引起的誤差，m2為放樣產生的誤差，則有：

因m1

根據表1所標的公差，取兩個螺栓的中心到中心的允許誤差（3.0 mm）的0.4倍作為施工控制網的精度，即1.2 mm，相當于二級控制網。

表1 預埋件的預埋螺栓公差/mm

2.2 施工控制平面網的建立

工程處于施工狀態，鋼筋林立，工程車來來往往，可埋設點位的地方很少，兩個點位的通視狀況不確定。最重要的是前期施工進度已嚴重滯后，業主對后續施工進度提出了強烈要求，因此必須跳出常規，結合實際，快速建立簡單有效可靠的施工控制網。

精密工程施工控制網一般可布設成基準線、三角網、三邊網或邊角網，但該工程的6個組合互相獨立，組合間沒有強制的數學關系，且分別由不同單位施工，施工進度不盡相同，因此本文決定采取各組合分別獨立布設的方法，網形上不拘一格，采用獨立2點1方向的雙點模式。各組合可根據實際情況分時布設，且組合間的控制點可相互利用。控制點采用強制對中觀測墩，這樣可消除點位對中誤差，最大程度地保證其穩固性，不易被破壞。

各組合中預埋件的設計高度普遍高于地面，預埋件高度也相差很大，相互間和距地面的高差均可達數米，因此考慮將水準觀測平臺和平面觀測平臺組合設置為L型觀測平臺，高處為水準觀測平臺，強制對中墩設于稍低的平臺。各觀測平臺的高度可根據各組合預埋件高度作相應調整，平面觀測平臺高度（含強制對中墩約1 m高度）要求保證合理的觀測仰角（俯角），以±30°為最佳。觀測平臺由各組合的施工單位制作，為保證其穩固性，地基要求入地最少50 cm，且臺板、基礎采用鋼筋混凝土現澆，強制對中墩更應從基礎開始全實心現澆完成（圖2）。

圖2 L型平臺及強制對中墩

觀測采用RTK方法進行，可節省時間，提高效率。本文采用4個測回取平均數的方式，同時用全站儀進行距離測量，距離測量實行正反站觀測，各觀測2個測回；方位角利用RTK數據進行反算，選擇其中一點坐標作為起算，重新求得另一點的坐標。對精度起決定作用的是全站儀的觀測精度，由于比例誤差對于短邊長的誤差可忽略不計，因此全站儀的固定誤差決定了精度，拓普康SET05型全站儀的檢定固定誤差為±0.34 mm，完全可以達到1.2 mm的控制精度。同時在每個觀測平臺精確測定附近固定的移動基站天線與控制點間的角度，角度測定按2個測回進行，這樣實際上構成了一個簡潔的三角形。

距離計算加入地球曲率、溫度氣壓等氣象參數進行改正，其公式為：

2.3 施工高程控制網的建立

高程控制網的建立相對簡單，布設與水平控制網相適應，其精度應滿足工程竣工后關鍵部位高程誤差的要求。其公式為：經過解析計算，高程控制選擇四級精度即可滿足要求（表2）。其中，M為擬設測站高差中誤差；ΔF為測量對象F的允許誤差；QF為測量對象F的權倒數。

表2 精密水準精度

水準點一般要求埋設于土質堅實、不受施工影響、無震動、便于施測的地方，因此將水準點布設在觀測平臺角上，在澆筑觀測墩時一并設置。本文共設置5 個水準點，采用標準水準點標志，以保證其穩定和可用。采用三等水準進行高程控制的施測，其精度能達到四 級要求。采用天寶D1N1型水準儀從S1出發經過高程點閉合至S1點，并實行往返測量、電子讀數、自動記錄。經過Codaps軟件處理和平差，測站高差中誤差為0.20 mm，完全符合要求。

3 預埋件的放樣定位及檢核

3.1 預埋前設備基礎柱中心坐標的檢測與調整

基礎的定位精度直接關系到預埋件能否精確設置，若基礎與設計尺寸偏移過大，則會引起預埋件重大偏離，造成基礎柱體報廢，損失巨大。

各基礎柱體皆為鋼筋籠體，中心位置不易尋找，先測出柱體的圓形表面，再應用解析法求得圓心坐標。根據設計坐標與實測坐標的差值大小和柱體直徑判斷預埋件能否按照設計進行測設。決定整個組合結構精度的是各預埋件的相對關系，即若整個組合基礎柱的偏移量在限差范圍內，則可不用糾偏；若整體偏移量超限差，但數值接近且方向基本一致，則可進行整體扭向，保證相對關系正確即可，對個別點位無法處理的則要求施工單位按照規程處理。以大喇叭及大浪板組合為例，進行檢測和處理，其中TN4-3所在的基礎柱體需施工單位按照業主、設計和監理的要求進行處理（表3）。

表3 C2（大喇叭和大浪板組合）樁位扭后坐標差值表（局部）

3.2 預埋件高精度坐標測量和高程定位

預埋件高精度坐標測量和高程定位為本次高精度測量的主要工作。坐標測量采用極坐標法，測定后由施工人員現場進行相鄰點位距離量定以判斷精度。設儀器放樣誤差為Mp，對中誤差為m1，后視方向誤差為m2，放樣誤差為m3，角度誤差為m4，儀器標定誤差為m5，則有：Mp= m12+ m22+ m32+ m42+ m5

2。由于采用強制對中，則m1可忽略；與后視距離成反比，與放樣距離成正比，因此盡可能采用遠距離定向、近距離放樣的方式。本工程中放樣距離比后視距離短很多；誤差與撥角的余弦成正比，一般應在30～150°，最好角度約為90°；全站儀放樣距離無累積誤差，其誤差即為儀器標定誤差，因此應對儀器多做檢定。每次測量前要對所用的控制點進行檢驗，為方便測量，事先將氣象、儀器固定誤差等參數在儀器中進行設定，氣象參數根據一個周期（如早、中、晚）溫度、氣壓的測量數據進行實時改動。

為保證精度，原則上要求儀器架設在觀測墩上完成所有點位的測定，因遮擋個別點位無法測定的，可利用支點進行測定，支點要求架設在相對穩固的位置且盡可能保留較長時間，以便日后復測時再次使用，支點的測設嚴格按照支導線測設規程進行。每次設站必須檢查基站天線角度，每測定5個點位后，需重新檢查該角度（歸零和2C檢查），若超限則重新設定方向。

各預埋件的標高測定采用徠卡NA2型水準儀配3 m區格木尺，人工讀數的方法進行。水準儀事先已做嚴格校驗，且配合的標尺為3 m區格木尺，精度雖低于四等水準，但遠高于一般的等外水準，完全滿足項目標高測定工作要求。測定一組預埋件標高后，需將標尺在高程控制點上重置進行檢查，以便檢驗儀器是否發生變動移位。標高測定位置根據施工人員的需要進行選擇，一般測定在鋼筋頂上，便于進行量測傳遞。

3.3 期間預埋件精密復測與調整

施工人員根據所測定的點位采用投影法進行預埋件構建，因為工藝或施工水平問題，與原先測定的位置及高度往往存在差異，有時差異還較大。同時，在混凝土澆筑前需進行制模，該過程會對預埋件形成更大的擠壓，導致點位和高度的失真。因此，在此期間需進行點位和高程的精密復核，將誤差反饋于施工人員，以便及時調整直至成型（圖3）。

圖3 預埋件成型圖

3.4 混凝土澆筑振搗后預埋件復測與調整

各預埋件放置安裝完成后，將進行混凝土澆筑工作。澆筑過程中預埋件會受可預見和不可預見兩種外力的擠壓，前者在設計時已做了彈性考慮，不至于產生致命影響，而后者則會產生嚴重的后果。混凝土澆筑前，施工人員應根據事先擬定的計劃及現場施工進度，事先在觀測平臺設置好儀器。復核工作應在混凝土澆筑搗振后馬上進行，混凝土固結后則無法調整，失去了復核的意義。

4 結 語

根據工程實際情況，對組合式預埋件工程的施工控制網進行了簡單布設，其精度能滿足要求，且不影響施工進度；并利用控制成果進行了預埋件的定位和檢核工作，達到了比較滿意的效果。預埋件澆筑完成后，經過業主、監理、土建施工、設備制造、設備安裝等多方驗收，完全符合設計要求，以期為類似預埋件工程提供一定的借鑒。

[1] 李青岳,陳永奇.工程測量學[M].北京：測繪出版社,1995

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[7] 孫向晨.全站儀放樣方法及精度分析[J].新疆有色金屬,2012(增刊2)：61-62

P258

B

1672-4623（2017）05-0112-03

10.3969/j.issn.1672-4623.2017.0053.5

徐擁國，工程師，主要從事精密工程測量、房產及地理信息方面的生產與管理工作。

2016-04-13。