施工测量是建筑施工中的重要环节,服务于施工全过程。随着建筑外形的多样化,多圆弧结构越来越多,准确地对弧形结构进行测设成为测量重点和难点。
本文对青岛市市民健身中心体育场多圆弧组合全弧形结构及不规则曲线的控制测量和定位放样两方面进行分析,阐述大型体育场馆从宏观控制到微观曲线定位放样的测量技术要点。
一、工程概况青岛市市民健身中心体育场是一座椭圆形多圆弧建筑,共4层,设观众席6万座,占地面积36.5万㎡,建筑面积15.2万㎡,主体框架、少量为框架剪力墙结构,屋面钢桁架结构。本工程面积大、范围广、轴网复杂。体育场主体结构纵横跨度大,长轴为.5m,短轴为.3m,高程变化大;轴线变化多,由8个圆心放射条径向轴线和7条不同半径和曲率的环向轴线组成。外围也有圆心分布,半径各不相同,最大半径.m,纵环轴线交点为柱中心点,共有个承台基础,柱形各异,且柱方向与纵向轴线一致,放线难度大。看台分为上下2层,高度为2.75~35.08m。
二、测量重点工程占地面积大,错综复杂的标高以及椭圆形的主体结构对工程施工中的测量控制提出了较高的要求,钢结构的吊装量比较大,弧线测量放线多。
精度要求高,轴线点位中误差要求控制在3mm范围内。平面控制网的测设,高程的传递,每个独立柱的定向,钢结构的定位等测量难度大,测量精度要求高,所以沉降观测工程在施工过程中和竣工后都是测量工作的重点。
测量工作是本工程的生命线,而平面控制测量的精度则是整个测量工作的重中之重。
三、技术要点所有环向轴线全为曲线,独立柱全为方形和长方形柱,必须保证每个曲线上柱的朝向与纵向轴线一致。多圆心形成的曲线间距不一,独立柱定向放样点位多,地下部分全在拉梁上定点,侧向借线法使用频繁,平面量距精度要求高。
四、施工技术应用1.平面控制网的测设
遵循“先整体后局部、先控制后碎部、高精度控制低精度”的原则,本工程分为三级控制,控制网布置见表1。
表1场区三级控制网布置
纵观工程整体布局,一级平面控制网A1,A2,A3,A4以及火炬路上的控制点均为测绘院提供,对上述各点采用定期进行复核监测;A~L各点布设成沿主体结构一圈的1条闭合导线,导线网中必须包含建筑物对称中心点(即长短轴交点),闭合到测绘单位提供的一级控制点上。场区平面控制网布置如图1所示。
图1场区平面控制网布置示意
为了防止控制点发生位移和沉降,布点之前先在控制点位置打入预制桩,并且在桩头上端浇筑钢筋混凝土,使其布网精度满足二级导线要求,即测角不大于±5″,测距不大于1/。使用全站仪进行闭合导线测量,测量时相邻两点间视线倾角不宜过大,视野开阔,避开发热体和强磁场。水平角观测值应取各测回值的平均值作为测站成果,一测回互差超限时应重测。距离测量时,往返测距差不得大于±10mm,导线全长闭合差不大于1/,测角闭合差不大于±12。现场测量结束后应认真计算,精度满足二级导线要求后,将作为建筑物二级控制网,同时作为建筑物轴线定位的放线依据。
2.高程控制网的建立
高程控制网设计与导线网一体布设,形成平高一体联布。施测前应对建设单位提供的水准基点反复校测,无误后方可引测至各导线点上。引测高程时前后视距不得大于50m且两视距差不大于±2m,转点时应使用尺垫做闭合水准测量,往返测量各1次。满足三、四等水准测量要求,即其闭合差不大于±4或不大于±12,以作为本工程的高程控制网。
3.±0.以下基础部分施工测量
独立基础定位点的选取要求每个独立柱基需使用全站仪直角坐标放样法独立放样,每个柱基不得少于2个放样点,即纵向轴线向两侧各偏1m与横轴线(过柱中心点与长轴垂直)相交的交点,通过坐标标注插件将点位坐标逐一标于电子文件上。
将图形放大后再分区或分片打印成册,以便于现场施测时使用。坐标标注时极易出现偏差,此项工作必须细致严谨,切不可马虎。另外各环向轴线间距最好一同标于图上,对后续放线非常有用。
独立基础由于土方开挖和基坑清理导致基础相互间不能直接用钢尺量距,也无法使用仪器投测直线,所以必须严格检查各个基础放样点间距是否与图纸尺寸一致。将各独立柱基的两个放样点连线找出中点,分别以两点为圆心,以大于点到中点的距离为半径,在直线两侧画弧,将交点过中点连线形成柱轴线,依据基础图和柱位图放出柱边线和基础边线(图2)。
图2基础轴线定位示意
(1)检查复核。用全站仪依据纵向柱间距或柱中心点坐标逐一检查所放柱基中心,点位偏差不大于2~3mm即为合格。
(2)基础弧形梁定位放线。其放样方法与基础定位不同,在垫层上或梁上定位弧梁轴线,依据柱中心的放样点连线定中点量矢高,在柱中心点连线上取出中心点,由柱中连线的中心点向两侧每1m画1个点,每个点到弧形轴线的矢高直接从电子文件上获取,矢高值偏差不大于3mm时符合要求,否则重新画点测量矢高。将点连线即为弧梁轴线,依图放出弧梁边线(图3)。
图3弧梁边线放样示意
(3)基础高程测量。当土方开挖接近设计标高时,在每个独立基坑内钉木桩,直接从邻近的高程控制网点上引测高程至每个木桩上,测量出木桩高程,以控制土方超挖和垫层标高。在柱基混凝土浇筑前,在其竖向钢筋上抄测出基础拉梁顶面mm控制线,用油漆标注。
4.±0.以上主体部分施工测量
平面放线主要是确定轴线位置和柱子方向,其方法与基础放样相同,不同的是放样控制点选取为将纵向长轴线向两侧各偏1m后与弧形轴线相交的交点,采用全站仪坐标放样法定位控制轴线。同时在每柱的纵向轴线上放样一个与柱心相距1m的控制点,与纵向图纸几何尺寸量距做校核,横向相邻轴线间距通过直接测量弦长检查其偏差。当偏差不大于±2~3mm即为合格,再测放出轴线、柱边线、mm控制线。
由于基础及主体结构施工阶段的平面轴线定位主要采用全站仪坐标放样法向待测面投测控制点,为保证测设的精度要求,每个流水段至少要投测2~3个控制点,并与现场控制网做角度、距离校核,经校核无误后,方可在该作业面上放出其他轴线控制线。为便于检查上下层间同一轴线的偏差,每个施测面的控制线应做到上下一致,使用经纬仪在结构的两端头进行检查,每层偏差不大于±2~3mm即为合格,否则重新放样。
(1)作业面高程测量。首层墙、柱拆模后及时抄测出建筑50线;(2)层间标高传递。当结构施工高出±0.m以后,用钢尺沿柱身以首层建筑50线为起点垂直向上量取结构层高加地面做法,作为2层建筑50线。用钢尺传递标高时,每个施测面至少要从3处上传递。在作业面进行校核,点与点间误差不大于±2~3mm即为合格。
5.新技术的应用
(1)积极应用计算机网络。利用网络学习和借鉴国内外体育场馆工程建设中在测量方面的资源及成功经验。
(2)利用计算机把图纸中的设计要素数字化,转化为现场放样坐标。
(3)建立数字工地。用技术和现场各种管理用数字、图表说话,力争使各项管理工作数字化。
五、问题及解决办法在使用全站仪时要特别注意仪器的校检和各项指标,放样时要时刻