鋼結(jié)構(gòu)工程測量方案

分享到窗體底端樁基礎(chǔ)鋼結(jié)構(gòu)工程測量專項(xiàng)方案前言 隨著鋼結(jié)構(gòu)的迅速發(fā)展，高層、異形、大跨度結(jié)構(gòu)在鋼結(jié)構(gòu)建筑中已是屢見不鮮、同時(shí)針對(duì)各種類型的測量控制的難度也越來越大，異形、大跨度結(jié)構(gòu)的測量定位施工工序是保證鋼結(jié)構(gòu)安裝質(zhì)量的首要前提，因此大跨度、異形、大跨度結(jié)構(gòu)中的測量控制就顯的尤為重要，為了探索出適合各種結(jié)構(gòu)尤其是異形、大跨度結(jié)構(gòu)測量方法，并遵守求同存異的原則，在此以秀山國際會(huì)議會(huì)展中心異形鋼結(jié)構(gòu)的測量定位施工工藝、方法介紹如下： 一、工程概況 秀山方全國際會(huì)議會(huì)展中心工程位于秀山物流園區(qū)；毗鄰新規(guī)劃的市政白沙大道和 ；系新建的波浪文化城，并且與波浪文化城二期相聯(lián)通，與杭州大劇院對(duì)稱坐落位于新文化城中心軸線上。 工程由球形的主樓和橢圓形投影面的裙房組成，總建筑面積為130096平方米，其中地上總建筑面積為78009平方米。主樓為超五星級(jí)酒店部分，19層85米高，內(nèi)設(shè)高級(jí)辦公樓層和公寓式酒店層；裙房為會(huì)議中心部分，2層12米高，主要為商場及大堂，低座為豪華酒店。地下室為兩層，建筑面積為52087平方米，主要用作停車場、機(jī)電用房、酒店后勤區(qū)等。本文主要介紹主樓測量方案的探索。二、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及測量難點(diǎn)2.1結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 杭州國際會(huì)議中心主樓與裙房通過主樓外側(cè)的弧形柱上的牛腿連接成一個(gè)結(jié)構(gòu)整體。其中主樓結(jié)構(gòu)為鋼框架支撐體系，共由43榀平面鋼框架組成。各榀平面框架外柱與內(nèi)柱的定位軸線在平面上為不同半徑的同心圓，平面框架在豎向剖面上呈現(xiàn)“C”形，四層以下的框架柱為豎直的框架柱，而四層以上的內(nèi)框架柱為折線形斜柱，四層以上的外框架柱為圓弧形斜柱；結(jié)構(gòu)在A2、A8、A16、A20、A26、A30、A38軸上的框架通長高度設(shè)置斜支撐構(gòu)件；框架的跨度約為12m，層高為3.52m和5.22m。整個(gè)球形結(jié)構(gòu)的外側(cè)框架柱距球心的最大距離約42m。2.2測量難點(diǎn) 本工程屬高層鋼框架結(jié)構(gòu)，為球體造型。外圍結(jié)構(gòu)柱均為豎向弧形構(gòu)件，每一鋼構(gòu)件安裝空間位置不統(tǒng)一，結(jié)構(gòu)整體測控量大，測量精度要求高，軸線標(biāo)高豎向傳遞次數(shù)多。由于主樓的結(jié)構(gòu)特征，無法利用常規(guī)的高層結(jié)構(gòu)測量手段來定位鋼柱，針對(duì)本工程施工安裝測量難點(diǎn)，選擇合適的測量方案，從而保證工程的安裝精度，將是本工程的重點(diǎn)。三、測量方案的選擇針對(duì)本工程的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用一般的內(nèi)控法或外控法測量方案將無法滿足本工程測量精度要求，我司提出了3種測量方案，如下：四、方案的確定通過對(duì)提出的三中方案在難易性、精度、工期及對(duì)其他工種的影響等多方面的可行性分析，擇優(yōu)選擇方案三內(nèi)控和外控相結(jié)合的測量方法做為本工程的測量方案，方案三主要由以下優(yōu)缺點(diǎn)：1、每一徑向軸線上的柱子均為標(biāo)準(zhǔn)柱，且每一徑向和環(huán)向軸線均向上傳遞，測量精度容易保證；2、測量施測和校正工作量較大，可能會(huì)影響工期；3、測量控制點(diǎn)較多，控制點(diǎn)的保護(hù)是重點(diǎn)；4、增設(shè)附助軸線后，貫通了環(huán)向軸線向上傳遞，方便了測量五、方案的實(shí)施5.1平面控制網(wǎng)建立1、根據(jù)本工程的結(jié)構(gòu)形式，建立以下平面控制點(diǎn)：（1）作G軸和A23軸垂直交線于一點(diǎn)，分別向南50米、向東、西、北50米、100米間距設(shè)控制網(wǎng)，共設(shè)置20個(gè)控制點(diǎn)。（2）測設(shè)方法控制網(wǎng)采用四等導(dǎo)線的精度要求施測，準(zhǔn)確計(jì)算出導(dǎo)線成果后，進(jìn)行精度分析和控制點(diǎn)點(diǎn)位誤差。各控制網(wǎng)點(diǎn)在選擇好的點(diǎn)位上進(jìn)行布設(shè)，按規(guī)范要求做好測量標(biāo)志，同時(shí)做好防護(hù)和保護(hù)措施（如示意圖）。為了保證測量精度，在控制點(diǎn)標(biāo)志埋設(shè)后一周內(nèi)不得進(jìn)行觀測。同時(shí)為防止測量基準(zhǔn)標(biāo)志點(diǎn)產(chǎn)生位移和沉降,在施工過程中堅(jiān)持不定期檢測。檢測發(fā)現(xiàn)誤差時(shí)，在起算的大地控制點(diǎn)的基礎(chǔ)上按導(dǎo)線測量方法進(jìn)行復(fù)測和平差計(jì)算。5.2高程控制網(wǎng)的建立（1）首先對(duì)現(xiàn)場已知水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行水準(zhǔn)復(fù)測。（按國家四等水準(zhǔn)測量要求）。水準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)石經(jīng)復(fù)測，精度滿足要求后，在施工現(xiàn)場根據(jù)限差要求埋設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)石（如下圖）。為了便于施工測量，整個(gè)場地內(nèi)，東西、南北每相距100m左右設(shè)有水準(zhǔn)點(diǎn)，并構(gòu)成閉合圖形，以便閉合校核。I級(jí)水準(zhǔn)基點(diǎn)組選8個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)均勻地布置在整個(gè)施工現(xiàn)場四周形成一閉合路線。II級(jí)水準(zhǔn)點(diǎn)采用M8膨脹螺栓的鋼筋打入砼作為標(biāo)志。由水準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)組成閉合路線，各點(diǎn)間的高程進(jìn)行往返觀測，閉合路線的閉合誤差應(yīng)小于5 mm（n為測站數(shù)）。在水準(zhǔn)聯(lián)測時(shí)把I級(jí)控制點(diǎn)作為首級(jí)水準(zhǔn)點(diǎn)使用聯(lián)測，計(jì)算出高程值，以方便主樓安裝時(shí)高程的投測。（2）主樓高程控制網(wǎng)布設(shè)主樓外設(shè)置3個(gè)II級(jí)固定的水準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)，如下圖所示：5.3軸線的定位與傳遞5.3.1軸線的定位測設(shè)根據(jù)平面控制網(wǎng)和G軸與A23軸的垂足控制點(diǎn)（即主樓圓心），用經(jīng)緯儀及鋼尺或用全站儀即可定出主樓徑向的A1軸到A44軸和環(huán)向的B1軸到B3軸共47條軸線和所有本工程的施工平面軸線。軸線控制樁用M8膨脹螺栓的打入砼固定作為標(biāo)志，并引測至周圍永久性建筑物或構(gòu)筑物上。5.3.2主樓軸線的堅(jiān)向傳遞1、主樓一至四層的軸線控制主樓首層定位軸線利用平面控制網(wǎng)點(diǎn)和主樓圓心進(jìn)行控制（圓心控制點(diǎn)同樣用M8膨脹螺栓打入首層樓面混凝土中）。由于二至四層的鋼柱均為直形柱，且主樓中庭不懸空，因此二至四層的定位軸線同樣利用平面控制網(wǎng)點(diǎn)和主樓圓心向上傳遞的方法進(jìn)行控制。2、主樓四層以上的軸線控制（1）徑向軸線控制本主樓工程的定位軸線采取外控法，即定位軸線延長線上設(shè)置控制樁位，在控制樁位上架設(shè)經(jīng)緯儀進(jìn)行軸線的逐層傳遞。由于本工程結(jié)構(gòu)平面徑向軸線呈放射性布置，所以采取將主樓的每條徑向定位軸線貫通后，向兩個(gè)方向延長至建筑物外部，并在兩個(gè)方向的延長線上各設(shè)置兩個(gè)控制樁位（控制樁設(shè)置如上圖），進(jìn)行主樓徑向定位軸線的堅(jiān)向傳遞和控制。（2）環(huán)向軸線控制根據(jù)本主樓工程立面框架的形式，為滿足施工測量控制的需要，在環(huán)向軸線B2與B3之間增設(shè)一條離圓心為31.5米的環(huán)向附助軸線Bx。在首層樓面上利用平面控制網(wǎng)點(diǎn)和主樓圓心測設(shè)出該軸線后，將該軸線與44條徑向定位軸線的44個(gè)交點(diǎn)（Bx-1Bx-44）往徑向和環(huán)向各500處設(shè)定為控制基準(zhǔn)點(diǎn)（同樣用M8膨脹螺栓打入首層樓面混凝土中）。上面各層在立樓板模板時(shí)，在相應(yīng)位置留200200方洞，用激光鉛垂儀把各點(diǎn)引測至各樓層，校核后通過量距放出各鋼柱的十字控制中心線。在第10層將此44個(gè)控制基準(zhǔn)點(diǎn)轉(zhuǎn)移一次，仍用M8膨脹螺栓打入樓面混凝土中控制上9層定位。5.4標(biāo)高傳遞本工程的標(biāo)高傳遞主要為主樓結(jié)構(gòu)的高程堅(jiān)向傳遞。按照主樓外設(shè)置的3個(gè)II級(jí)固定水準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)，用水準(zhǔn)儀將基準(zhǔn)點(diǎn)引至首層平面。首層施工好后，將+1.000m標(biāo)高引至指定鋼柱上并做紅漆標(biāo)記，用鋼卷尺向上丈量至各樓層（同樣在第10層設(shè)一個(gè)轉(zhuǎn)點(diǎn)）。然后用水準(zhǔn)儀抄平控制各鋼柱的牛腿上表面標(biāo)高。6.鋼構(gòu)件安裝的測量校正6.1主樓鋼柱的安裝測量校正鋼柱的測量校正主要為平面位置、標(biāo)高和垂直度三項(xiàng)內(nèi)容，按照先調(diào)整標(biāo)高，再調(diào)整位移，最后調(diào)整垂直度的順序按照規(guī)范規(guī)定的數(shù)值進(jìn)行校正。同時(shí)為保證安裝精度，避免因溫度變化對(duì)鋼柱垂直度校正產(chǎn)生的偏差，主樓鋼柱的測量校正統(tǒng)一日照變化小的傍晚進(jìn)行。6.2直鋼柱的校正測量（1）標(biāo)高的調(diào)整：每安裝一節(jié)柱后，對(duì)柱頂進(jìn)行一次標(biāo)高實(shí)測，誤差超過偏差時(shí)，采用螺栓千斤頂進(jìn)行調(diào)整，偏差過大時(shí)分兩次或幾次進(jìn)行調(diào)整。（2）軸線位移校正：以傳遞至下節(jié)柱柱頂?shù)妮S線為基準(zhǔn)，安裝鋼柱的底部對(duì)準(zhǔn)下節(jié)鋼柱中心即可。（3）垂直度校正：把鋼柱的成90的兩條控制線引出，在控制線上架設(shè)兩臺(tái)經(jīng)緯儀，照準(zhǔn)鋼柱的中軸線同時(shí)監(jiān)測，直到兩個(gè)方向的軸線上下為同一垂直線。垂直度校正調(diào)節(jié)主要是依靠攬風(fēng)繩，直至焊接完后，按以上觀測方法對(duì)鋼柱進(jìn)行復(fù)測，對(duì)鋼柱的測量數(shù)據(jù)要認(rèn)真記錄。6.3弧形鋼柱的校正測量弧形鋼柱的標(biāo)高和軸線位移校正測量同直鋼柱的方法相同，其中弧形鋼柱的垂直度校正由于弧形鋼柱的一側(cè)為外圓弧形，因此在校正完弧形鋼柱底部的軸線位置后，同時(shí)在柱頂端采取三點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行校正監(jiān)測。即在鋼柱頂部外截面角點(diǎn)做為校正點(diǎn)，采取三點(diǎn)坐標(biāo)定位（如圖所示控制點(diǎn)1、控制點(diǎn)2、控制點(diǎn)3），根據(jù)3點(diǎn)的三維坐標(biāo)采取坐標(biāo)測量進(jìn)行校正定位控制。九、總結(jié)實(shí)踐證明，杭州國際會(huì)議中心的測量定位施工工藝最終取得良好的預(yù)期效果，結(jié)合本工程實(shí)際情況展開分析，對(duì)于高層、異形、大跨度的特殊結(jié)構(gòu)在測量定位控制中，為了其保證安裝精度和工程質(zhì)量，就要選擇合適的測量方案，同時(shí)要配備合適的測量儀器。尤其針對(duì)異形結(jié)構(gòu)而言，想用常規(guī)的測量手段進(jìn)行測量定位是比較困難的，而且也很難保證測量質(zhì)量，因此就要在常規(guī)方法中尋求突破，對(duì)于采用線控制不了的就應(yīng)采用點(diǎn)（坐標(biāo)控制）、線、面結(jié)合的測量控制方法，基本能夠解決高層、異形、大跨度結(jié)構(gòu)測量的難點(diǎn)問題，這種點(diǎn)、線、面相結(jié)合的測量定位方法可以被廣泛運(yùn)用。2 基礎(chǔ)測量施工工藝標(biāo)準(zhǔn)1.1 適用范圍本工藝適用于工業(yè)與民用建筑基礎(chǔ)測量的實(shí)施過程。1.2 施工準(zhǔn)備1.2.1 技術(shù)準(zhǔn)備：1.2.1.1 熟悉圖紙，認(rèn)真閱讀基礎(chǔ)圖，確定基礎(chǔ)中柱基關(guān)系，編制測量施工方案，作好技術(shù)交底。1.2.1.2 校核定位測量樁釘?shù)妮S線控制樁及高程控制點(diǎn)，獲取相關(guān)數(shù)據(jù)資料1.2.1.3 確定基礎(chǔ)時(shí)施工測量的內(nèi)容及順序。基礎(chǔ)施工測量是一個(gè)重要環(huán)節(jié)，主要工作有基槽挖土的放線和抄平、基礎(chǔ)施工的放線和抄平。1.2.2 主要儀器設(shè)備：全站儀及配套棱鏡、經(jīng)緯儀、鋼尺、水準(zhǔn)儀及配套水準(zhǔn)尺。1.2.3 作業(yè)條件1.2.3.1 作業(yè)人員具有相當(dāng)?shù)燃?jí)的測量資質(zhì)。1.2.3.2 儀器設(shè)備經(jīng)檢定合格,足夠數(shù)量的儀器設(shè)備。1.2.3.3 軸線控制點(diǎn)和高程控制校驗(yàn)合格1.3 施工工藝要點(diǎn)1.3.1 基槽開挖測量施工工藝對(duì)于基槽挖土，由于定位測量已經(jīng)確定了平面的開挖邊界，所以主要內(nèi)容是控制基槽開挖深度，一般可在基槽挖到一定深度后，用水準(zhǔn)儀在壁上每隔23m和拐角處設(shè)置一些水平的小木樁（平水樁：標(biāo)高誤差控制10mm），這些木樁可作為清理槽底和鋪設(shè)墊層的依據(jù)，待土方挖完后，再根據(jù)控制樁復(fù)核基槽寬度和標(biāo)高，合格后，可允許施工單位進(jìn)行墊層施工。1.3.2 軸線投測施工工藝1.3.2.1 施工方法軸線投測時(shí)最常用的方法是經(jīng)緯儀正倒鏡取中法投測軸線。在軸線控制樁或軸線釘上安置經(jīng)緯儀，正鏡，以地面上的軸線控制樁定向，按經(jīng)緯儀視準(zhǔn)軸方向在施工面上標(biāo)定一點(diǎn)；倒鏡，再標(biāo)定一點(diǎn)。若兩個(gè)投影點(diǎn)不重合，則取中點(diǎn)作為軸線端的投影位置。按相同的方法標(biāo)定軸線另一端的投影位置，兩端投影點(diǎn)的連線即為一條定位軸線。按上述方法投測出每條邊界軸線，檢測邊界軸線交點(diǎn)間的距離，如果與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)誤差符合規(guī)范要求，則采用按長度配賦誤差的距離內(nèi)分法做出每條軸線上的軸線交點(diǎn)。按設(shè)計(jì)圖紙，將對(duì)應(yīng)的軸線交點(diǎn)連線得到全部軸線，基礎(chǔ)的軸線控制網(wǎng)就已經(jīng)投測完畢。1.3.2.2 軸線測設(shè)步驟1) 正倒鏡取中法投測軸線。2) 距離內(nèi)分法做出軸線交點(diǎn)。3) 軸線交點(diǎn)連線。1.3.2.3 檢驗(yàn)1) 用全站儀檢測邊界軸線交點(diǎn)的平面坐標(biāo)與設(shè)計(jì)坐標(biāo)間的誤差是否超限。2) 用全站儀檢測軸線交點(diǎn)間的軸線距離誤差是否超限。3) 用全站儀檢測軸線交點(diǎn)間的斜線距離誤差是否超限。1.3.3 標(biāo)高的傳遞1.3.3.1 用水準(zhǔn)測量法傳遞高程當(dāng)開挖較深的基槽可用水準(zhǔn)測量法傳遞高程。如圖1.3.3.1，作法是：在坑邊架設(shè)一吊桿，從桿頂向下掛一根鋼尺（鋼尺o點(diǎn)在下），在鋼尺下端吊一重錘，重錘的重量應(yīng)與檢定鋼尺時(shí)所用的拉力相同。為了將地面水準(zhǔn)點(diǎn)A的高程HA傳遞到坑內(nèi)的臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)B 上，在地面水準(zhǔn)點(diǎn)和基坑之間安置水準(zhǔn)儀，先在A 點(diǎn)立尺，測出后視讀數(shù)a，然后前視鋼尺，測出前視讀數(shù)b。接著將儀器搬到坑內(nèi)，測出鋼尺上后視讀數(shù)c和B點(diǎn)前視讀數(shù)d。則坑內(nèi)臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)B之高程HB按下式計(jì)算：HB=HA+a-(b-c)-d圖1.3.3.1式中（b-c）為通過鋼尺傳遞的高差，如高程傳遞的精度要求較高時(shí)，對(duì)（b-c）之值應(yīng)進(jìn)行尺長改正及溫度改正。上例是由地面向低處引測高程點(diǎn)的情況，當(dāng)需要由地面向高處傳遞高程時(shí)，也可以采用同樣方法進(jìn)行。1.3.4 用鋼尺直接丈量垂直高度傳遞高程開挖基槽不太深時(shí)，可設(shè)置垂直標(biāo)板，將高程引測到標(biāo)板上，然后用鋼尺向下丈量垂直高度，將設(shè)計(jì)標(biāo)高直接畫在標(biāo)板上，既方便施工，又易于檢查。當(dāng)需要向建筑物上部傳遞高程時(shí)，可根據(jù)柱、墻下部已知的標(biāo)高點(diǎn)沿柱或墻邊向上量取垂直高度，而將高程傳遞上去。1.3.5 柱基施工測量1.3.5.1 混凝土基礎(chǔ)施工測量軸線投測時(shí)，已經(jīng)在施工面上標(biāo)定了柱基的中心， 根據(jù)基礎(chǔ)圖放出柱基的邊界線。在支立模板時(shí)以柱基的中心線作為支模板的依據(jù)。同時(shí)用水準(zhǔn)儀控制柱基的標(biāo)高。1.3.5.2 鋼柱基礎(chǔ)施工測量根據(jù)柱基的中心點(diǎn)，在施工面上標(biāo)定地腳螺栓的設(shè)計(jì)位置，同時(shí)對(duì)墊層抄平。根據(jù)墊層上和固定架上投測的中心點(diǎn)，把地腳螺栓安放在設(shè)計(jì)位置。為了測定地腳螺栓的標(biāo)高，在固定架的斜對(duì)角處焊兩根小角鋼，在兩角鋼上引測同一數(shù)值的標(biāo)高點(diǎn)，并刻繪標(biāo)志，其高度應(yīng)比地腳螺栓的設(shè)計(jì)高度稍低一些。然后在角鋼上兩標(biāo)點(diǎn)處拉一細(xì)鋼絲，以定出螺栓的安裝高度。待螺栓安好后，測出螺栓第一絲扣的標(biāo)高。地腳螺栓不宜低于設(shè)計(jì)標(biāo)高，允許偏高+5+25mm。1.3.5.3 廠房設(shè)備基礎(chǔ)施工測量設(shè)備基礎(chǔ)施工程序有兩種：一種是在廠房柱子基礎(chǔ)和廠房部分建成后才進(jìn)行設(shè)備基礎(chǔ)施工。若采用這種施工方法，必須將廠房外面的控制網(wǎng)在廠房砌筑磚墻之前，引進(jìn)廠房內(nèi)部，布設(shè)一個(gè)內(nèi)控制網(wǎng)，作為設(shè)備基礎(chǔ)施工和設(shè)備安裝放線的依據(jù)。另一種是廠房柱基與設(shè)備基礎(chǔ)同時(shí)施工，這時(shí)不需建立內(nèi)控制網(wǎng)，一般是將設(shè)備基礎(chǔ)主要中心線的端點(diǎn)測設(shè)在廠房矩形控制網(wǎng)上。當(dāng)設(shè)備基礎(chǔ)支模板或地腳螺栓時(shí)，局部的架設(shè)木線板或鋼線板，以測設(shè)螺栓組中心線。1.4 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)1.4.1 自行檢查合格。1.4.2 測繪主管驗(yàn)收合格。1.4.3 監(jiān)理驗(yàn)收合格。1.5 應(yīng)注意的質(zhì)量問題1.5.1 遵循測繪基本原則：布局上“從整體到局部”；精度上“由高級(jí)到低級(jí)”；程序上“先控制后細(xì)部”。1.5.2 選擇恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間測設(shè)，盡量減小天氣和溫度對(duì)測設(shè)成果的影