大规模复杂建筑工程全站仪测放工法2.doc

大规模复杂建筑工程全站仪测放工工法

前 言
近些年来，随着经济的发展，工程建设规模日益增大，建筑工程施工平面控制测放的要求不断增高，这样激光全站仪在建筑工程中应用迅速推广，但国家测量规范未对全站仪给出明确的技术要求。本工法以江西省XXXX项目工程的全站仪测放工艺为例，阐述大规模复杂建筑工程全站仪测放工艺程序、技术标准，达到准确、快速、经济测放效果。
1.特点
1.1全站仪在测站一经观测，必要的观测数据，斜距、竖直角、水平角等均自动显示，可同一瞬间得到平距、高差、点的坐标及高程。
1.2通过传输接口把全站仪采集的数据终端与计算机连接，配以数据处理软件、绘图软件即可实现测图的自动化。
1.3只需将全站仪支设在一个通视好的测站，可同时对工程测放位置进行整体、乃至细部测量，减少布设控制点的数量，准确、方便、快捷。
1.4全站仪与计算机复合应用，带来施工放样的技术进步，大大简化了传统的施工测量方法，使现代施工测量方法变得灵活、方便、精度高、劳动强度小、工作效率高，并实现了施工测量的数字化、自动化和信息化。
2．适用范围
适用于规模大、复杂大型建筑工程施工平面控制测放任务，设计图纸为AUTOCAD电子版格式。
3．工艺原理
在复杂工程测放任务中，将施工现场坐标系与计算机AUTOCAD电子版施工图坐标系建为同坐标系，利用主控制点坐标进行复核；捕捉查询电子版格式施工图上需测放的点位，AUTOCAD自动显示测放点的坐标；将全站仪支设在一个通视好的测站，将测设坐标依次输入全站仪，全站仪对可视范围内的工程进行整体及细部多点测设，并达到测量和现场需求进度。
4．建筑施工测量要点
全站仪的主要功能为角度测量，距离测量，坐标测量，现主要介绍坐标测量
测放工艺流程及操作要点
4.1测放工艺流程
4.1.1坐标测绘
测量准备----现场坐标系建立----点的测定----图形绘制应用
4.1.2坐标测放
测量准备----现场坐标系建立----坐标内业计算（设置电子版图纸与现场坐标系同坐标系----复核电子版图纸坐标与现场坐标----捕捉查询需测放的点坐标）----现场全站仪多点测放
4.2测量准备
4.2.1技术准备
a. 完整的项目工程电子版图纸，熟读设计图纸，理解设计意图，明确设计要求。
b. 进行业主提供的市规划的各控制点和高程点移交，建立施工现场坐标系及控制网，踏勘施工场地了解地形，察看周边环境。
c．综合考虑设计要求、定位条件、现场地形和工程施工组织设计的基础上，编制测量方案。

d. 建立测量组，培训测量员，熟悉掌握工程所用全站仪性能及测量工艺及标准。
4.2.2现场条件
a.厂区地坪平整，排水通畅；
b. 建立现场坐标系及控制网点；
4.3现场坐标系建立
4.3.1建立程序：坐标系统换算——建筑导线网设计---导线网测设平差
4.3.2平面坐标系统换算
如图，设有平面坐标系xoy和x’o’y’， x轴与x’轴间的夹角为θ（θ范围：00—3600）。设o’点在xoy坐标系中的坐标为（xo’,yo’），则任一点P在xoy坐标系中的坐标（x,y）与其在x’o’y’坐标系中的坐标（x’,y’）的关系式为：

在建筑施工中，上面的平面坐标系xoy一般多为城市坐标系，平面坐标系x’o’y’一般多为建筑施工坐标系AOB；若xoy、x’o’y’均为左手系，则用上式进行转换；但有时建筑施工坐标系AOB会出现右手系——x’（A）轴正向逆时针旋转90º为y’（B）轴正向。此时，应注意上面的计算公式变为：

4.3.3导线网布设
导线点的布设要求：
a.导线点前后相邻点必须通视良好，且所在位置地基稳定，不宜使导线点变形；
b.导线点平均边长较短时，应控制导线边数，但不得超过附表2.1.5相应等级导线长度和平均边长算得的边数；当导线长度小于表2.1.5规定长度的1/3时，导线全长的绝对闭合差不应大于13cm。
c.导线宜布设成直伸形状，相邻边长不宜相差过大。当符合导线长度超过规定时，应布设成结点网形。结点与结点、结点与高级点之间的导线长度，不应大于附表2.1.5中规定长度的0.7倍。
d.导线网作首级控制时，应布设成环形网，网内不同环节上的点不宜相距过近。
e.某工程Ⅰ级导线网布设，如下图。
导2
导5
导3
导7
导6
导4
导1

导线网布设图
4.3.4建筑导线网点测设
500
500
500
500
500
500
桩号
1
1
100×100mm钢板
砂子
填充
砂子
填充
500
500
500

500
500
1-1
4.3.4.1．工程场区Ⅰ级导线网如上图布设。
4.3.4.2．导线点的测设
a.由专人负责，将厂区的控制点进行测量，每个测站进行两测回角度、距离测量。
b.将测量的数据进行平差计算，（见附表1），其测量精度达Ⅰ级导线要求。
导线控制点做法示意
c.导线测量技术要求见5.表2.1.5。 ;
4.4. 坐标测绘
4.4.1点坐标测绘工作流程：
引测站点——制定现场实测路线——明确所测物的特征点——支设仪器进行数据采集——根据采集数据绘制成图
4.4.2图形测绘
a.将整体规划区旧建筑设施测量与厂区总规划图叠合，依据各区域开发阶段计划，分批办理和拆除各区域旧建筑；
b. 将施工现场关键地貌（水、电、路及临时设施等）测量与厂区总规划图叠合，进行厂区施工总体平面图合理布设；
c. 竣工图的测绘：工程中一些重要的隐蔽管线，如电缆、给排水管等，隐蔽前用全站仪迅速方便的测出其坐标，绘制于电子版图中，作为竣工图提交建设单位存档，一旦发生故障可迅速查找其位置；一些不便于现场丈量的工程量，可用全站仪测出其三维坐标，结合专用软件，可方便、准确计算出工程量；
d.图形测绘技术要求；
测绘细部点位置和高程的中误差（cm）（GB50026-93） 表4.1.7
地物类别
位置
高程
主要建筑物、构筑物
5
2
一般建筑物、构筑物
7
3

4.4.3变形测量
基坑的位移观测：本工程基础为锤击预应力管桩基，施工中震动及产生的挤密效应；会对基坑护坡、邻近的建筑物造成影响；本工程西临XX大堤，北侧为居民区；为了确保居民区、XX大堤安全及防止基坑滑坡，应对其进行位移观测，为施工过程中调整施工顺序，采取必要措施提供依据。（位移观测最重要的是工作基点的选定）
变形测量技术要求见5.表9.1.4
4.5点的测放
4.5.1坐标内业计算
4.5.1.1计算流程
将施工现场坐标系与计算机AUTOCAD电子版施工图坐标系建为同坐标系，利用主控制点坐标进行复核；捕捉查询电子版格式施工图上需测放的点位，AUTOCAD自动显示测放点的坐标，流程如下：
1．在AUTOCAD电子版图中建立施工现场坐标系
坐标不符
坐标不符
2．进行轴线坐标复核
用EXCEL软件计算主轴交点坐标
点选查询AUTOCAD电子版图交点坐标
修改AUTOCAD电子版图中轴线错误
3.以AUTOCAD图中主轴线坐标复核细部尺寸
修改AUTOCAD电子版图中细部尺寸错误
4.点选AUTOCAD图测放点坐标,用于测放。

4.5.1.2坐标计算流程控制：
a.EXCEL坐标计算必须有2个人分别独立计算完后，将2人计算结果互检，直至坐标计算完全相符；
b.检查电子版图中细部尺寸与主轴线的关系时遵循2人互检制，直至将电子版图修改完全正确。
c.用AUTOCAD查询坐标必须2人独立完成后互检，防止人为因素错误。
4.5.2点的坐标放样
4.5.2.1坐标输入方法: 将需测放多点坐标编号，依次顺序输入坐标数据文件；
4.5.2.2实地放样操作
如图所示，要在控制点D3架仪后视D2点，
来放样点K0+040、K0+060、K0+080。。。。。。多点。
4.5.3点放样技巧
4.5.3.1测放桩位中，如果局部场地比较平整，可用两点交会法在此场地中间引测临时测站，将仪器支设此测站，输入测站和后视坐标，对好后视点后，进行放样，输入放样点坐标，先转动仪器直至△a=0即定好了方向线，然后沿此方向线用50m钢尺量出测站和测放点间的距离即可将其定位，省去多次支设棱镜操作，方便、快捷。实际应用每台全站仪可测放300个点位/每天。
4.5.3.2大半径弧形轴线上柱的定位测量

如下图1所示，在通视好的控制点上支设仪器，按桩位测放步骤，

测放每条轴线的两端柱中心，用钢尺即可将中间柱定位，方便、省去传统的测角、量边，重复支设仪器的操作，测放效率得到提高。
柱的控制线测放：，如上图1所示，每条射线的柱子只要定出1、2、3、4号点即可，然后用钢尺量出中间柱子的定位控制线。定位精度高。
4.5.3.3弧形梁，剪力墙测放
a.辅助弧形梁，剪力墙模板制作：
受模板加工场地狭小限制，大弧形模板放样困难，采用全站仪测放出大半径弧形构件模板的形状轮廓图，然后进行分块制作、编号。
b. 在实体工程对应位置测放其轮廓线特征点，依据特征点，按编号拼装模板，通过吊线、靠尺进行垂直度校正，复核。
此方法能保证模板加工符合要求，安装准确，快捷。
5.建筑工程测放技术要求
5.1导线测量的主要技术要求（GB50026-93） 表2.1.5
等级
导线长度
（km）
平均边长
（km）
测 角
中误差（″）
测 距中误差（mm）
测距相
对中误差
测回数
方位角
闭合差
（″）
相 对
闭合差
DJ1
DJ2
DJ6
三等
14
3
1.8
20
≤1/150000
6
10
-
3.6√n
≤1/55000
四等
9
1.5
2.5
18
≤1/80000
4
6
-
5√n
≤1/35000
一级
4
0.5
5
15
≤1/30000
-
2
4
10√n
≤1/15000
二级
2.4
0.25
8
15
≤1/14000
-
1
3
16√n
≤1/10000
三级
1.2
0.1
12
15
≤1/7000
-
1
2
24√n
≤1/5000
注：表中n为测站数；
5.2建筑物施工放样的主要技术要求（GB50026-93） 表7.3.5
建筑物结构特征
测距
相对
中误差
测角
中误差（″）
在测站上
测定高差
中误差（mm）
根据起始水平面在施工水平面上测定高程中误差（mm）
竖向传递轴线点中误差（mm）
金属结构、装配式钢筋砼结构、建筑物高度100-120m或跨度30-60m
1/20000
5
1
6
4
15层房屋建筑物高度60-100m或跨度18-30m
1/10000
10
2
5
3
5-15层房屋、建筑物高度15-60m或跨度6-18m
1/5000
20
2.5
4
2.5
5层房屋、建筑物高度15m或跨度6m及以下
1/3000
30
3
3
2
木结构、工业管线或公路铁路专用线
1/2000
30
5
-
-
土工竖向整平
1/1000
45
10
-
-

5.3变形测量的等级划分及精度要求（GB50026-93） 表9.1.4
变形测量等级
垂直位移测量
水平位移测量
适用范围
变形点的高程中误差（mm）
相邻变形点高差中误差（mm）
变形点的点位中误差（mm）
一等
±0.3
±0.1
±1.5
变形特别敏感的高层建筑、工业建筑、高耸构筑物、重要古建筑、精密工程设施等
二等
±0.5
±0.3
±3.0
变形比较敏感的高层建筑、高耸构筑物、古建筑、重要工程设施和重要建筑场地的滑坡监测等
三等
±1.0
±0.5
±6.0
一般高层建筑、工业建筑、高耸构筑物、滑坡监测等
四等
±2.0
±1.0
±12.0
观测精度要求较低的建筑物、构筑物和滑坡监测等
6.机具设备
6.1主要器材：
全站仪：R-335EX（ NTS202），测距精度2mm+2ppm，测角精度2″；
计算机：256M内存、128M独立显卡、奔腾3中央处理器；
6.2 辅助工具：
单棱镜组2个，精密全站仪木脚架，棱镜基座2个，对讲机2个，STD-C03充电器，BP02C电池2块，防水罩，RS232接口。
6.3应用软件：
AUTOCAD2004，电子版格式图纸，清华山维NASW2003，控制测量及平差软件，平面网、导线网，坐标转换；
全站仪的等级划分
等 级
测角标准差
测距标准差
Ⅰ级仪器
│mB│≤1″
│mD│≤5mm
Ⅱ级仪器
1″＜│mB│≤2″
│mD│≤5mm
Ⅲ级仪器
2″＜│mB│≤6″
5mm＜│mD│≤10mm
Ⅳ级仪器
6″＜│mB│≤10″
5mm＜│mD│≤10mm

7．劳动力组织
a.建立测量管理体系，成立测量小组；
b.测量员(5名)，测工（3名）,测量员工作经历3年以上，大专以上学历，有测量员证书，具备熟练应用全站仪各种功能；测工从事测量工作5年以上，具有配合全站仪测量工作2年以上。
8．安全要求和环境保护措施
8.1安全要求：
所有进入施工现场的测量人员必须进行过安全三级教育培训，在测量前要确保处于安全作业环境，过程中要注意设备仪器的安全防护，并规范个人身体行为安全。
8.2环境保护措施
a.测量任务下达前，由项目工程师按国家或地方有关施工环保措施及企业环境管理体系要求，进行必要的培训。
b.在测量工程中产生的废油漆、废油漆桶等按环境管理体系要求进行环保处理。
c.在测量任务中产生的废物、废料（木桩、定位钢筋、废纸张等）进行回收处理，符合文明施工要求。
9经济效益分析
工程施工前进行了充分的技术准备，采用了先进的测量仪器和计算机结合，对各种测量方法进行了对比分析，采用较为准确使用的内业计算方法，每台全站仪日测放点160—200个点位，测放效率提高了5倍；确保了测量质量、提高了测放效率。
为现场施工提供了测量定位先决条件，施工工作面顺利展开，加快了施工进度。具有很好的经济效益和社会效益。
10.工程应用实例
集团公司施工的江西省XXXX项目工程，整体地下室占地面积62000m2,建筑面积99000 m2,地上建筑面积350000m2。
本工程成立测量小组（6人），施工采用三台全站仪，一台计算机；地下工程62000m2基坑：满足4个区25台桩机分同时施打进度，共计9101根预应力管桩定位；1区10台机械钻孔桩，261根灌注桩定位；5个月内，共计完成地下工程测放点35000个，合格率100%，全站仪建筑工程测放在本大型复杂工程得到充分应用。