弧形建筑测量施工工法.doc

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弧形建筑测量施工工法

江西建工第一建筑有限责任公司 刘远银

1、前言
2、工法特点
3、适用范围
4、工艺原理
5、施工工艺流程及操作要点
6、材料与设备
7、质量控制
8、安全措施
9、环保措施
10、效益分析
11、应用实例

1、前 言

随着现代化建筑设计水平的不断提高，建筑结构形式越来越多元化、科技化和立体化。因此，在建筑工程施工中，我们经常会遇到一些平面、立面设计较为复杂的建筑物，例如椭圆形、弧形等，尤其是体育馆、展览厅等大型公共建筑上采用了椭圆形和弧形设计。由于椭圆形建筑物施工放线比一般的矩形、圆形等简单几何图形要复杂，因些测量放线方法不一，有的方法很繁琐，放线的精准度也难以得到保证。本工法是一种采用全站仪和计算机AutoCAD软件极坐标辅助法，从而快速准确地完成椭圆形平面定位放线，并通过一个在建工程实例加以说明。
2、工法特点
2.1借助计算机CAD软件，标注出弧形线上任何点的坐标，减少内业计算量，提高坐标的正确性。
2.2建立建筑物的主轴线，通过两个以上主轴线点的坐标精确放样出各弧形点的实地位置，确保各放样点之间的相对位置正确，减少测量粗差。
2.3使用全站仪测量，可以直接从全站仪上读出两点之间平距和坐标值，既可以消除钢尺丈量距离产生的测量误，同时可以提高放样点的放样的准确性。
2.4使用全站仪测量，利用全站仪的储存和记录功能，可在室内先将所有放样点的坐标输入仪器中，实测量快速调出，减少野外作业时间，提高工作效率。
3、适用范围
适用于椭园形、圆弧等各种形式的弧形建筑，以及各种形式的构筑物的施工测量放线。
4、工艺原理
在计算机AUTOCAD软件中精确绘制建筑施工图的轴线、主要特征点、框架柱等，确定放线坐标控制点，再通过CAD软件中的标注功能对各特征点标注出各点的坐标。在实地测量时，根据确立的测量坐标控制点，使用先进的全站仪，直接输入极坐标进行放线测量。在使用先进仪器、有效测量方式的基础上，基本达到信息化测量要求。
5、工艺流程及操作要点
工艺流程：测量准备 绘制总平面布置图 在CAD图中量测点坐标、制表 定位放线 复核点位
5.1 测量准备
5.1.1 对所有进场的仪器设备及人员进行初步调配，并对所有进场的仪器设备重新进行检定，项目技术负责人对测量人员进行技术交底。
5.1.2 勘察现场实际情况，了解现场四周建筑物位置，有无障碍物，对布设控制点有无影响，影响布设控制点的一定要排除。
5.1.3 向建设单位和监理收集进行测量工作所必须的原始测量资料、施工设计图纸，接收规划单位提供的规划建筑线（如建筑物的四个角点及某条轴线的控制点等）。
5.1.4 由项目木工、泥工班组预制测量工作需要的木桩、钢筋混凝土桩等相关材料。
5.2 绘制总平面布置图
5.2.1 在计算机中安装AUTOCAD软件。根据建筑、结构图精确绘制建筑平面图，图中必须体现出主要建筑轴线、框架柱、特征点等要素。或者直接从设计单位拷贝施工图（如图一）。

建筑平面图（图一）
5.3 在CAD图中标注点坐标，并将所有点坐标转换为施工坐标，绘制出各点坐标列表。
5.3.1 根据绘制的建筑平面图（或拷贝的建筑图）确定现场测量放线需要的主轴线、主控点。一般对称建筑以对称轴线为主轴线，再在主轴线上确立主控点或者以规划建筑线为主轴线。现场坐标控制点采用预制200×200，1.0m长钢筋砼方柱，用混凝土固定，钢管围护。
5.3.2 根据确定的主控点，经过计算对该控制点至各横纵轴线交点的距离和角度进行量测，列表记录。距离为直线距离，以mm为单位；角度以固定方向的角度，精确至秒，经审核无误后，进行外业施测。
5.4 施工现场定点测量
5.4.1 根据建设单位提供的规划建筑线，测量人员使用全站仪，依据总平面图、首层平面图及地下室结构基础平面图，用全站仪的放样功能测定出建筑物主轴线控制桩，自检合格后交由监理单位进行验线。经测绘院验测合格后，测量人员方能进行主控网测设。
主控网布设完后，各横纵轴线交点施测采用全站仪进行，直接输入施工坐标测量点位。各控制线间距离也可全站仪进行检测，经校核无误后进行施测。
5.4.2 由于弧形建筑各基础轴线不同，且点与点之间无法用卷尺进行距离复核，如果设置控制桩，一个基础应有八个控制桩，那么现场的控制桩数量太多，容易引起混乱，不宜采用控制桩办法，因此最好的办法就是直接定出基础承台的四个角点位置。

基础承台示意图（图二）
5.4.3 一般情况下，用全站仪测定基础承台四个角点位置使用的是全站仪放样功能，既要考虑方向又要移动距离，操作时难以掌控，且测量时间长。直接采用轴线法，操作简单，省时。
5.4.4 轴线法就是在估计位置处任意放置棱镜杆，用全站仪测量功能直接测量出棱镜位置的坐标，当测量南北方向的轴线时，只需观测Y值的大小，移动观测值与实际值的差的距离，不必考虑移动方向。同样当测量东西方向的轴线时，只需观测X值的大小，移动观测值与实际值的差的距离，不必考虑移动方向。
5.4.5 ±0.000以上高程传递，采用钢尺直接丈量法，若竖直方向有突出部分，不便于拉尺时，也同样采用悬吊钢尺法。每层高度上至少设两个以上水准点，两次导入误差必须符合规范要求，否则独立施测两次。每层均采用首层统一高程点向上传递，不得逐层向上丈量，且层层校核，因±0.000以上结构采用竖向与横向一次性浇筑施工，在固定的竖向钢筋上抄测结构0.500m控制点，以供结构施工标序控制，且必须校核无误。
5.4.6 内控点竖向投测采用在楼面预留200×200孔，支设模板时便需留孔便于投测，具体定位根据现场实际情况确定。使用激光垂准仪进行测量。各内控投测点测定后，再使用全站仪对各楼层轴线点进行定位点。轴线竖向投测的允许误差见下表：
项 目
允许误差（㎜）
每 层
3
高度（H）
H≤30m
5
30m＜H≤60m
10
60 m＜H≤90m
15
H＞90m
20

5.5 复核点位
5.5.1 在基础测设时以可以以其他控制点对基础内各点位进行复核。
5.5.2 在±0.000以上建筑，则利用平面控制方格网中各内控制点相互交叉复核，复核测量方式与前述测量方式相同。
6. 材料及机具准备
6.1 一台计算机和CAD软件。
6.2 全站仪一套，激光垂准仪一套，通信设备两套以上。
6.3 劳动组织
一般情况下操作人员为以下组成：
序号
工种
人数
工作内容
备注
1
测量工程师
根据工程规模确定人数
现场指挥及调度
精通施工测量知识
2
技术员
绘土及辅助测量
能熟练操作CAD软件
3
测量员
现场测量
能熟练操作全站仪
4
木工
预制砼桩、各式木桩及测量所需辅助材料

5
砼工

7、质量要求
7.1 为保证误差在允许限差以内，各种控制测量必须按《城市测量规范》执行，操作按规范进行，各项限差必须达到下列要求：
7.1.1 控制轴线，轴线间互差
＞20m l/7000（相对误差）；
≤20m　　　　　±3 mm。
7.1.2 各种结构控制线相对于轴线＜±3mm。
7.1.3 标高小于±5mm。
7.1.4 垂直度层高≤8mm，全高1/1000且不大于3mm。
7.2 测量进行
7.2.1 仪器各项限差符合同级别仪器限差要求。
7.2.2 钢尺量距时，对悬空和倾斜测量应在满足限差要求的情况下考虑垂曲及倾斜改正。
7.2.3 标高抄测时，采取独立施测两次法，其限差为±3mm，所有抄测应以水准点为后视。
7.2.4 垂直度观测：若采取吊垂球时应在无风的情况下，如有风而不得不采取吊垂球时，可将垂球置于水桶内。
7.3 细部放样应遵循下列原则
7.3.1 用于细部测量的控制点或线必须经过检验。
7.3.2 细部测量坚持由整体到局部的原则。
7.3.3 有方格网的必须校正对角线。
7.3.4 方向控制尽量使用距离较长的点。
7.3.5 所有结构控制线必须清楚明确。
8、安全措施
严格贯彻执行国家颁发的《建筑安装安全技术操作规范》及《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-86）、《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-88）、《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-2011）。
9 成品保护
9.1 对测量基准点进行维护，一般采用钢管维护，严禁被破坏，主体结构中的控制点同时做好警示标志。
9.2 对于测设的各轴线、标高点，在基础施工时标注于龙门桩上，结构施工时则用油漆刷（喷）于框架柱或剪力墙上。
9.3 仪器必须置于专业仪器柜内，仪器柜必须干燥、无尘土，使用完毕后，必须进行擦拭，并填写使用情况表格。仪器在运输过程中，必须手提、抱等，禁止置于有振动的车上。仪器现场使用时，司仪员不得离开仪器。水准尺不得躺放，三角架水准尺不得做工具使用。
9.4 所有测量资料必须收集整理统一编号，分类装订成册。
10、效益分析
10. 1 精度高：抽测了基础、独立柱基础等总共200个轴线点位，均在规范允许偏差内，基础轴线最大偏差仅5mm，墙、柱、梁轴线最大偏差仅3mm。
10.2 速度快：在完成内业制图及标注、量测、统计后，基础外业测量在一天内完成了。
10.3 经济效益：全站仪的费用比较高，基本要达到上万元甚至几万元，但使用过后相比较经纬仪等在复杂建筑测量中效率将会有明显提高。
10.4 社会效益：通过在计算机AUTOCAD软件中精确绘制建筑施工图，再通过CAD软件中的标注功能对各特征点进行极坐标方式定位。在实地测量时，根据确立的测量基准点，使用先进的全站仪、红外测距仪，直接输入极坐标进行放线测量，基本达到信息化测量要求，得到监理、建设单位的好评。

本工法在椭园形、圆弧形等各种形式的复杂建筑，以及各种形式的构筑物的施工放线、测量中将会有很好的推广前景。
11、工程实例
11.1工程概况
鄱阳湖生态经济区规划展示馆，位于江西省九江市共青城开放区富华山南侧的半岛（富华路以东，中南路以北），其平面轴线尺寸为158.600 m×93.260 m，结构类型为型钢砼结构,总建筑面积为22278.61平方米。负一层标高为-5.000m、-0.300m、0.00m，室内外高差为300。地上三层，地下一层。地上一、二层层高均为6m，地上三层层高为5m。负一层建筑面积为4937.65平方米，一层建筑面积为7206.57平方米、其标高为±0.000m；二层筑面积为4986.56平方米，其标高为+6.000m；三层建筑面积为5147.83平方米，其标高为12.00m。
11.2使用情况
该工程在施工过程中使用的日产托普康全站仪，放样了200个坐标点，所测点的点位误差均在规范允许范围内，基础放样共花两个工作日，各楼层放样时间为四分之三个工作日，内控法使用的是苏一光生产的激光垂准仪，垂直度偏差在规范允许范围内。

测量使用的全站仪

测量时架设棱镜

鄱阳湖生态经济区规划展示馆外形

鄱阳湖生态经济区规划展示馆效果图
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