摘要:异形构建筑物的测量施工是建筑工程界的一大难题,多向曲面弧形复杂,轴线精确控制难,稍有偏差,将造成结构弧形段连接不流畅,影响到整体建筑外轮廓的美观性。所以我们在异形结构的测量施工中,通过采用先进的测量定位控制技术和测量设备,对异形结构进行精密测量,保证质量。鉴于此,本文主要分析异形高层建筑物施工测量技术。
关键词:异形建筑;高层建筑;施工测量
中图分类号:TU745文献标识码:A
1、引言
当今建筑业科技发展日新月异,人们对建筑物的要求不仅局限于其坚固性、实用性和经济性,还将其作为一种建筑艺术,使其符合不同的美学要求。本项目满足业主对建筑物的精美造型要求,根据建筑物的外形轮廓设计,制定严格的测量方案,以提高测量精度,使异形结构在满足设计要求的同时又保证施工进度和施工质量达到合同既定目标。
2、工程概况
欣贺研发设计中心:位于厦门市湖里高新科技园区创新路与安里路交汇处。
本项目为办公建筑,地上9层,地下2层,共11 层,建筑高度:45.5米。地下二层设人防区,地下一层为停车区,地上1-2 层为商业,3-9 层为办公区。
建筑消防类别:一类高层公共建筑
结构形式:钢筋混凝土结构框架加局部钢结构
结构使用年限:50 年
本工程设计标高±0 相当于绝对标高10.1m。副楼地基采用桩径0.5m预制管桩,主楼采用大直径钻孔灌注桩;地下室底板采用0.8m厚筏板基础,承台厚度为1.5〜2.5m。地上砼结构围绕中庭向6个方向伸展6个花瓣形核心筒。柱、梁板为框架砼结构,局部采用柱、梁钢骨砼结构。
3、施工测量难点分析
(1)该工程占地面积大、造型复杂,平面设计不规则,采用了大量的花瓣曲线结构。6个核心筒,每个都是独立的轴网系统。6个轴网相交于中庭形成一个桃形的天井。涉及到土建施工、钢结构安装等,测量的难点在于钢结构的安装和圆弧曲线的测设以及占地面积大,不利于测控等,所以,测量控制工作显得尤为重要。
(2)结构测量难点主要有:结构跨度大且复杂;现场通视条件差;空间定位困难;结构层外轮廓线都是不规则的曲线,平面定位困难。对于钢结构安装阶段的测量主要分为两个阶段,第一阶段为对混凝土柱的定位复测和主结构的定位放线,第二阶段为钢结构安装工作中对构件空间就位的测量和校正。两个阶段都面临的最大难点是;测量控制点只能布置在地面上,因此无论在哪个位置通视条件都非常差,加上受施工场地的局限,测量控制点在布置时不能离开现有的施工场地。所以必须采取最有效的测量控制点布置方式来控制整体结构的安装精度。
(3)结构安装阶段测量任务繁重,并且测量的数据统计很难寻找出控制的方向,给现场的校正工作带来很大的麻烦。为保证所有构件的精确定位,必须有整体的测量控制网作精度保证,并且将每根构件的实际安装位置记录在册。
(4)施工条件的影响:由于本工程为了加快施工进度,采用分区流水施工的方法,因而各区的施工流水周期短、节奏快,且施工区段快慢不一。同一结构层中分区段多次测量放样,通视条件受到影响,交接的圆弧曲线特多,轴线控制要求高,轴线稍有偏移,会造成结构连接不流畅、起折,影响外部的整体效果。
4、异形高层建筑物施工测量措施分析
4.1、结合本工程特点,项目部经多方论证,制定了制定严格的测量施工方案和详细的测量施工作业流程。设置专业测量组和复测检验机制,测量工程师对现场测量工作实行统一管理。
4.2、主楼轴线垂直传递和措施
(1)本工程轴线控制网由A〜V 轴/1〜23 轴构成,主要矩形控制网、1个同圆心的圆型、6个不同圆心构成的圆弧及6个与主要矩形控制网相交叉的核心筒控制网联合构成,轴网错综复杂,内部控制采用多点位内外连测法以确保平面控制精度。
(2)用天正CAD绘图软件绘制放样图,建立坐标系,计算内控点的坐标,并计算4个内控点的几何关系,标注于图上。由于主楼内轴网交错,在楼板各放样线的交汇处设置小三角形检验区,只需量取三角形尺寸就可计算主轴线放误差,方便快捷省时省力。
(3)用激光垂直仪进行内控点的垂直传递。采用双仪器法以提高测量精度。其方法是:每一个内控点向上引测时、用两台激光垂直仪分两次投测,两次投测有误差时(误差3mm内),应进行平差修正,当两次投测误差大于3mm时,采取重测措施,以确保垂直精度。
(4)内控点投测至上层施工作业面后,利用全站仪进行边角测量、坐标测量,当测量精度距离误差大于3mm,测角误差大于±8˝时,应对误差进行计算分析,修正误差。当测量精度距离误差大于5mm,测角误差大于±15˝时,采取重测措施,以确保垂直精度。
(5)根据现场已建立的首级测量控制网,将根据钢结构的特点,进行测量控制点的加密和精度复测。钢结构测量网的建立主要为满足钢结构安装期间,对钢结构构件的测量定位要求,根据测量定位的三维坐标要求,在实施测量操作时,将三维坐标分解为一个平面控制和一个高程控制的原则,进行构件的定位放线和就位校正。控制网的精度为量距1/40000,测角±8˝,相邻两点间的距离误差≤±1mm。
首节钢柱的安装和校正 对于首节钢柱的安装,保证第一节的柱顶标高一致是至关重要的。为 了便于控制钢柱的安装标高,将+50cm 控制线画在钢柱上。(注意:要从柱 顶往下量,将加工误差放在柱底)。
4.3、外立面圆弧线曲线测量放样
(1)放样前建立BIM、CAD坐标网和放样图。准确计算圆弧的半径和圆心坐标并将数据导入全站仪中,在施工现场可快速调取数据进行放样工作。圆弧线曲线放样;计算圆心、起点和终点坐标,并计算曲线参数,采用全站仪的曲线放样功能进行放样,圆弧线和曲线也可用“弓弦矢高法”和“圆规法”行进施工放样。圆弧线曲线放样点越密侧圆弧曲线的衔接越流畅。
(2)主楼按后浇带划分为多个区域施工,各区域之间流水作业,多点内控是为每个区域在测量轴线定位时可以与周边定位点形成通视,对可测区域的弧形圆心进行坐标定位,以控制墙柱及圆弧结构的边线,也是用于复核结构边线的方法之一。
(3)弧形结构采用全站仪定位弧线的边节点,确定弧形的尺寸;在现场实际测量中对每条弧形部位选取坐标进行复核。复核的工作可由测量机器人完成,其方法是通过手机、电脑等设备选取BIM 模型中所需放样点,利用测量机器人发射红外激光自动照准现实点位,将 BIM 模型精确、实时地反应到施工现场,并将现场异形结构的实际坐标点与 BIM 模型的坐标点进行对比,对产生的误差进行分析,以保证本工程异形结构施工的精度。
(4)弧形结构的底部模板按照BIM模型放样加工制作,施工现场以放样点为参照依据进行安装,侧模按照底模的放样弧度进行安装。保证本工程异形结构施工的精度。
(5)利用3D扫描仪辅助放样、复核,将3D扫描仪运用于模板工程、砌体及抹灰工程、机电工程、幕墙工程的复测工作。
5、结束语
上述的施工测量技术,不仅适用于规则建筑物的施工测量,在不规则或异形高层建筑物的施工测量中更具有灵活性,对今后类似工程的施工测量具有一定的借鉴作用和指导意义。
参考文献:
[1]梁智勇,郭军.基于三维激光扫描技术对异形建筑物立面测量的应用[J].测绘工程,2020,29(04):70-72+76.
[2]何佳,黄育龙,张献州.异形高层建筑物施工测量技术[J].城市勘测,2007(02):85-88.