探讨建筑工程施工测量 肖祥

发表时间:2021/7/19   来源:《基层建设》2021年第9期   作者:肖祥
[导读] 摘要:笔者以自己亲身参与过往的工程项目为例,探讨了建筑施工测量。
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        摘要:笔者以自己亲身参与过往的工程项目为例,探讨了建筑施工测量。旨在与同行探讨学习,共同进步。
        关键词:建筑工程;施工测量;探讨
        工程案例:
        某工程用地14385平方米,总建筑面积为52564平方米,其中地上31422平方米,地下21142平方米,由地下2层,地上18层组成,,建筑高度为77.10米。框架—剪力墙结构。基坑支护方式为旋挖灌注桩+预应力锚索,工程基础桩采用旋挖灌注桩。
        该工程按民用建筑工程设计等级为一级,使用性质及防火要求建筑分类为一类高层综合楼;其耐火等级为地上一级,地下一级。建筑耐久年限类别为3类,使用年限50年以上;抗震设防烈度为7度,人防地下室的抗力等分别为核6级、常6级。地下室防水等级1级(配电房部分的防水等级为1级),混凝土防渗等级为P8,防水混凝土的结构厚度不小于250mm;裂缝宽度不得大于0.2mm,并不得贯通;迎水面钢筋保护厚度不应小于50mm。屋面防水等级为1级,防水层合理使用年限为20年。
        节能要求:外墙外表面平均太阳辐射吸收系数小于或等于0.5,外墙平均传热系数1.18w/(m2.k),平均热惰性指标Dm:3.6。
        该工程施工测量涉及到土建施工等。测量控制工作显得尤为重要。为了确保施工进度和施工精度,提高施测效率,体现科技精神,在测量工作中,将配置先进、精密的测量仪器及相应的数据处理软件,借鉴国内外最新测量控制科研成果,结合施工中建筑物的变形监测信息,采用科学合理的测量技术与方法,确保塔楼的垂直度;同时对测量实行定时、定人,要求在每天早上六点种进行定时测量,从而避免日照、温度对测量工作的影响;设置气象预报员。通过对建筑物的空间几何解析,建立空间点位的数据库,从外业的数据采集、放样,到内业的数据处理、成果分析,实现测量的智能化、数字化和程序化。
        一、控制网测设
        为保证总体工程和各分项工程测量工作的统一性、完整性和延续性,本工程建立统一的平面控制网和高程控制网,控制网分为两级。第一级为长期保存高精度整体控制网,第二级为配合各项工程施工的半永久性施工控制网。
        高精度整体控制网的布设
        根据场区平面规划和招标人提供的测量基准点(红线桩或城市导线)为依据。建立场地平面控制网。首级高程控制借用平面控制网的桩点,进行布设。这两个控制网是工程整体控制和变型监测的依据和基准,用以保证各单项工程之间的连贯性和统一性。
        施工控制网的布设
        施工控制网是根据施工进度分不同阶段进行测设。它的布设原则是要满足相关施工细部测量或施工控制的要求,全面覆盖。其网形依具体使用对象而定。建筑施工平面控制网为矩形网,采用场地坐标系,市政管线施工控制网为导线网,采用城市坐标系。
        1、控制网的精度设计
        平面设计网的技术指标见下表:
        控制网主要技术指标
        一级高程控制网的技术指标按国家二等水准测量的精度要求进行引测,相邻两点高程误差要求小于±0.1mm。二级高程控制网的技术指标按国家三等水准测量的精度要求进行引测,相邻两点高程误差要求小于±1.0mm。引测方法采用附和或结点水准测量。
        2、首级控制网测设
        平面控制网测设在满足规划主要条件的前提下,根据红线桩用坐标测量的方法首先测设出中心点KO;用全圆归零测法依次定出KN、KW、KS、KE的方向点位;依次测量相邻两点的距离及∠KN、∠KW、∠KS、∠KE的角度值;根据观测数据对控制网进行严密平差;根据平差结果对桩点进行修正。首级高程控制采用精密数字水准仪附合水准测量进行引测;引测校核精度合格后,根据观测数据对高程控制网进行严密平差;根据平差结果对桩点高程进行修正。
        3、控制网的精度保证措施
        高精度控制网的精度保证的关键是其桩点的长久稳定性的保持。因此其埋设要按照国家二级变形监测基准点位的要求进行。对于施工控制网,其控制点位不可避免的会存在依位现象,因此在使用期间要定时的对其进行校测,平差后解算出每个点位数据修正值。此项工作每月进行一次。
        4、桩点的设置
        首级平面控制桩基准点应布设在无变形影响的区域;半永久性二级平面控制桩基准点应布设在变形影响较小的区域;监测点应设在变形量大,应能确切反映变形量和变形特征的位置;对于使用时段较短或精度要求较低的控制桩可采用木桩;水准基点借用平面控制桩。
        混凝土桩直径0.5m,桩顶标高为场地设计标高下0.3m,顶部预埋100mm×100mm×6mm钢板,点位中心镶嵌φ1mm铜芯,在桩顶面的角上设水准点,水准点高出钢板5~10mm,一级网埋深不小于2m,二级网埋深不小于1m。控制桩四周用钢管做1500×1500的防护栏和醒目的标记,确保桩点不被压盖、碾轧、扰动,要保持控制桩间的通视。
        5、标识
        所有控制桩点、监测点均设标识牌,牌中注明桩点的名称、精度等级、点号、数据及管理单位;对于细部测设的点位、线段用油漆进行标识,注明其性质和相关数据。
        二、建筑施工测量
        1、建筑物定位及施工控制网的测定
        建筑物定位和施工控制网以首级精密控制为依据,采用极坐标或直角坐标的方法进行。在控制网中应包含重要点位和重要轴线;要和主要轴线保持平行关系;要保证每施工流水段中至少有四条两两相交的控制线。高程控制点布设以保证施测为原则。
        2、轴线的投测与精度设计
        土方及结构施工阶段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,在两个控制桩上进行。每个待测面至少要投测3个控制点。使用前应做角度、距离校核,经校核无误后,方可在该平面上放出其它相应的设计轴线及细部线。为便于测设,每个施测面的控制点应保持上下一致。
        ±0.000以上结构施工阶段亦可使用激光铅直仪内控法进行竖向传递控制。内控点设在±0.000处,内控点的间距控制在30m左右,每个施工流水段内不少于3个。控制点在选点时要避开梁、柱托及构造上有特殊要求的部位;要保证通视,便于丈量。内控点必须连测,平差后才能使用。
        采用全站仪坐标放样法投测施测面上控制点的测设精度按Ⅰ级平面控制实施,测角中误差为±9",边长相对中误差1/25000,相邻两点的距离误差不大于±2.5mm。在施测面上局部临时加密的控制点相对精度为测角±10",量距1/20000。内控点的相对精度不低于1/20000。
        3、高程的投测与精度设计
        以首级水准控制点为依据,用精密水准仪采用三等水准测量的方法,将高程引测至基坑边的临时水准点处。
        在基坑边寻找一个可垂直传递高程处,搭设一固定支架,将钢尺一端固定在支架挂钩上用重锤锤吊而下。
        采用两台水准仪一上一下同时测量。上面的一台水准仪将临时水准点的高程传递至钢尺上。下面的一台水准仪将钢尺上的高程传递至施工层上。
        砼浇注过程中,应随时将各标高点拉线,检查找平,此外工作面上也架设一台激光扫平仪随时动态地进行监控,发现问题,及时改正,将砼顶面标高偏差值控制在±10mm以内。
        常规要求
        采用先整体后局部、高精度控制低精度的工作程序,科学、合理、简捷的测量方法,坚持测算工作步步有校核的工作方法,为施工提供可靠的测量保障。
        对于平面控制网、高程网采用条件平差进行误差调整,对细部轴线等碎部区域测量误差采用现场直接平差进行调整。
 
        地下结构高程传递示意图
        测量记录要原始真实,数字正确,内容完整,字体工整,不允许涂改、转抄。细部平面位置线包括:轴线;柱(墙)结构边线;柱(墙)控制线(借线),门窗洞口位置线。控制线距结构边线的距离统一为300mm。
        细部高程控制包括:一米标高线或整米数标高线;结构施工标高控制点。
        墨线的宽度小于1.5mm,墨线的挠度小于1mm。对控制点、控制线及其它关键点线用油漆进行标识。
        各分项工程高程控制
        钢筋工程
        利用往返观测将工作基点的引测至柱竖向钢柱上,此项工作的精度不得低于水准网的精度要求,此工作经复测无误后,交给工长作为整个施工层标高控制的依据。工长在进一步引测过程中,层间偏差值不得超过±3mm的要求。
        现场标高点用红或蓝胶带纸进行标识,应注意胶带纸上下边的统一。在绑扎门窗洞口过梁时,可用5m钢卷尺将标高在向上传递,拉尺过程中应保持立筋垂直,以免造成立筋垂直偏差过大,而导致出现过梁钢筋偏低的质量问题。
        工长在过程控制中,应注意检查以下部位标高情况:梁梁接头钢筋的顶标高,看是钢筋否有保护层,锚入本楼层的墙筋顶标高,电梯井下口上部筋顶标高等。
        模板工程
        板底模支设高度是依据测设于脚手架立杆的标高点,所以测设脚手架立杆的标高点是模板工程标高控制的着重点。
        测设时可选择位于满堂脚手架的角点、中间点底部稳定可靠、垂直的的立杆,将标高测设其上,扶尺人员是注意标高的上方是否有扣件、横杆阻碍标高点向上的传递。然后有红或蓝胶带纸做统一的标识。测设完毕后可沿立杆向上传递,定出水平杆的标高点,利用细线将各标高点连线,检查合格后,(连线应重合,偏差值小于3mm)可将此细线作为其它脚手架搭设的依据。
        待部分板模铺设完成后,可将水准仪架设其上,检查模板面标高、平整度以及相邻两块模板的高低差。若发现问题,现场改正,直至符合下表的要求:
        现浇结构模板安装允许偏差值
        工长在过程控制中,应注意检查以下部位标高情况:吊模侧模底标高,外墙模板标高是否低于砼顶面标高,跨度不小于4m梁、板跨中标高是否按要求起拱,电梯井底模,焊接预埋件标高高差等。
        混凝土工程
        工作重点:控制板混凝土顶面标高。
        待板底模铺设完成后,即可将水准仪架设其上,将距砼面500mm的控制标高测设在剪力墙竖筋及暗柱立筋上,测设标高的数量应保证每面墙上有一标高点
        施工测量质量保证措施
        测量工作是项目施工管理的一项重要工作,测量工作准确与否,直接影响工程的使用功能及顺利交验,同时也是项目创优工作的必要保证。在整个测量过程中应认真贯彻落实项目测量管理运行程序、质量管理组织体系及质量过程控制。
        准备工作
        所有进入现场的测量器具无论是否经过计量检定,均重新到指定的计量检定部门进行检定;与建设方办理交接桩手续;检核红线桩和水准点;承担测量工作的单位和个人应具备相应的执业资质;编制测控布置;建立测量数据库;对测量人员进行技术交底。
        附表仪器配备表
        组织管理
        现场成立测量小组,由现场经验丰富的测量工程师担任组长,下设测量人员若干名,负责区域内场地的总体测量控制和复核,定期检查施工测量定位情况,并积极配合各专业分包单位对控制点的使用和复核。
        附表测量组织机构表
        数字化测量、管理
        本工程在测量工作中将全面使用电子测量仪器和计算机。数据计算、数据传输、数据采集、内外业计算、成果输出全面使用计算机管理,以数字化测量模式取代传统的常规测量模式。在平面测量过程中主要采用全站仪进行。高程控制和沉降观测采用数字水准仪进行。对于比较简单的细部测量亦可采用常规测量方法。
        验线
        验线工作由规划验线、监理验线和施工单位的主管部门验线三级组成。建筑物位置、建筑高度等纳入城市规划管理的项目由规划部门负责;施工、安装测量控制的重点部位和关键环节由监理单位负责;施工、安装测量控制的常规验线由施工单位负责。相互重叠的各级验线工作应尽可能的同步进行,以缩短工作时间。验线工作与放线工作要做到人员、仪器和测量方法三分开,独立进行。验线的精度要高于放线。严禁验线与放线同时进行。在施工工序安排上要给验线留出必要的时间,严禁不经验线就擅自施工的现象发生。验线工作按精度级别和难易程度由专业验线组和质检员分别负责。平面和高程控制、主轴线投测、传高传递、曲线、中线测量等关键部位由专业组负责验线,其余由质检员负责验线。验线工作必须有下道工序的工长参加,并填写交接单。
        4、楼层测量放线、标高控制
        楼层轴线控制:随着结构的升高,要将首层的轴线逐层往上投测,作为施工的依据。此时建筑物主轴线的投测最为重要,因为它们是各层放线和结构垂直度控制的依据。尤其是高层建筑施工中对竖向偏差的控制更高,所以轴线竖向投测的精度和方法就必须与建筑适应,以保证工程的质量。轴线竖向传递的方法主要有外控法和内控法。其中外控法主要的就是利用经纬仪,将其安放在轴线控制桩或轴线延长线上,严格对中整平,然后将轴线投测到施工楼层上。这种方法有几个缺点,一是由于现在建筑比较密集而且较高,使得经纬仪投测时的仰角较大,操作不方便。二是这种方法受外界条件影响较大,比如温度、风力、能见度等,其误差也比较大。内控法就是在首层地面上埋设轴线点的固定标志,轴线点之间构成矩形或十字形。然后利用吊线坠法活垂准仪将轴线向上传递到施工楼层。内控法主要注意轴线点的保护,各楼层轴线投测预留洞的通畅。轴线点必须不得少于3个。吊线坠法虽然经济又简单,但是精度不是太高而且投测时费时费力,所以现在大多采用垂准仪法。垂准仪法就是利用能够提供铅垂向上(或向下)视线的专用测量仪器,进行竖向投测。用垂准仪法时,当建筑达到一定高度时,可以精确的投测轴线点,作为继续往上传递的起始点。不管使用哪种方法进行轴线的传递,在轴线传递到施工楼层后,都必须进行轴线点的校核,符合要求后才能依据楼层平面图进行轴线及细部线的测设。在建筑物的标高、轴线竖向传递过程中,应注意首层、标准层、顶层其标高、轴线的不同。
        标高控制:在建筑物施工中,要由下往上将标高传递到新的施工楼层,以便控制新的楼层的施工,使其标高符合设计要求。在现场施工中标高竖向传递的方法主要有钢尺直接测量、悬吊钢尺法、全站仪三角测量等。钢尺直接测量就是用钢尺结构外墙、边柱或楼梯间,由底层某一确定标高向上竖向量取设计高差,即可得到施工层的设计标高。用这种方法传递高程时,应由三处底层标高向上传递,以便于校核。由底层传递到上面同一施工层的几个标高点,必须用水准仪进行校核,其误差应不超过3mm。合格后以其平均值作为该层的控制标高。如果建筑物超过一尺段(40m),可每隔一个尺段的高度,精确测设新的起始标高,作为继续向上传递高程的依据。
        结语
        工程测量贯穿于整个建筑施工过程中,建筑工程在施工前需要将设计图纸上的建筑物测设到现场,为了保证工程质量施工过程中也必须进行施工测量,工程竣工后为了给日后的扩建和维修提供可靠依据也要进行测量,对建设工程的质量和工期有着直接影响。在进行施工测量时,测量人员应当应当细心严谨,并严格按照国家的规范要求进行测量,尽量避免人为因素造成的测量失误。此外,还应当定期对测量仪器的精度进行校定和对测量数据进行审查,保证测量数据准确性。
        参考文献
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