工程测量方案---国家大剧院

工程测量方案国家大剧院工程是一个标志性建筑。该工程占地面积较大、基础较深，较大跨度钢结构壳体安装，以及考虑到该建筑及毗邻建筑的重要性，从面使该工程的测量工作较其它工程尤为重要。采用常规测量方法，无法完全有效的保证施工测量的精度，因此在该工程中我们不仅要采用常规的测量仪器和方法，更要大胆采用新技术、新设备。在钢结构安装测量及沉降变形测量方面采用了较为先进的测量仪器，并将三维工业测量技术和近景摄影测量等技术应用到该工程。第一节工程施工测量一、平面控制网测设一场区平面控制网布设原则1.平面控制应先从整体考虑，遵循先整体、后局部，高精度控制低精度的原则；2.布设平面控制网形首先根据设计总平面图，现场施工平面布置图；3.选点应选在通视条件良好、安全、易保护的地方；4.桩位必须用混凝土保护，需要时用钢管进行围护，并用红油漆作好测量标记；二场区平面控制网的布设及复测由于该工程占地面积较大，根据总平面图利用LeicaTCA2003全站仪(测角0.5”，测距1+1PPM)，从高级起算点在场区布测一条闭合或附合导线，然后采用极坐标法，定出建筑物纵横两条主轴线，经角度、距离校测符合点位限差要求后，作为主场区首级平面控制网（图1）。主场区南北两侧地下室的平面控制应与主场区首级平面控制同时进行，并要进行相互校核。场区平面控制网的精度等级根据《工程测量规范》要求，控制网的技术指标必须符合表1的规定。表1等级测角中误差(″)边长相对中误差一级±51/30000三建筑物的平面控制网首级控制网布设完成后，建立建筑物平面矩形控制网（图2）。建筑物平面矩形控制网悬挂于首级平面控制网上。图1场区首级平面控制图2场区平面轴线控制三、高程控制网建立一高程控制网的布设原则1、为保证建筑物竖向施工的精度要求，在场区内建立高程控制网。高程控制的建立是根据甲方提供的场区水准基点（至少应提供三个），采用ZeissDINI10电子水准仪（精度0.3mm/km往返测）对所提供的水准基点进行复测检查，校测合格后，测设一条附合水准路线，联测场区平面控制点，以此作为保证施工竖向精度控制的首要条件。2.高程控制网的精度，不低于三等水准的精度。3.在布设附合水准路线前，结合场区情况，在场区与甲方所提供的水准基点间埋设半永久性高程点，埋设3-6个月后，再进行联测，测出场区半永久性点的高程，该点也可作为以后沉降观测的基准点。4.场区内至少应有三个水准点，水准点的间距应小于1公里，距离建筑物应大于25米，距离回土边线应不小于15米。2.水准测量应符合下列规定：(1)、水准线路应按附合路线和环形闭合差计算，每千米水准测量高差全中误差，按下式计算：MW=式中MW----高差全中误差(mm)：W------闭合差(mm)：L------相应线路长度：N-------附合或闭合路线环的个数。（2）国家二等水准测量要求四、±0.00以下施工测量一轴线控制桩的校测1.在建筑物基础施工过程中，对轴线控制桩每半月复测一次，以防桩位位移，而影响到正常施工及工程施测的精度要求。2.采用测量精度2”级、测距精度2mm+3ppm的全站仪，根据首级控制进行校测。校测无误后，再根据轴线控制网对其承重的桩基础进行检测，符合桩基础施工规范要求后方可进行下步工作，否则应将检测结果报有关技术部门及监理单位。二轴线投测方法1.首先依据场区平面轴线控制桩和基础开挖平面图，测放出基槽开挖上口线及下口线，并用白石灰撒出。当基槽开挖到接近槽底设计标高时，用经纬仪分别投测出基槽边线和集水坑控制轴线，并打控制桩指导开挖。2.待垫层、底板打好后，根据基坑边上的轴线控制桩，将T2经纬仪架设在控制桩位上，经对中、整平后、后视同一方向桩(轴线标志)，将所需的轴线投测到施工的平面层上，在同一层上投测的纵、横轴线不得少于2条，以此作角度、距离的校核。一经校核无误后，方可在该平面上放出其它相应的设计轴线及细部线。并弹墨线标明作为支模板的依据。模板支好后，应用两经纬仪架设在两条相互垂直的轴线上检查上口的位置。在各楼层的轴线投测过程中，上下层的轴线竖向垂直偏移不得超过4mm。对电梯井位的平面控制，在测量放线中是一个该注意的问题，在电梯井位附近设置纵、横控制轴线各一条,确保电梯井平面位置的正确性。施工放样技术要求如下表4：表4建筑物结构特征测距相对中误差测角中误差(²)测站测定高差中误差(mm)起始与施工测定高程中误差竖向传递轴线点中误差(mm)钢混结构1/20000516mm43.该工程-20.00米以下的基础施工采用经纬仪方向线交会法来传递轴线、引测投点误差不应超过±3mm，轴线间误差不应超过±2mm。-20.00米以上，可采用轴线交会法或内控法。在-20.00米层适当的平面位置测设轴线控制点，作为该平面层以上层面轴线控制的依据。采用激光准直仪向上传递轴线平面位置。4.内控法轴线投测–20.000米层验收后，应将控制轴线引测至建筑物内。根据施工前布设的控制网基准点及施工过程中流水段的划分，在各建筑物内做内控点（每一流水段至少2-3个内控基准点），埋设在首层相应偏离轴线1米的位置。基准点的埋设采用10cm×10cm钢板，钢针刻划十字线，钢板通过锚固筋与首层楼面钢筋焊牢，作为竖向轴线投测的基准点。基准点周围严禁堆放杂物，向上各层在相应位置留出预留洞(15cm×15cm)。图3内控法基准点埋设竖向投测前，应对钢板基准点控制网进行校测，校测精度不宜低于建筑物平面控制网的精度，以确保轴线竖向传递精度。轴线竖向投测的允许误差：高度(m)允许误差(mm)每层3H£30m530mH£60m10轴线控制点的投测，采用激光准直仪，先在底层基点处架设激光准直仪，调校到准直状态后，打开激光电源，就会发射和该点铅垂的可见光束。然后在楼板开口处用接收靶接收。通过无线对讲机调校可见光光斑直径，达到最佳状态时，通知观测人员逆时针旋转准直仪，这样在接收靶处就可见到一个同心圆（光环），取其圆心作为向上的投测点，并将接收靶固定。同样的办法投测下一个点，保证每一施工段至少2-3个点，作为角度及距离校核的依据。控制轴线投测至施工层后，应组成闭合图形，且间距不得大于所用钢尺长度。施工层放线时，应先在结构平面上校核投测轴线，闭合后再测设细部轴线。5.在施工过程中，每当施工平面测量工作完成后，进入竖向施工，在施工中，每当柱浇筑成形拆掉模板后，应在柱侧平面投测出相应的轴线，并在墙柱侧面抄测出建筑1米线或结构1米线。(1米线相对于每层楼板设计标高而定)，以供下道工序的使用。6.当每一层平面或每段轴线测设完后，必须进行自检、自检合格后及时填写报验单，报送报验单必须写明层数、部位、报验内容并附一份报验内容的测量成果表，以便能及时验证各轴线的正确程度状况。基础验线时，允许偏差如下：L30m允许偏差±5mm三±0.00以下结构施工中的标高控制1.高程控制点的联测在向基坑内引测标高时，首先联测高程控制网点，以判断场区内水准点是否被碰动，经联测确认无误后，方可向基坑内引测所需的标高。2.±0.00以下标高的施测为保证竖向控制的精度要求，对每层所需的标高基准点，必须正确测设，在同一平面层上所引测的高程点，不得少于三个。并作相互校核，校核后三点的较差不得超过3mm，取平均值作为该平面施工中标高的基准点，基准点应标在塔吊或护坡桩的立面位置，根据基坑情况。设置在护坡桩侧面，所标部位，应先用水泥砂浆抹成一个竖平面，在该竖平面上测设定施工用基准标高点，用红色三角作标志，并标明绝对高程和相对标高，便施工中使用。3.待模板支好检查无误后，用水准仪在模板内壁定出基础面设计标高线。柝模后，抄测结构1米线，在此基础上，用钢尺作为向上传递标高的工具。五、±0.00以上施工测量一平面控制测量对于局部层的建筑物±0.00以上的轴线传递，采用经纬仪方向交会法(外控法)，对于不能采用经纬仪方向交会法的层面应采用内控法。在建筑物-20.000米内测设轴线控制点上架设激光指向仪，向上传递轴线平面位置。二支立模板时的测量1.1.中心线及标高的测设拆模后，根据轴线控制点将中心线测设在靠近柱底的基础面上，并在露出的钢筋上测设标高点，供支立柱子模板时定位及定标高使用。2.2.柱子垂直度检测柱身模板支好后，先在柱子模板上端标出柱中心点，与柱下端的中心点相连并弹出墨线。将两台经纬仪架设在两条相互垂直的轴线上，对柱子的垂直度进行检查校正或用垂球法。3.3.柱顶及平台模板抄平柱子模板校正好后，选择不同行列的2-3根柱子，从柱子下面已测设好的1米线标高点，用钢尺沿柱身向上量距，引测2-3个相同的标高点于柱子上端模板上。在平台上置水准仪，以引测上来的任一标高点作为后视，施测各柱顶模板标高，并闭合于另一点作为校核。三高程的传递在第一层的柱子和平台浇筑好后，从柱子下面的已有标高点（通常是1米线）向上用钢尺沿柱身量距。1.标高的竖向传递，应用钢尺从首层起始高程点竖直量取，当传递高度超过钢尺长度时，应另设一道标高起始线，钢尺需加拉力、尺长、温度三差改正。2.每栋建筑物应由三处（选择三个内控点）分别向上传递，标高的允许误差见下表：高度(m)允许误差(mm)每层±3H£30m±53.施工层抄平之前，应先校测首层传递上来的三个标高点，当较差小于3mm时，以其平均点引测水平线。抄平时，应尽量将水准仪安置在测点范围的中心位置，并进行一次精密定平，水平线标高的允许误差为±3mm。第二节钢结构安装测量国家大剧院巨大的椭圆形壳体安装测量是一项非常重要的测量工作，如何采用先进的测量技术将整个壳体按照设计图纸准确无误地安装就位，将直接关系到工程的进度和质量。在壳体安装测量前应建立较高精度的安装测量控制网（一级建筑控制网）。要求测角中误差±5″，边长相对中误差1/30000。以下分别介绍地脚螺栓的埋设及肋梁安装测量。一、地脚螺栓的埋设(1)平面位置测量测定平面位置时，将两台经纬仪架设纵横轴线控制基准点上,后视同一轴线对应的控制基准点，将轴线投测到与地脚螺栓定位板面同高度的木方子上并用红色三角标记,将其与定位板上纵横柱定位轴线比较，根据偏差情况，调整定位板,使得定位板的纵横轴线与两台经纬仪投测的轴线完全重合为止，定位板的纵、横轴线允许误差为0.3mm。在灌注基础混凝土前，检查定位板上的纵横轴线,与设计位置的允许误差为0.3mm。相邻柱中心间距测量误差为1mm,第一根钢柱至第n根钢柱间距的测量允许误差为mm，量距时，采用一级钢尺并加上尺长、温度、垂曲三项改正。在混凝土浇筑完后初凝前，应检测定位板上的中心线，如发现偏差，应即刻校正，直至符合精度要求为止。(2)地脚螺栓标高测量方法地脚螺栓标高测量采用DS1水准仪从高程控制点直接引测到辅助安装的木方子上，用红油漆作好标记，根据引测的标高点，调整定位板的高度到设计位置，标高测量的允许误差为±1mm。二、肋梁安装测量对于肋梁的拼装及安装测量，我们拟采用以下两种方案中的一种。当然我们也考虑到采用近景摄影测量的方法，但这种方法后处理时间较长，不能完全实时进行测量数据的处理。（当然，摄影测量技术用于壳体的变形监测也未尝不可）。方案一全站仪三维测量1、1、坐标系的建立如图所示，在待测物方任取A、B两点，将其在水平面（取仪器三轴交点处的水平面）内投影点的联线为X轴方向，仪器中心为坐标原点，过原点在水平面面内垂直于X轴的方向为Y轴，垂直于XY平面的轴为Z轴，构成右手直角坐标系。b．测量原理全站型电子速测仪（简称全站仪）是具有测距、测角能力的先进仪器，因此根据极坐标法测定物点的三维坐标为全站仪三维测量系统提供了理论依据和技术保障。设在O点的全站仪测得A、B两点的距离分别为SA、SB，天顶角为VA、VB，水平角为ɑA、ɑB，由图4-1可得A、B两点在O-XYZ坐标系下的坐标为：式中、β为OA方向与Y轴之间的夹角由于A、B两点的水平投影在X轴方向上，则有YA=YB，即:由此可求得由上式可以看出，β值取决于仪器中心及选取的A、B两点的位置关系，解求β的工作也即完成了全站仪三维测量系统的定向。对于物方空间的任意点P在上述坐标系中的坐标