第十二章 工业与民用建筑工程施工测量

土木工程测量CivilEngineeringSurvey授课陈哲第十二章建筑工程施工测设12.1建筑场地施工控制测设在建筑工程施工之前，勘测阶段建立的控制网是为测图布设的，通常难以满足施工对控制点密度和精度的要求。因此，施工前必须建立施工控制网，它包括平面控制网和高程控制网。施工控制网是施工阶段构件测设定位的基础。施工平面控制网的布设形式，可根据建筑物体量、场地大小和地形条件等因素来确定。对于大中型建筑场地，在建筑物布置整齐、密集时，宜采用正方形或矩形格网，称为建筑方格网（grid）。对于面积不大，建筑物又不复杂的场地，则通常采用建筑基线（baseline）。《中华人民共和国国家标准·工程测量规范GB50026-93》规定：场区平面控制网的等级和精度，应符合下列规定：1、建筑场地大于1km2或重要工业区，宜建立相当于一级导线精度的平面控制网；2、建筑场地小于1km2或一般性建筑区，可根据需要建立相当于二、三级导线精度的平面控制网；3、当原有控制网作为场区控制网时，应进行复测检查。场区的高程控制网，应布设成闭合环线，附合路线或结点网形。高程测量的精度，不宜低于二等水准的精度。场地水准点的间距，宜小于lkm。距离建筑物、构筑物不宜小于25m，距离回填土边线不宜小于15m。12.1.1建筑基线1、建筑基线布设形式建筑基线应平行或垂直于主要建筑物的轴线，较长的基线尽可能布设在场地中央。根据建筑物的分布和地形状况，建筑基线可布置成三点直线形、三点直角形、四点丁字形等多种形式。在不受施工影响的条件下，建筑基线应尽量靠近主要建筑物，且相邻基线点之间应通视良好。为了便于点位校核，基线点的数目应不少于三点；纵横基线应相互垂直。如果需要，还可在上述图形的基础上加设几条与之连接的纵横短基线，组成多点阶梯形。2、建筑基线的测设建筑基线可以根据场地已有的控制点，按平面点位测设的一般方法进行现场定位。以下以最常见的直线形基线为例，说明基线主点测设后的校核方法。假定AOB为某建筑场地总平面图上所选定的建筑基线，OA、OB的距离分别为a、b，现已根据测图阶段的控制点完成基线主点A′、O′、B′的概略位置测设，得到、和（如图）。由于测设误差，三点可能不在一条直线上。因此，需在O点安置经纬仪，精确测定∠AOB的角值β。若与180°之差不超过对应精度等级规定的限值(如±20″)，则接受既定位置；否则，应对点位进行横向调整，直至满足要求为止。调整的方法是：假定三个点位测设时误差概率相等，则三个点的修正距离绝对值均相等，于是A′和B′修正的距离相等，且与O′点修正的距离大小相等，方向相反。在此假定基础上，经过几何分析，各点横向移动的改正值δ可以按下式计算：(180)2062652()βabδab横向调整后，精密量取OA和OB距离，若实量值与设计值之差不超过对应精度等级规定的限值(见表)，则接受既定位置；否则，应以O点为准，按设计值纵向调整A和B点位置，直至满足要求为止。一般情况下，城市规划部门在项目施工前已将项目的建筑红线测设于实际地面，并且大多数是正交的直线。于是，基线测设可以按建筑红线的地界桩为基础，按平面点位测设的一般方法进行。12.1.2、建筑方格网1、建筑方格网的布设首先应根据设计总图上各建筑物、构筑物、各种管线的位置，结合现场地形，选定方格网的主轴线，然后再布设其它格网点。主轴线应尽量布设在建筑区中央，并与主要建筑物轴线平行，其长度应能控制整个建筑区。格网点可布设为正方形或矩形。格网点、线在不受施工影响条件下，应靠近建筑物。纵横格网边应严格互相垂直。正方形格网的边长一般为100m左右，矩形格网一般为几十米至几百米的整数长度。图中是建筑方格网的示意图。方格网的测设方法与基线相似，特别指出的是，方格网主点测设完成后必须进行有关条件（角度、长度）的校核。建筑方格网的主要技术要求，应符合表中的规定。2、坐标换算当方格网的建筑坐标系与测设坐标系不一致时，为利用已测设的控制点来测设方格网主点的位置，应先将主点的建筑坐标换算成测设坐标。如图所示，坐标系xoy为大尺度的总体控制坐标系，x′o′y′为局部施工坐标系。现已知O′点在总体坐标系xoy中的坐标及总体坐标系和局部坐标系之间的夹角α，则可以根据待测设点A的局部坐标（x′，y′），按下式计算出A点的总体坐标（x，y），并根据总体坐标系中的控制点来测设A点的实际位置。cossinsincosAoAAAoAAxxxαyαyyxαyα12.1.3、建筑场地的高程控制建筑场地内应有足够数量的高程控制点，其密度应尽量满足安置一次仪器就能测设出所需高程点的要求。因此，除测图保存下来的控制点外，还需增设一些水准点。通常可将建筑方格网点兼作高程控制点，即在方格网点旁设置一半球状标志，把它们组成闭合或附合水准路线。若格网点较密，可把主要格网点或高程放样要求较高的建筑物附近的格网点列入水准路线，其余点以支线水准测定。此外，为了施工放样的方便，还可在建筑物附近测设±0.000水准点，其高程为该建筑物室内地坪的设计高程。9.2工业与民用建筑施工测设精度工业与民用建筑的施工放样，通常应具备下列资料：（1）、总平面图；（2）、建筑物的设计与说明；（3）、建筑物、构筑物的轴线平面图；（4）、建筑物的基础平面图；（5）、设备的基础图；（6）、建筑物的结构施工图；（7）、管网布置图。工业与民用建筑施工放样的主要技术要求及测量偏差见表1~表4。12.3多层民用建筑施工测设12.3.1建筑物的定位建筑物定位就是把建筑物外墙轴线交点（定位点）测设于实际地面的过程。通常，拟建房屋与建筑基线之间的尺寸关系已由设计部门给出，可以根据建筑基线（或方格网）按照直角坐标法来定位。对于一般的多层民用建筑，定位精度控制指标为：长度相对误差不应超过1/5000，角度误差不应超过±20″。12.3.2轴线控制桩和龙门板建筑物定位后，则可以根据外墙定位桩测设各内墙轴线交点桩（中心桩）。为了在施工的不同阶段（开挖、垫层、基础、墙体、梁、柱、屋面等）恢复各交点位置，施工前必须将轴线延长至开挖范围以外，并设轴线控制桩作为参照（见图）。龙门板是用来进行轴线位置和高程控制的。如图所示，龙门板设置方法为：在建筑物四角和中间隔墙的两端基槽之外1-2m处，竖直钉设木桩，称为龙门桩，桩的外侧面应与基槽平行；并将±0.000高程（该建筑物室内地坪的设计高程）测设在龙门桩上，用横线标示。然后，把龙门板钉在龙门桩上，要求板的上边水平，并恰好与±0.000高程横线齐平。最后将轴线引测到龙门板上，钉小钉作标志，称中心钉。轴线控制桩应设在龙门板之外，以便检查龙门板是否在施工中发生变动。12.3.3基础施工测设如图，为了控制开挖基槽的深度，在接近槽底标高某整分米a时(如a=0.300m)时，在基槽壁上每隔3-5m和转角处各测设一水平桩，以作清理槽底和打垫层的依据。垫层浇筑后，根据中心钉或控制桩，拉细线、吊垂球或用经纬仪，将轴线交点投测到垫层上，用墨线弹出轴线和基础墙的边线，以作砌筑基础和墙身的依据。12.4高层建筑施工测设12.4.1基础施工测设高层建筑通常是框架结构或剪力墙结构，其结构性能要求更高的测设精度。高层建筑的外墙定位点和内墙中心点测设方法与多层房屋相同，但轴线定位精度要求高于多层房屋。当基础工程完工后，应及时进行建筑物角点、四廓轴线和主轴线等的复位测定；经检查合格后，再详细放出细部轴线。测设时必须保证精度，严防差错。在条件允许时，可将主要轴线延长到距建筑物距离大于H（H-建筑高度）的地方设桩，供向上投测轴线之用。高层建筑施工测设中的关键是轴线位置逐层向上复制，即轴线投测。12.4.2、轴线投测高层建筑的轴线竖向投测，就是确保各层相应的轴线位于同一竖直面内。在施工中，一般规定竖向偏差不得超过4mm。因此，确保投测精度是高层建筑施工测设的核心问题。1、经纬仪延长轴线投测法当场地四周宽阔，已将四廓轴线和主轴线向外延伸并钉设引桩时，则在引桩上安置经纬仪，瞄准首层相应的轴线后，用盘左盘右分中法将轴线直接投测到施工层面上。由于城市用地紧张，这种简便的方法通常难以实施。2、激光铅垂仪投测法这是目前高层建筑轴线投测的主要方法。激光铅垂仪是一种将激光束导至铅垂位置，用于竖向准直的专用定位仪器。它操作方便，竖向投测精度高，能满足高层建筑铅直定位测设的需要。如图所示，当欲将首层轴线交点直接向上投测时，各层均应预留孔洞（也可将轴线向外侧平移500mm，建立投测站并预留孔洞，投测外移平行线，然后以平行线标定出轴线。）投射时，首先在底层轴线位置A点安置激光铅垂仪，精确对中、整平，接通电源，向上发射激光束穿过施工层预留孔，在待投测层孔位处放置接收靶，以显示光斑位置，然后转动激光束画圆，移动靶心对准圆心，即得所投位置。12.4.3、高程传递高层建筑中的高程传递，可采用图中介绍的悬吊钢尺的方法。同时，也可采用钢尺直接丈量的方法来传递高程。首先根据施工场地的水准点，在建筑物附近测设出±0.000高程标志，再用水准仪在墙体上测设出+l.000m的标高线，然后从标高线起用钢尺沿墙身往上丈量，将高程传递上去。为了减少逐层读数误差的影响，可采用数层累计读数的测量方法。12.5单层工业厂房施工测设12.5.1厂房施工控制网单层工业厂房施工测设的关键问题是柱位的平面定位及柱安装过程中其平面位置、高程、竖直度的控制。在测设柱列位置之前，应首先根据建筑方格网或建筑基线，用直角坐标法测设厂房周边的专用控制网，这是厂房定位放样的依据。控制网精度见表。控制网距厂房基坑开挖边线应不小于1.5m，以免施工过程中被破坏（如图所示）。12.5.2厂房柱位测设设某厂房平面如图所示，纵向有9个轴线①，②，…，⑨；横向有3个轴线(A)、(B)和(C)。以下介绍柱位的测设过程。将两台经纬仪分别置于厂房纵向和横向轴线的控制桩上，例如①轴和(A)轴的控制桩上，用方向交会法测设出①轴和(A)轴交叉点上柱基的中心位置和定位点，并在离柱基开挖线外0.5-1.0m处打四个定位小木桩（如图）。①轴线上的经纬仪保持不动，(A)轴上经纬仪依次迁站到(B)轴和(C)轴得到①轴和(B)轴及①轴和(C)轴上的柱基位置。仿上述过程，可以完成厂房全部柱位的测设。按照基础施工大样图的有关尺寸，测设出基础的开挖边线，并撤白灰标明。12.5.3柱子安装测设单层工业厂房通常采用现浇杯型基础和预制柱，并在现场吊装安装。柱的安装过程中必须严格控制其平面位置、高程和竖直度，以确保厂房能够正常工作。1、柱平面位置控制柱子吊装前，应先将所有柱子和基础成对编号。在每一组中，分别在柱身三个侧面弹出柱轴线，并在轴线上按上、中、下做出照准标志；同时在杯形基础的杯口处沿纵横两个方向测设中心线，用醒目标志标注。吊装过程中，要求柱身上的轴线与杯口测设的中心线精确对齐。这一过程会受到竖直度校正的影响，需要反复进行。2．牛腿顶面标高控制吊装前精确量取每一根柱的实际长度，并根据设计牛腿顶面标高，在柱身的—个侧面上定出±0.000m标高线。根据实际量取的杯口深度，计算每一个基础杯底找平层的厚度，以使就位后牛腿面的标高符合要求。然后，将杯底找平层的厚度测设在杯口内壁上，按设计规定的配合比浇筑细石砼，达到规定的厚度要求。这样，就保证了柱牛腿顶面的高程，并进而为保证吊车梁轨道的平整奠定了基础。3．柱子竖直度控制柱子吊入杯口后，首先保持柱身基本竖直，并使柱底轴线与杯口轴线对齐。用水准仪检测柱身上的±0.000m标高线。将两台经纬仪分别安置（需要精确整平）在互相垂直的柱列轴线附近，用经纬仪中丝卡切柱身上的轴线。然后，缓缓俯仰望远镜，检测柱身轴线是否一直卡切经纬仪的竖丝。当柱身在任一方向上有偏差时，都需要认真校正。直至柱身正面位置、标高和竖直度均符合设计要求为止，最后杯口灌入细石砼固定。本章结束