异型结构工程测量技术

□文/张海乔 杨洪祥

异型结构工程测量技术

□文/张海乔 杨洪祥

随着建筑施工技术的飞速发展，大量扇形、圆形、椭圆形及螺旋形等异型结构的现代建筑不断涌现，大大推动了测量技术的发展和应用。文章以实际工程为例，主要介绍了椭圆形结构工程测量放线、平面定位、高程控制等内容。

椭圆形；异型结构；极坐标；测设；测量放线

1 工程概况

天津SM城市广场由商业楼和停车楼两个单体工程组成，其中先期施工的商业楼为4层混凝土框架结构，层高6 m，高度23.95 m，由4个椭圆形环状的建筑物组成，俯瞰如4朵含苞待放的美丽花朵；即由A、B、C三个椭圆形购物中心构成，以中心椭圆形连廊（即D区）相连成为一体，见图1。

2 工程特点和重点

1）工程规模大。工程占地面积43万m2，商业楼工程单体面积39.8万m2，单层面积约13万m2。

2）结构超长。A、B、C区平面尺寸为 328 m×135 m。如何控制超长混凝土结构裂缝是本工程的一个重点，也是难点。

3）异型结构多。工程4个椭圆均为弧形结构，轴线关系及相对位置复杂，测量放线、平面定位难度大。

4）悬挑梁大。采用内收外挑结构形式，端部最大悬挑梁达8 m，同时亦为弧形结构，给平面定位和施工管理带来极大难度。

3 测量技术控制要点

3.1 控制网的建立

3.1.1 导线点加密

测量平面控制加密以导线和导线网为主，在测绘院提供的GPS点位的基础上进行，点位选在稳固适用的地方，作业精度应符合规范及设计要求。加密前需进行现场踏勘，收集相关数据，然后选点埋设。导线点处埋设“十字螺杆”，浇筑混凝土固定，其埋深不低于1 m，露出表面20～30 mm。选点需满足相邻点之间间距200 m≤L≤300 m且相互通视，加密点往返高差闭合差不超过±12mm，见图2和图3。

3.1.2 布网

根据建筑物特点和施工要求，在T1点架全站仪，后视T2点，首先复测基准点的准确性，再进行闭合二级导线联测。资料整理、计算完毕，进行闭合导线误差分析和平差，对导线坐标数据加以修正，得出各导线点平差后的坐标，确认误差满足GB 50026—2007《工程测量规范》要求，建立导线控制网。

3.1.3 控制点保护

施工现场工种多，交叉作业频繁，又有大量土方开挖，动力机械扰动，需加强对控制点的保护。对其做醒目标识，周边搭设钢管架做围护并刷黄黑警戒色油漆。同时定期对控制网进行检查，发现扰动及时加以修正，确保控制网的准确性。

3.2 建筑物的平面定位

3.2.1 基础

采用坐标法确定轴线交点，见图4。根据基础平面图上的标注尺寸确定承台中心，同时根据场地标高、开挖深度、放坡坡度定出开挖边线，完成控制标高的标识，指导施工人员进行承台基坑开挖及人工清底、垫层浇筑，用水准仪复核垫层面标高。

垫层混凝土浇筑完毕，利用全站仪将承台中心投测在垫层面上并弹出墨线，同时弹出承台边线和模板控制线，必要时弹出竖向钢筋定位线，各种控制线均应做出明显标记。

3.2.2 首层结构

首层结构采用外控法，使用全站仪放出轴线控制线交点，见图5，将其闭合后做好油漆标记，作为上部结构的内控点。每次轴线交点放线结束后，用激光测距仪进行复核，每次放线闭合差≯±3 mm，否则需重新放线。

3.2.3 二层及以上结构

二层及以上结构采用内控法放线引测，一层顶板支模时在对应轴线位置预留200 mm×200 mm的放线洞口，作为激光铅锤仪向上传递轴线通道口，见图6。激光铅锤仪对准下层结构的内控点，将内控点引测至板顶，再用全站仪对准引测点，准确放出每条轴线。每次轴线引测完成后再用激光测距仪进行复核，累计引测误差≯±3 mm，若超出则进行相应调整或重新引测。

3.3 高程控制

高程控制在土方开挖、建筑物施工、后期场区平整、管线敷设等方面起着重要作用。以高程基准点为依据，根据现场实际，在较稳定且不受土方开挖干扰的地方布设多个水准点，形成一个闭合环线，见图7，精度须符合GB 50026—2007。将楼层相对标高引测至主体框架柱上，做好标识，沿铅垂方向向上传递高程。各高程点必须进行不定期复测，以便检查是否沉降或移动。

3.4 圆弧放样

3.4.1 内业计算

椭圆曲线上点位的数据计算采用极坐标法，辅以计算机软件AutoCAD程序进行角度和尺寸标注，可以减少繁琐的数学计算，结果也较准确，同时避免了人为计算错误。在平面放线过程中，应对计算机软件标注的数据进行检验复核，确保投测的结果与图纸尺寸一致。

3.4.2 点位标注

在AutoCAD软件界面中，根据图纸所给点的椭圆尺寸建立所测设的椭圆极坐标系，以长轴方向为x轴，短轴方向为y轴，椭圆中心点或焦距点为极坐标原点，采用极坐标追踪技术，可以方便地完成椭圆轨迹上定位点极坐标值的标注。

取一个椭圆平面建筑，见图8，其长轴为90 m（2a），短轴为45 m（2b），要测定椭圆轨迹上36个等分点位的极坐标，以椭圆的圆心为坐标原点，每次测点以平面的夹角为10°，则该椭圆轨迹上1～36点各点与中心点o的距离S值，采用AutoCAD软件程序的极坐标定位功能，则可在图上直接对各点进行定位并逐一标注出各点的极坐标值。将计算结果列出统计表格，经复核后以供现场测量人员测设使用。点，其余各点的求取方法相同。

3.4.4 检查校核

在放线测设工作完成或每一点位置测定后，尚需用相邻两点之间的水平距离进行检查校核，其方法是用余弦定理计算出各点间的水平距离。

如：1～2 点间的距离：已知S1＝22.5 m，S2＝22.729 m，β1＝10°，则点 1～2＝3.949 m。

同理得到：点2～3＝4.111m……点7～8＝7.835m。

3.4.5 曲线连接

根据点与点之间的距离，在CAD上将此线段做等分处理并标注等分弧的矢高，根据矢高放样，将各放样点用平滑的曲线连接起来，见图9。

3.4.3 现场放线

1）按照设计总平面图和测绘院所提供的定位坐标控制点，先测定椭圆中心点的坐标位置并测出长轴和短轴 4个端点的位置（即 1、10、19、28点）。

2）将全站仪安于中心点o点，对中调平并使上下度盘的o点对齐。

3）先将视线对准D点，后转动180°对准C点做校核，无误后使视线向右移动10°（即β1＝10°），在视线方向读取S2＝22.729 m，得2点；再向右继续转动10°（即β2＝20°），在视线方向同样量取S3＝23.532 m，得3点，其余各点依此类推。

4）椭圆在第二象限内的各点与第一象限内的各点相对称，如S11＝S9，S12＝S8，S13＝S7等。

5）顺滑连接1、2～7各点，即可得到椭圆平面在第一象限内曲线的中心位置。

6）椭圆在第三、四象限内的各点位置值，可分别依据第一、二象限内对应点的180°倒镜值，如第三象限内的27点，可在第一象限内的第9点确定后，倒镜180°，在视线方向精确量取S14＝30.072 m，即可得27

4 效果检查

4.1 实施效果

通过对椭圆形结构测量放线进行严格的过程管理，测量技术得到了充分应用，现场平面定位、高程控制、异型结构测量精度均得到了良好的控制，满足了设计及现行GB 50026—2007和GB 50204—2002《混凝土结构工程施工质量验收规范》（2011年版）有关规定。

4.2 综合应用

将本次大面积异型结构施工所积累的相关测量技术参数及成功经验进行总结，直接应用到停车楼工程施工中，目前已取得了良好的效果。

［1］GB/T 16818—2008，中、短程光电测距规范［S］.

［2］建筑施工手册（第四版）编写组.建筑施工手册［M］.4版，缩印本.北京：中国建筑工业出版社，2003.

［3］吴来瑞，邓学才.建筑施工测量手册［M］.北京：中国建筑工业出版社，1997.

□杨洪祥/中建三局建设工程股份有限公司。

TU198.2

C

1008-3197（2012）06-06-03

2012-08-16

张海乔/男，1974年出生，高级工程师，中建三局建设工程股份有限公司，从事项目管理工作。