工法特點
本工法的施工特點是:采用全站儀進行空間點的三維坐標定位,形成整個空間三維坐標系。
與傳統(tǒng)的測量方法相比,該工法施工測量方便,測量精度高,施工安全,施工速度快,有利于提高技術(shù)經(jīng)濟和社會效益。
使用范圍
所有高層、超高層鋼結(jié)構(gòu)工程的施工測量放線。
工藝原理
平面控制網(wǎng)的建立采用內(nèi)控和外控相結(jié)合的方法,平面控制采用內(nèi)控法施工、外控法校核的方法。鋼柱定位采用先進的全站儀進行三維坐標定位。鋼柱柱頭標高、鋼柱垂直度、鋼柱間的水平距離層層進行測定和校驗。
施工工藝流程及操作要點
施工工藝流程
測量準備→控制網(wǎng)建立(包括平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)的建立)→地腳螺栓三維坐標測量定位→測量放線控制→外控法控制鋼柱的位置→鋼柱安裝測量→鋼柱安裝質(zhì)量測量
操作要點:
測量準備
所有測量儀器準備齊全,并按《中華人民共和國計量法實施細則》規(guī)定檢驗合格;
施工圖紙審核完畢,并完成設(shè)計交底;
專業(yè)測繪設(shè)計單位提供的工程水準測量成果、高程測量成果等資料齊全;
現(xiàn)場樁位交接完畢,并做好樁位保護,資料齊全;
定位依據(jù)的復(fù)核;
用坐標反算法核對所給點的邊長d和方位角φ;
用符合校測法所給出的水準點進行校核。
控制網(wǎng)建立
平面控制網(wǎng)建立
根據(jù)據(jù)每個工程的特點,為方便施工測量,提高施測效率,施工測量可分為一個或兩個區(qū)域進行。通常兩個區(qū)域的劃分為:核心筒的施工測量是一個單獨區(qū)域,核心筒外的鋼柱施工測量是另一個區(qū)域。根據(jù)每個工程的高度和工程的特點,可采用內(nèi)控法或內(nèi)控法和外空法相結(jié)合的方法。
核心筒控制網(wǎng)建立:
外控網(wǎng)建立:將核心筒最外邊的四條軸線分別向外擴1m,形成核心筒外控平面網(wǎng),見圖5.2.2-1。
內(nèi)控網(wǎng)建立:從首層(±0.000以上)開始往上的所有層,必須要在核心筒每層頂板上預(yù)留孔洞以便用激光鉛垂儀進行測設(shè)。a、b、c、d四個軸線的交點構(gòu)建本工程的內(nèi)控網(wǎng),每層板上預(yù)留4個200×200的激光鉛垂儀用的孔洞,用來投測施工時使用,見圖5.2.2-2。
外圍鋼柱測量平面控制網(wǎng)建立:根據(jù)每個工程的構(gòu)件布置情況,可以建立一個或多個平面外控網(wǎng)。中關(guān)村金融中心工程南北柱子為斜柱,東西兩側(cè)為直柱,因此南北和東西分別建立兩個平面外控制網(wǎng),見圖5.2.2-3、圖5.2.2-4 。
高程控制網(wǎng)的建立
用校核無誤后的水準點向現(xiàn)場較永久的建筑物上外測本工程的±0.000,用紅色油漆作“▲”標記,作為本工程的高程依據(jù)。為提高精度,在引測過程中必須使用前后視等長的原則。
在施工過程中,必須經(jīng)常進行現(xiàn)場高程點的復(fù)測工作,確保引測的高程點正確無誤。并在現(xiàn)場布設(shè)4~5個同等高程的標高點作為地下地上高程的依據(jù),要在距離本工程一定位置的地方埋設(shè)至少3個水準基準點組成高程點組。 地腳螺栓埋設(shè)測量在地腳螺栓的頂端臨時安裝一定位鋼板,與預(yù)埋鋼板平行并與地腳螺栓垂直。利用架設(shè)在柱縱、橫軸線交點上的兩臺經(jīng)緯儀垂直交匯,定位鋼板上的縱橫軸線允許誤差為0.3mm 。在灌注基礎(chǔ)混凝土前,進行檢查調(diào)整縱、橫軸線與設(shè)計位置的允許誤差為0.3mm 。
測量放線控制
平面控制
首層底板放線:首先校測控制樁無誤后,在控制樁架經(jīng)緯儀,精密對中后,以盤左盤右取中法,把控制點投測到首層板面上,并進行閉合校核,閉合差符合測角中誤差±10′,邊長相對中誤差1:10000范圍內(nèi)校核無誤后,進行細部點投測,經(jīng)自檢、互檢,報監(jiān)理工程師驗線合格后,依據(jù)軸線控制網(wǎng)圖和施工分區(qū)圖做控制樁點,作為豎向控制基點。控制樁點做法,用沖擊鉆把樁點鉆出,然后把鋼筋埋入,并用鋼鋸條鋸出十字劃在鋼筋上作出標記。
標準層測量工作與鋼結(jié)構(gòu)施工關(guān)系(以一柱二層為例):鋼柱安裝(先校正標高,再校正位移、最后調(diào)整鋼柱的垂直偏差)→測量校正→下層框架梁→上層框架梁→測量→螺栓初擰→下層次梁、小梁→下層壓型鋼板堆放→上層次梁、小梁→測量校正→高強度螺栓終擰→壓型鋼板鋪設(shè)(樓板50mm 控制線)→鋼筋、混凝土施工。
±0.000以上部位軸線控制:
本工程屬于超高層建筑(檐高150m),采用內(nèi)控外控相結(jié)合的方法。結(jié)構(gòu)垂直度要求非常嚴格,
事先應(yīng)嚴格校正好儀器,投測時,嚴格定平度盤水準管。
盡量以首層軸線為準作后視。
取盤左、盤右向上投測的平均位置.
從首層頂板上開始按留洞平面圖所示位置每層頂板留出4個200×200的方洞,作為用激光經(jīng)緯儀向上傳遞各層軸線的依據(jù);
留設(shè)此施工洞時,位置必須正確,測量人員在每層澆混凝土前應(yīng)對各洞定位進行校核。用線墜校核上下層控制線間的誤差,用鋼卷尺閉合校核軸線控制線間的距離。在首層頂板上就把各控制軸線引測到較遠的馬路上,然后每隔6層用激光經(jīng)緯儀加彎管目鏡串中法向樓層投測相應(yīng)軸線作為閉合,保證高層豎向軸線正確。內(nèi)控法與外控法共同操作,相互校核。保證層層有校核。
當建筑物施工到一定高度時,外控制和遠方軸線標志不太好利用,此時必須以內(nèi)控制為主要依據(jù)。測量員必須注意,外控制、軸線標志和內(nèi)控制之間的關(guān)系必須保持一致,控制點之間距離誤差要求達到±2mm,測角中誤差±5′。
標高控制:
首先校測±0.000標高點,然后將±0.000抄測到建筑物外墻四周并引測到電梯井,用墨斗彈出,閉合差在±3mm以內(nèi)。
用50m鋼卷尺直接從±0.000點沿電梯井和核心筒結(jié)構(gòu)底板預(yù)留洞鉛直拉出各層距結(jié)構(gòu)板面500mm的統(tǒng)一高程點,當兩點高程傳遞到同一施工面時,用水準儀對傳遞高程點進行閉合校測,取其三個高程點傳遞的平均值為準,作為各層結(jié)構(gòu)高程的控制依據(jù),在工作面上大面積進行抄平。
在每層樓板施工完畢后,將激光鉛垂儀放置于首層底板上已埋設(shè)好的控制點a(或b、c、d)上將激光鉛垂儀精確對中、整平,然后調(diào)焦望遠鏡,照準施工層上的接收靶,利用無線對講機通知并指揮施工層上操作接收靶的測量人員,使接收靶上正交的坐標中心點同激光鉛垂儀十字絲交點完全重合。此時,固定好接收靶,為了消除儀器自身存在的系統(tǒng)誤差,再將激光鉛垂儀平轉(zhuǎn)90°方向,重新觀測儀器十字絲交點是否與接收靶的正交坐標交點重合,如果重合,說明儀器本身沒有存在系統(tǒng)誤差。這樣接收靶上的正交坐標交點即為控制點a的向上投影點;用同樣的方法將其余各控制點分別投測到施工層樓板上,同樣得到相對應(yīng)的投影點。
)控制點投測到施工層樓板上之后,將全站儀分別置于各投測點上,校測各個角及相鄰兩投測點間距是否同首層±0.000底板上對應(yīng)的各個角度及控制距離相符,待角度、距離校測后,將投影點用墨線連起來,然后以控制線為基準,用檢定過的50m鋼卷尺,將各條軸線投測于樓板上。最后以軸線為基準測出與鋼柱所在軸線的借用1m控制線,作為下一節(jié)鋼柱校正的依據(jù)。
外控法控制鋼柱的位置(以中關(guān)村金融中心工程為例)
利用上圖5.2.2-3和上圖5.2.2-4作為外控法的軸線控制依據(jù)。
南北鋼柱定位,見圖5.2.2-3
用全站儀把o點坐標定出來,在o點放置一臺djd2a級的電子經(jīng)緯儀,作為塔樓南北鋼柱的主控點。定出a、b、c控制線,根據(jù)圖紙尺寸把tr2~tr7各軸線與c軸的交點定出來,同樣把tr8~tr14軸線與a軸的交點定出來。
djd2a級電子經(jīng)緯儀架設(shè)在o點,用來控制trbs軸和trgs軸上鋼柱的垂直于tr1~tr14軸方向的位置。萊卡全站儀(tca2003)架設(shè)在tr1~tr14軸與a、c軸線的交點上,用來控制鋼柱的軸線徑向位置。
東西兩側(cè)鋼柱定位,見圖5.2.2-4
用全站儀把o點坐標定出來,在o點放置一臺djd2a級的電子經(jīng)緯儀,作為trbs軸和trgs軸上鋼柱的主控點。把tr1、tr7、tr8、tr14、trc~trf、trj~trn 軸線上的各個坐標點同樣用全站儀定出來。
用兩臺djd2a級電子經(jīng)緯儀架設(shè)在任意一根柱子的兩個軸線上,用正交法即可把鋼柱位置精確定位出來。
鋼柱安裝測量
構(gòu)件進場復(fù)測
在安裝測量前,對柱、梁、支撐等主要構(gòu)建尺寸與中線位置進行復(fù)核,構(gòu)件的外形與幾何尺寸的偏差符合“建筑鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量驗收規(guī)范”的規(guī)定。
根據(jù)流水分區(qū)的劃分以及鋼柱吊裝順序,在需要吊裝的鋼柱上面根據(jù)鋼柱原有的沖眼標出軸線或中心線,并用紅色三角作出標記,以便校測用。在吊裝前,必須對鋼柱的長度,及截面幾何尺寸作檢查,以作為吊裝測量控制標高的依據(jù)。
定位復(fù)測
在基礎(chǔ)混凝土面層上第一節(jié)鋼柱安裝前,要對鋼柱地腳螺栓部位的柱十字定位軸線控制點組成的柱格網(wǎng)進行檢查、調(diào)整。其誤差小于1mm。安裝時柱底面的十字軸線對準地腳螺栓部位的柱十字定位軸線。其誤差小于0.5mm.。
鋼柱垂直度校正
將檢定過的兩臺djd2a級電子經(jīng)緯分別置于相互垂直的軸線控制網(wǎng)上,精確對中,整平。后視前方墨線(控制軸線),然后縱向轉(zhuǎn)動望遠鏡,照準鋼柱頭上操作人員的標志,并讀數(shù),與設(shè)計控制值相對比后,判斷方向并指揮吊裝人員,對鋼柱進行校正。直至在兩個方向上均校正在正確垂直位置后,將四個方向的攪風(fēng)繩拉緊,然后通知吊裝人員進行焊接。
由于焊接時,考慮到焊接使得鋼骨收縮,而使得柱子偏移,所以必須隨時監(jiān)測并同時校正垂直度,鋼柱校正方法如圖
⑷鋼柱頂位移校核
在下一節(jié)鋼柱吊裝前,必須對前一節(jié)鋼柱頂?shù)钠七M行復(fù)測。復(fù)測方法用樓板上已經(jīng)投測的軸線及軸線控制線,量出控制線與鋼柱中心的尺寸,根據(jù)實測數(shù)據(jù)整理成測量報告,上報各有關(guān)部門,并進行數(shù)據(jù)分析。以備在下一節(jié)鋼柱吊裝時進行平面調(diào)整,以免誤差積累而影響總的垂直度。
⑸鋼柱安裝復(fù)測
1)當鋼柱初校完后,需安裝鋼梁。梁柱之間用高強螺栓連接,在連接安裝過程中,將會影響鋼柱的垂直度,因此必須安裝校檢。
2)螺栓初擰之后,需要終擰。終擰同樣將會對鋼柱垂直度有所影響,為了保證鋼柱安裝精度的要求,需作進一步的校測。校測后的測量數(shù)據(jù)作為節(jié)點焊接參考依據(jù)。
3)終擰之后,下道工藝是焊接之后的焊縫將會收縮。因此,焊接之后,必須再一次校測,校測后記錄下來的測量數(shù)據(jù),主要為下一層鋼柱安裝提供調(diào)整依據(jù)。
⑹其它測定
在進行柱、梁、支撐等構(gòu)建安裝時,應(yīng)以柱為準,調(diào)整梁和支撐,以確保建筑物整體的鉛直度。在焊接時必須觀測與記錄以下項目:
1)柱與梁焊縫收縮引起柱身鉛直度的測定;
2)柱的日照溫差變形的測定值;
3)塔吊錨固在結(jié)構(gòu)上,對結(jié)構(gòu)鉛直度的測定;
4)柱身受風(fēng)力影響的測定。
5.2.7鋼結(jié)構(gòu)安裝質(zhì)量檢驗
⑴鋼柱頭標高檢驗方法
用校核無誤的當前施工層的控制標高作為基點,用水準儀將低于柱頂300mm的標高線投測到鋼柱上,并彈上墨線。然后用經(jīng)過檢定的鋼尺;量出墨線到柱頂?shù)膶嶋H尺寸并記錄下來。將實測后的數(shù)據(jù)整理上報,見圖
⑵首層以上鋼柱垂直度檢驗校正
1)將首層基準軸線投測到鋼梁面上,所投測的線距離梁上的基準設(shè)計軸線1m ; 2)校測梁上基準線的平面位置、尺寸、關(guān)系、經(jīng)校測符合精度后,方可使用;
3)將經(jīng)緯儀架設(shè)在梁面基準線上,后視基準線方向向上投測,鋼柱頂部卡有讀數(shù)標尺; 4)根據(jù)儀器與軸線的間距關(guān)系,在標尺上讀出相應(yīng)的尺寸,以此來校正鋼柱。
⑶鋼柱之間水平距離的檢驗校正
1)當鋼柱吊裝完畢后,經(jīng)過垂直度校正和標高校正完成后,需要進行平面位置校正;
2)ac2003全站儀可以對任意多的點距離聯(lián)測,利用全站儀的這一程序,來對鋼柱水平面位置進
首先根據(jù)設(shè)計圖紙，在計算機中把任意兩個鋼柱的平面位置距離計算出來，
安全措施:
做好邊坡的移位觀測(符合測量規(guī)范dbj01-21-95-12-3);
做好樓層的沉降觀測,按測量規(guī)范三等水準測量的技術(shù)要求觀測(dbj01-21-95/12、2、
做好塔吊基礎(chǔ)的沉降觀測,及時進行數(shù)據(jù)整理,發(fā)現(xiàn)問題及時匯報和處理; 8.0.4測量人員施工必須遵守項目的各項安全管理規(guī)定; 8.0.5高空作業(yè)的測量人員必須帶好安全帶;
測量時,必須將測量儀器架設(shè)在安全、平穩(wěn)的地方。
環(huán)保措施
施工測量的各種廢棄物(如墨瓶等)不得亂扔亂放;
測量用的油漆、墨汁等必須按規(guī)定使用,不得隨意亂涂或溢灑;
雨天或炎熱天氣施工時,必須采用遮陽和雨傘保護測量儀器,防止雨淋或太陽直射。
效益分析
提高了鋼構(gòu)件安裝的質(zhì)量和速度,減少了鋼構(gòu)件測量校核的時間,且施工測量與鋼結(jié)構(gòu)施工同時交叉進行,不占用施工工期。對于超過100m 的高層鋼結(jié)構(gòu)工程,直接產(chǎn)生的經(jīng)濟效益在10萬元以上。