工法特點(diǎn)
本工法的施工特點(diǎn)是:采用全站儀進(jìn)行空間點(diǎn)的三維坐標(biāo)定位,形成整個(gè)空間三維坐標(biāo)系。
與傳統(tǒng)的測(cè)量方法相比,該工法施工測(cè)量方便,測(cè)量精度高,施工安全,施工速度快,有利于提高技術(shù)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
使用范圍
所有高層、超高層鋼結(jié)構(gòu)工程的施工測(cè)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(jìn)的全站儀進(jìn)行三維坐標(biāo)定位。鋼柱柱頭標(biāo)高、鋼柱垂直度、鋼柱間的水平距離層層進(jìn)行測(cè)定和校驗(yàn)。
施工工藝流程及操作要點(diǎn)
施工工藝流程
測(cè)量準(zhǔn)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(biāo)測(cè)量定位→測(cè)量放線控制→外控法控制鋼柱的位置→鋼柱安裝測(cè)量→鋼柱安裝質(zhì)量測(cè)量
操作要點(diǎn):
測(cè)量準(zhǔn)備
所有測(cè)量?jī)x器準(zhǔn)備齊全,并按《中華人民共和國(guó)計(jì)量法實(shí)施細(xì)則》規(guī)定檢驗(yàn)合格;
施工圖紙審核完畢,并完成設(shè)計(jì)交底;
專(zhuān)業(yè)測(cè)繪設(shè)計(jì)單位提供的工程水準(zhǔn)測(cè)量成果、高程測(cè)量成果等資料齊全;
現(xiàn)場(chǎng)樁位交接完畢,并做好樁位保護(hù),資料齊全;
定位依據(jù)的復(fù)核;
用坐標(biāo)反算法核對(duì)所給點(diǎn)的邊長(zhǎng)d和方位角φ;
用符合校測(cè)法所給出的水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行校核。
控制網(wǎng)建立
平面控制網(wǎng)建立
根據(jù)據(jù)每個(gè)工程的特點(diǎn),為方便施工測(cè)量,提高施測(cè)效率,施工測(cè)量可分為一個(gè)或兩個(gè)區(qū)域進(jìn)行。通常兩個(gè)區(qū)域的劃分為:核心筒的施工測(cè)量是一個(gè)單獨(dú)區(qū)域,核心筒外的鋼柱施工測(cè)量是另一個(gè)區(qū)域。根據(jù)每個(gè)工程的高度和工程的特點(diǎn),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(kuò)1m,形成核心筒外控平面網(wǎng),見(jiàn)圖5.2.2-1。
內(nèi)控網(wǎng)建立:從首層(±0.000以上)開(kāi)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(jìn)行測(cè)設(shè)。a、b、c、d四個(gè)軸線的交點(diǎn)構(gòu)建本工程的內(nèi)控網(wǎng),每層板上預(yù)留4個(gè)200×200的激光鉛垂儀用的孔洞,用來(lái)投測(cè)施工時(shí)使用,見(jiàn)圖5.2.2-2。
外圍鋼柱測(cè)量平面控制網(wǎng)建立:根據(jù)每個(gè)工程的構(gòu)件布置情況,可以建立一個(gè)或多個(gè)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(gè)平面外控制網(wǎng),見(jiàn)圖5.2.2-3、圖5.2.2-4 。
高程控制網(wǎng)的建立
用校核無(wú)誤后的水準(zhǔn)點(diǎn)向現(xiàn)場(chǎng)較永久的建筑物上外測(cè)本工程的±0.000,用紅色油漆作“▲”標(biāo)記,作為本工程的高程依據(jù)。為提高精度,在引測(cè)過(guò)程中必須使用前后視等長(zhǎng)的原則。
在施工過(guò)程中,必須經(jīng)常進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)高程點(diǎn)的復(fù)測(cè)工作,確保引測(cè)的高程點(diǎn)正確無(wú)誤。并在現(xiàn)場(chǎng)布設(shè)4~5個(gè)同等高程的標(biāo)高點(diǎn)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(gè)水準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)組成高程點(diǎn)組。 地腳螺栓埋設(shè)測(cè)量在地腳螺栓的頂端臨時(shí)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(diǎn)上的兩臺(tái)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(jìn)行檢查調(diào)整縱、橫軸線與設(shè)計(jì)位置的允許誤差為0.3mm 。
測(cè)量放線控制
平面控制
首層底板放線:首先校測(cè)控制樁無(wú)誤后,在控制樁架經(jīng)緯儀,精密對(duì)中后,以盤(pán)左盤(pán)右取中法,把控制點(diǎn)投測(cè)到首層板面上,并進(jìn)行閉合校核,閉合差符合測(cè)角中誤差±10′,邊長(zhǎng)相對(duì)中誤差1:10000范圍內(nèi)校核無(wú)誤后,進(jìn)行細(xì)部點(diǎn)投測(cè),經(jīng)自檢、互檢,報(bào)監(jiān)理工程師驗(yàn)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(diǎn),作為豎向控制基點(diǎn)。控制樁點(diǎn)做法,用沖擊鉆把樁點(diǎn)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(biāo)記。
標(biāo)準(zhǔn)層測(cè)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(biāo)高,再校正位移、最后調(diào)整鋼柱的垂直偏差)→測(cè)量校正→下層框架梁→上層框架梁→測(cè)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(cè)量校正→高強(qiáng)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(yán)格,
事先應(yīng)嚴(yán)格校正好儀器,投測(cè)時(shí),嚴(yán)格定平度盤(pán)水準(zhǔn)管。
盡量以首層軸線為準(zhǔn)作后視。
取盤(pán)左、盤(pán)右向上投測(cè)的平均位置.
從首層頂板上開(kāi)始按留洞平面圖所示位置每層頂板留出4個(gè)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(shí),位置必須正確,測(cè)量人員在每層澆混凝土前應(yīng)對(duì)各洞定位進(jìn)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(cè)到較遠(yuǎn)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(cè)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(dāng)建筑物施工到一定高度時(shí),外控制和遠(yuǎn)方軸線標(biāo)志不太好利用,此時(shí)必須以?xún)?nèi)控制為主要依據(jù)。測(cè)量員必須注意,外控制、軸線標(biāo)志和內(nèi)控制之間的關(guān)系必須保持一致,控制點(diǎn)之間距離誤差要求達(dá)到±2mm,測(cè)角中誤差±5′。
標(biāo)高控制:
首先校測(cè)±0.000標(biāo)高點(diǎn),然后將±0.000抄測(cè)到建筑物外墻四周并引測(cè)到電梯井,用墨斗彈出,閉合差在±3mm以?xún)?nèi)。
用50m鋼卷尺直接從±0.000點(diǎn)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(diǎn),當(dāng)兩點(diǎn)高程傳遞到同一施工面時(shí),用水準(zhǔn)儀對(duì)傳遞高程點(diǎn)進(jìn)行閉合校測(cè),取其三個(gè)高程點(diǎn)傳遞的平均值為準(zhǔn),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(jìn)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(diǎn)a(或b、c、d)上將激光鉛垂儀精確對(duì)中、整平,然后調(diào)焦望遠(yuǎn)鏡,照準(zhǔn)施工層上的接收靶,利用無(wú)線對(duì)講機(jī)通知并指揮施工層上操作接收靶的測(cè)量人員,使接收靶上正交的坐標(biāo)中心點(diǎn)同激光鉛垂儀十字絲交點(diǎn)完全重合。此時(shí),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(cè)儀器十字絲交點(diǎn)是否與接收靶的正交坐標(biāo)交點(diǎn)重合,如果重合,說(shuō)明儀器本身沒(méi)有存在系統(tǒng)誤差。這樣接收靶上的正交坐標(biāo)交點(diǎn)即為控制點(diǎn)a的向上投影點(diǎn);用同樣的方法將其余各控制點(diǎn)分別投測(cè)到施工層樓板上,同樣得到相對(duì)應(yīng)的投影點(diǎn)。
)控制點(diǎn)投測(cè)到施工層樓板上之后,將全站儀分別置于各投測(cè)點(diǎn)上,校測(cè)各個(gè)角及相鄰兩投測(cè)點(diǎn)間距是否同首層±0.000底板上對(duì)應(yīng)的各個(gè)角度及控制距離相符,待角度、距離校測(cè)后,將投影點(diǎn)用墨線連起來(lái),然后以控制線為基準(zhǔn),用檢定過(guò)的50m鋼卷尺,將各條軸線投測(cè)于樓板上。最后以軸線為基準(zhǔn)測(cè)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(jiàn)圖5.2.2-3
用全站儀把o點(diǎn)坐標(biāo)定出來(lái),在o點(diǎn)放置一臺(tái)djd2a級(jí)的電子經(jīng)緯儀,作為塔樓南北鋼柱的主控點(diǎn)。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(diǎn)定出來(lái),同樣把tr8~tr14軸線與a軸的交點(diǎn)定出來(lái)。
djd2a級(jí)電子經(jīng)緯儀架設(shè)在o點(diǎn),用來(lái)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(diǎn)上,用來(lái)控制鋼柱的軸線徑向位置。
東西兩側(cè)鋼柱定位,見(jiàn)圖5.2.2-4
用全站儀把o點(diǎn)坐標(biāo)定出來(lái),在o點(diǎn)放置一臺(tái)djd2a級(jí)的電子經(jīng)緯儀,作為trbs軸和trgs軸上鋼柱的主控點(diǎn)。把tr1、tr7、tr8、tr14、trc~trf、trj~trn 軸線上的各個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)同樣用全站儀定出來(lái)。
用兩臺(tái)djd2a級(jí)電子經(jīng)緯儀架設(shè)在任意一根柱子的兩個(gè)軸線上,用正交法即可把鋼柱位置精確定位出來(lái)。
鋼柱安裝測(cè)量
構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)復(fù)測(cè)
在安裝測(cè)量前,對(duì)柱、梁、支撐等主要構(gòu)建尺寸與中線位置進(jìn)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(yàn)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(biāo)出軸線或中心線,并用紅色三角作出標(biāo)記,以便校測(cè)用。在吊裝前,必須對(duì)鋼柱的長(zhǎng)度,及截面幾何尺寸作檢查,以作為吊裝測(cè)量控制標(biāo)高的依據(jù)。
定位復(fù)測(cè)
在基礎(chǔ)混凝土面層上第一節(jié)鋼柱安裝前,要對(duì)鋼柱地腳螺栓部位的柱十字定位軸線控制點(diǎn)組成的柱格網(wǎng)進(jìn)行檢查、調(diào)整。其誤差小于1mm。安裝時(shí)柱底面的十字軸線對(duì)準(zhǔn)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(guò)的兩臺(tái)djd2a級(jí)電子經(jīng)緯分別置于相互垂直的軸線控制網(wǎng)上,精確對(duì)中,整平。后視前方墨線(控制軸線),然后縱向轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡,照準(zhǔn)鋼柱頭上操作人員的標(biāo)志,并讀數(shù),與設(shè)計(jì)控制值相對(duì)比后,判斷方向并指揮吊裝人員,對(duì)鋼柱進(jìn)行校正。直至在兩個(gè)方向上均校正在正確垂直位置后,將四個(gè)方向的攪風(fēng)繩拉緊,然后通知吊裝人員進(jìn)行焊接。
由于焊接時(shí),考慮到焊接使得鋼骨收縮,而使得柱子偏移,所以必須隨時(shí)監(jiān)測(cè)并同時(shí)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(duì)前一節(jié)鋼柱頂?shù)钠七M(jìn)行復(fù)測(cè)。復(fù)測(cè)方法用樓板上已經(jīng)投測(cè)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(shí)測(cè)數(shù)據(jù)整理成測(cè)量報(bào)告,上報(bào)各有關(guān)部門(mén),并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。以備在下一節(jié)鋼柱吊裝時(shí)進(jìn)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(cè)
1)當(dāng)鋼柱初校完后,需安裝鋼梁。梁柱之間用高強(qiáng)螺栓連接,在連接安裝過(guò)程中,將會(huì)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(huì)對(duì)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(jìn)一步的校測(cè)。校測(cè)后的測(cè)量數(shù)據(jù)作為節(jié)點(diǎn)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(huì)收縮。因此,焊接之后,必須再一次校測(cè),校測(cè)后記錄下來(lái)的測(cè)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(cè)定
在進(jìn)行柱、梁、支撐等構(gòu)建安裝時(shí),應(yīng)以柱為準(zhǔn),調(diào)整梁和支撐,以確保建筑物整體的鉛直度。在焊接時(shí)必須觀測(cè)與記錄以下項(xiàng)目:
1)柱與梁焊縫收縮引起柱身鉛直度的測(cè)定;
2)柱的日照溫差變形的測(cè)定值;
3)塔吊錨固在結(jié)構(gòu)上,對(duì)結(jié)構(gòu)鉛直度的測(cè)定;
4)柱身受風(fēng)力影響的測(cè)定。
5.2.7鋼結(jié)構(gòu)安裝質(zhì)量檢驗(yàn)
⑴鋼柱頭標(biāo)高檢驗(yàn)方法
用校核無(wú)誤的當(dāng)前施工層的控制標(biāo)高作為基點(diǎn),用水準(zhǔn)儀將低于柱頂300mm的標(biāo)高線投測(cè)到鋼柱上,并彈上墨線。然后用經(jīng)過(guò)檢定的鋼尺;量出墨線到柱頂?shù)膶?shí)際尺寸并記錄下來(lái)。將實(shí)測(cè)后的數(shù)據(jù)整理上報(bào),見(jiàn)圖
⑵首層以上鋼柱垂直度檢驗(yàn)校正
1)將首層基準(zhǔn)軸線投測(cè)到鋼梁面上,所投測(cè)的線距離梁上的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)軸線1m ; 2)校測(cè)梁上基準(zhǔn)線的平面位置、尺寸、關(guān)系、經(jīng)校測(cè)符合精度后,方可使用;
3)將經(jīng)緯儀架設(shè)在梁面基準(zhǔn)線上,后視基準(zhǔn)線方向向上投測(cè),鋼柱頂部卡有讀數(shù)標(biāo)尺; 4)根據(jù)儀器與軸線的間距關(guān)系,在標(biāo)尺上讀出相應(yīng)的尺寸,以此來(lái)校正鋼柱。
⑶鋼柱之間水平距離的檢驗(yàn)校正
1)當(dāng)鋼柱吊裝完畢后,經(jīng)過(guò)垂直度校正和標(biāo)高校正完成后,需要進(jìn)行平面位置校正;
2)ac2003全站儀可以對(duì)任意多的點(diǎn)距離聯(lián)測(cè),利用全站儀的這一程序,來(lái)對(duì)鋼柱水平面位置進(jìn)
首先根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，在計(jì)算機(jī)中把任意兩個(gè)鋼柱的平面位置距離計(jì)算出來(lái)，
安全措施:
做好邊坡的移位觀測(cè)(符合測(cè)量規(guī)范dbj01-21-95-12-3);
做好樓層的沉降觀測(cè),按測(cè)量規(guī)范三等水準(zhǔn)測(cè)量的技術(shù)要求觀測(cè)(dbj01-21-95/12、2、
做好塔吊基礎(chǔ)的沉降觀測(cè),及時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)整理,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)匯報(bào)和處理; 8.0.4測(cè)量人員施工必須遵守項(xiàng)目的各項(xiàng)安全管理規(guī)定; 8.0.5高空作業(yè)的測(cè)量人員必須帶好安全帶;
測(cè)量時(shí),必須將測(cè)量?jī)x器架設(shè)在安全、平穩(wěn)的地方。
環(huán)保措施
施工測(cè)量的各種廢棄物(如墨瓶等)不得亂扔亂放;
測(cè)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(shí),必須采用遮陽(yáng)和雨傘保護(hù)測(cè)量?jī)x器,防止雨淋或太陽(yáng)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(cè)量校核的時(shí)間,且施工測(cè)量與鋼結(jié)構(gòu)施工同時(shí)交叉進(jìn)行,不占用施工工期。對(duì)于超過(guò)100m 的高層鋼結(jié)構(gòu)工程,直接產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益在10萬(wàn)元以上。