大型异状建筑结构施工放样

常慧敏

某学校科技楼西部为一椭圆形多功能报告兼小型会议厅,其总长36 m,宽24 m,厅内地势从前到后逐步抬高,厅内吸音墙由两端向中间台阶形收放。某新闻大厦工程为双子座高层主楼,裙楼为圆形斜切主楼结构,直径 144 m,高 8°斜切后,呈椭圆形。某地汽车客运站,站房前为一“鼓”式造型,整个“鼓”建筑直线直径44 m,最大外径 48 m,高度22 m;另站房墙柱为三个弧形钢筋混凝土带采光天窗顶墙体,其中一个高16.4 m,弧度半径3 m,两个高13.2 m,弧度半径2.2 m,墙体面积约4 000 m2。某科技馆,该工程Ⓐ轴为折线形轴线,部分框架柱为折线斜柱,部分框架梁为折线形梁,穹幕影院是圆球状,其观景台为弧线形台阶式看台,屋面为不规则棱台形坡屋子。

以上多个工程均为大型异状体结构工程,从工程中标开始,我们便在编写施工方案中认真考虑施工放线放样技术,如何准确、快速的施工放样纳入公司及基层施工单位是技术人员亟待解决的一项课题,经多次研究、论证,最终均决定采用空间极坐标放样。

1 施工放样原则

大型异状建筑结构空间极坐标施工放样以全站仪和电脑制图为主,以经纬仪和水平仪辅助。由于以上多个工程轴线较为复杂,为保证轴线闭合符合验收标准,经多次研究论证,工程的测量方案基本原则为:整体控制局部,高精度控制低精度,长方向控制短方向,圆心控制圆形圆面。

2 极坐标放样准备

1)测量仪器的选择。a.全站仪:正像成像;测程大于 10 km;最小读数 1 mm;角度测量精度 2″;补偿范围±3″。b.电子经纬仪:正像成像;最短视距不小于1.5 m;测角精度 5″。c.自动安平水准仪:最短视距不大于1.5 m;1 km往返误差不大于±2.0 mm;最小刻度1°。d.激光扫平垂直仪:水平精度±10″;测定范围:半径0.5 m～100 m;精度±30″。e.激光垂直仪:上下激光投点;光斑5 mm/100 m;精度不小于 1/40 000。f.铟钢尺:50 m;3 m(5 mm刻划)。2)计算机应安装CAD制图软件。3)每个施工项目应设不少于3人的技术小组,且均应熟练操作以上设施,并能掌握该项目设计文件要求。4)设置控制网。在整个场区内建立一级控制网,由于全站仪相对精度可达到1/500 000,且最弱点点位误差仅为0.5 mm,控制网精度完全可以保证。a.外控制点的设置。用极坐标法在场内引测多个控制点(点数多数由现场确定),要求埋深1.2 m,用混凝土浇筑并以钢柱标记,并测定高程作为工程定位放线依据。b.控制网布设。依据场内导线控制点,用极坐标法沿距桩位外控线3 m远位置测设各轴线方向的控制线基准点,以主轴线为主控制线布网,埋设外控基准点,要求埋深0.5 m,并浇筑混凝土稳固。

3 测量放样

在每一施工段放线前,都要与另一施工段控制点相互闭合,复测,确定控制点准确无误后进行放测轴线。

3.1 基础部分轴线控制方法

在土方开挖前,依据楼座及其特殊基础进行定位线放出基坑开挖轴线,边线,在开挖过程中应用仪器随时复核基坑的开挖尺寸。

施工垫层时,要将主轴线引测至基坑内,以便垫层模板支设和检查模板的几何尺寸,并在垫层外一定尺寸进行轴线外控制桩设置,便于轴线管理和复查。

垫层施工完成后,待垫层具有一定强度,应将各条主轴线引测至基础垫层上,然后依据主轴线放出各个构件的轴线。在基础混凝土浇筑后,再次将各条主轴线引测到基坑内,以便下道工序的施工及检查。个别关键轴线应用红漆标注在混凝土基础上。主轴纵横交叉处,圆心等关键引测部位,用(150×150×12)mm钢板焊制预埋,并用尖铳在交叉点或圆心处冲点,便于后期使用引测。

3.2 主体部分轴线控制方法

首先在电脑上通过制图确定,施测点与放线用极坐标的空间位置关系,如距离,角度等关系,做好记录,在具体施测放样中以便使用。一般主体部分轴线控制放样有两种形式,一种为建筑物外引测,一种为建筑物内延伸。

3.2.1 建筑物外引测

常规建筑物依据在现场外设的长久观测点作依据,参照基坑内或基础边侧上留设的轴线,逐步随建筑向上引测,并在较重要的轴线同侧用红油漆标记“Δ”,在首层平面易于向上传递标高的位置布设基本传递高程点,用S3水准仪根据现场所引测设置的长久高程点进行往返测设,合格后,在标高控制墨线上下侧用红油漆标记“Δ”,并注清绝对和相对高程,一般高程控制线以建筑物四角和凹凸较突出部位同时设置。

3.2.2 建筑物内引线

建筑物内引测一般常在圆心或轴线交汇点或某轴线同侧同距离部位,圆心设置一般在基础施工时便在基础上留设钢板预埋件,确定圆心以后用尖铳在圆心处冲点,在现浇板上预留150 mm×150 mm孔洞,便于让激光垂准仪准确向上引测。

3.2.3 斜构件的倾斜度控制方法

依据基坑的主轴线控制点,引测到柱层顶,柱底中线等构件线,并将中线引测至柱模板上,然后用线锤和卷尺测其两构件中线间的距离是否与设计相等。

3.2.4 圆弧形阶梯式观景台,折线形梁,坡屋面等

将图纸按设计尺寸输入计算机中,然后应用CAD制图或3DMAX建立三维模型,测到各构件的尺寸和多节点的标高。

4 综合分析及推广前景

此项施工放样放线技术的应用不仅提高了工作效率,缩短工期,还能有效的保证工程质量,尤其适用于建筑造型特异的工程,随着时代的发展,我国的建筑外观造型逐渐与世界的建筑风格看齐,因此,此项技术有较大的推广前景。