灵山胜境三期工程梵宫异形结构施工测量技术

孙晓阳 华晓宁 颜卫东

1 工程概况

灵山胜境三期工程梵宫建筑位于江苏省无锡市灵山风景区内。主要由梵宫和圣坛两部分组成，总造价约 4.8亿元，总建筑面积约100 000m2，建筑高度61m，南北方向112m，东西方向94m，地下 2层，地上 4层，基坑开挖深度 20m。建成后作为 2009年世界佛教论坛的会场，为来自世界各地的 1 500名会议代表提供所需的会议，餐饮场所及游客观看佛教表演，欣赏佛教艺术，感受佛教文化的重要场所。工程于 2009年获得建设工程“鲁班奖”。

工程顺应二期灵山大佛的整体环境及佛教文化的含义而设计的，体型奇特、复杂，建筑风格新颖美观;梵宫圣坛结构较为复杂，外方内圆，外轴网为近正方形，内轴网为同圆心的 9条圆轴线及 24条以同圆心15°旋转的放射轴线，圆心部分为深 10m左右的升降舞台坑。

2 测量方案的确定

异形弧面图形的施工测量传统方法概括起来有拉线法、几何作图法、坐标系法、经纬仪测量法，其中经纬仪测量中常用的有经纬仪测角法、切线支距法和弦线支距法。根据本工程特点(圆弧半径大、地形高低不平并且从圆心向外有数处深坑)，无法采用直接拉线法、几何作图法、坐标系法进行放样。经纬仪测量法中的经纬仪测角法虽然能够实现本工程的测量定位，但要进行多次距离角度测量，非常繁琐，不能满足工期的要求，最后选择用全站仪进行坐标放样。

表1 平差后控制点坐标

3 平面控制网的建立

业主最初在景区道路上提供 2个原始测点，并且给出这 2点的坐标，根据建筑物位置和现场平面布置，在建筑物的四周选定4个点，利用全站仪，采集出这 4个点的坐标经严密平差后作为建筑物的控制点。每个控制点的做法为:在控制点位置挖直径 0.5m，深0.5m的土坑，然后在坑内灌注C15混凝土，在混凝土内埋设0.4m×0.4m带0.4m锚固脚的钢板，钢板顶面与混凝土顶面基本相平，在钢板面用钢锯条刻一十字线，交叉点用射钉打小孔，顶部加盖木板并编号。由于甲方提供的2个原始点在规划的主道路上，不易保护，所以这4个控制点是极其重要的，为防止损坏，用钢管架围护，做明显标志，平差后控制点坐标以及轴网控制线交叉点坐标见表 1，表2。

表2 轴网控制线交叉点坐标

4 轴网控制线交叉定位点的放样

4.1 ±0.00及其以下轴网交叉控制线定位点放样

由于 4个控制点离建筑物有64m远，且设在现场山坡上偏僻地方，直接将全站仪放在控制点上，不能看到基坑内的棱镜，即使能看到，由于棱镜拔出太高，也会造成较大误差，所以先在坑边能俯视基坑且无死角的地方，临时设一点，并用全站仪采集该点坐标，然后将全站仪架设于该点，将该点作为测站点，将 4个控制点中没有被遮挡住的，且离测站点最远的点作为后视点(后视距离越远，精度也越高)。将全站仪整平对中后，先瞄准后视点，然后输入测站点坐标，保存后再输入后视点坐标，利用角度定向后，依次输入计算好的轴网控制线交点坐标，利用棱镜将轴网控制线交叉点逐一放出。圣坛部分圆环根据图纸需要放出 23.8m，37.7m，45.5m的圆环控制线，利用AutoCAD按1∶1的比例将建筑平面图及规划提供的坐标点用AutoCAD绘图软件模拟绘出，使平面图中建筑物尺寸与实体完全相同，建筑物定位坐标与规划提供的坐标相统一。利用AutoCAD中的矢量计算功能计算出所需的圆环线与轴线相交点的坐标，然后用全站仪放出所需点。

4.2 ±0.00以上轴网控制线交叉定位点放样

由于圣坛圆心点基坑深10m，无法采用传统的经纬仪角度放线，且本工程最高的屋面结构顶高程为 30m，与山坡上的控制点高差相差19m，不算高，现场也较开阔，故在放±0.00以上轴网控制线时，采用全站仪直接在各层楼板面或屋面上进行放样，见图1。

首先在 4个控制点中，选择通视 2个点，1个点作为测站点，1个点作为后视点，在各层顶方便位置找一点，然后用全站仪采集坐标的方法，采集出其坐标，最后把全站仪架于各层顶该点位置，将其作为测站点，将 4个外围控制点中的通视的且较远位置的点作为后视点，将计算好的轴网控制线交点坐标输入全站仪，放样出这些点。

5 根据轴网控制线交叉定位点放各层细线方法

1)外围方形轮廓线。首先利用山坡面控制点测放出楼面4个角部控制点并归方闭合，其他外围轴线根据与其关系测放，并在楼面4个控制点处留设200mm×200mm投射孔，点采用铅垂线进行测设，全站仪所放样点与之进行相互的复核。

2)放射半径和柱轮廓。如图2所示，点(1)、点(2)、点(3)、点(4)为楼层放好样的4个轴网控制线交叉定位点，根据(2)(3)距圆心的距离(如图2所示(2)(3)为控制线)D，利用三角函数关系，计算出(2)(3)线与各轴线交叉点至圆心的距离，并与已放圆环控制点相检验，是否闭合或误差在允许范围内。如在放(2)(3)线上，D=39.2m，DO(3)=39.2/cos15°=40.583m，而DO(2)=37.7m，则DO(3)-DO(2)=2.883m，若实际量出距离为2.883m及D(2)(3)= 46.1-37.7=7.8m或在2mm范围内，则用墨线弹出放射半径，柱轮廓采用一般几何关系画出即可。

3)放弧形轴线。与±0.00以下部分相同采用矢高法做出，若遇钢筋遮挡可做适当平移。

6 施工总结

本工程利用上述方法进行测量放线，在施工测量中运用 AutoCAD软件，减少了内业工作量，极大地提高了数据计算的速度及精度;每层只需2 h即可完成，大大提高了工作效率，比利用经纬仪测角要简单，快速，并利用固定坐标点解决了前后分期施工轴线闭合的问题。

在一些造型复杂的工程中，制定一个行之有效的测量方案，可以简化工作难度，加快施工进度。除了此异形圆弧建筑物可利用本法进行测量放线外，其他曲线型建筑物，也可利用AutoCAD搜捕出各定位点坐标，再利用全站仪进行坐标放样，这一精确定位测量方法在折线、圆弧、三角等各种形式的复杂建筑，以及各种形式的构筑物的施工放线、测量中有很好的应用前景。

[1] 田 野，周健伟，徐汉超.建筑物变形监测的作业方法探析[J].山西建筑，2009，35(15):349-350.