谈罩棚的施工测量控制

苗中华 张 云

(中铁三局集团运输工程分公司，山西晋中 030600)

0 引言

钢结构因其具有强度高，重量轻，材性，可靠性高，工业化程度高，工期短，密封性好，抗震性好，耐热性等优点，在我国得到广泛的应用。本次进行的多(伦)丰(宁)线上黄旗车站煤场，为减少粉尘污染，达到环保要求，增设全封闭设计——罩棚，罩棚为轻钢门式刚架结构，由独立基础、钢柱、钢梁、钢檩条、系杆等构件组成，工程全长944.6 m，宽110.5 m，局部宽度随着道路相应内收，建筑面积(水平投影面积):102 621 m2，共有独立基础520个，为国内面积最大的单体式厂房，其平面布置如图1所示。

1 罩棚施工测量的一般要求

1.1 施工控制网的定位

图1 某罩棚平面布置图（单位：m）

上黄旗车站煤场罩棚的施工控制网利用工程勘察测量时所建立的平面和高程控制网作为依据建立。罩棚控制网采用北京54坐标系统，采用高斯正投影3°分带。由于罩棚全长为942 m，平面控制网长度未超限，不影响施工测量精度，无需采用单独的独立坐标系统。

1.2 施工控制测量

传统的建筑施工控制测量需要布设建筑方格网，场区平面控制网，并且根据场区的大小确定平面控制网的等级和精度。罩棚的单体厂房，不需要建立方格网及小三角网。在上黄旗车站煤场罩施工测量控制时引入了卫星定位测量技术，摒弃原有三角控制网的理念。网的控制点埋设时最主要的是考虑点的连线成三角(无需考虑点的通视)，并且点周围无水塘、树木、高压线等对无线电波有影响的物体，这样点就可以埋设在不容易破坏并且利于施工测量施工样的位置。平面控制采用GPS静态测量按B级精度的要求测量，高程采用三等水准测量。经网平差，最弱点点位精度为3 mm，高程误差为2 mm，满足罩棚的测量控制要求。

1.3 罩棚施工放样

罩棚的施工放样采用索佳全站仪放样与中海达GPS放样相结合的方式。

1.3.1 索佳全站仪特点

索佳全站仪，它的特点是仪器的两侧均有控制面板，操作十分方便，设有双向倾斜补偿器，可以方便对水平和竖直方向进行修正，以消除竖轴倾斜误差，机内设有测量应用软件，可以方便地进行三维坐标测量、导线测量、对边测量、悬高测量、偏心测量、后方交会、放样测量等工作。

1.3.2 中海达GPS特点

GPS测量不仅可以精确测定观测站平面位置，而且还能精确地测定观测站的大地高程，GPS测量的自动化程度很高。GPS观测测量可全天候作业，任意时间任意地点均可进行，不受阴天、黑夜、刮风、雨雪等任何气候因素的影响，也不受距离限制。在地形条件困难的山区地区，GPS测量的优势更为突出。RTK测量技术能实时地得出所在位置的空间三维坐标，这种技术不仅非常适合路线、桥、隧初期测量阶段，可以快速、有效地实时放样。

2 罩棚施工测量方法及质量保证措施

2.1 罩棚的施工测量方法

1)GPS施工测量放样。对于罩棚的基础开挖及灰土换填采用GPS进行测量放样。施工规范要求基坑开挖时基坑开挖平面位置允许误差为－50 mm～+200 mm，高程允许误差为－50 mm。GPS实时地得出所在位置的空间三维坐标的平面误差仅为±5 cm，高程误差仅为±2 cm，因此GPS的测量放样满足施工规范规定要求。2)全站仪施工测量放样。全站仪因测量精度高用在罩棚基础垫层、独立基础、基础短柱及地脚螺栓的预埋施工测量放样中。全站仪虽然放样精度高，但是全站仪放样耗时长，为提高放样效率，立杆的人用小钢卷尺配合进行杆相对于全站仪的前后移动。小钢卷尺配合移动只适用于杆的移动距离在30 cm以内。以放样某A点来举例，如图2所示，棱镜杆立于B点，全站仪测得A点的位置为沿B点与全站仪的连线朝全站仪移动25 cm，那么在移动杆前用小钢卷尺以B点为圆心画一个半径为25 cm的圆，精确到mm，棱镜杆沿圆弧移动到圆弧与直线(全站仪与B点的连直线)的交点，这样就会很快放样出A点。

2.2 罩棚施工测量的质量保证措施

2.2.1 影响罩棚施工质量的影响因素

1)人员。测量人员的测量水平直接影响着建筑工程的质量。在钢结构施工测量中优先选用测量经验丰富，而且对索佳全站仪及中海达GPS操作非常熟悉的人。要求立棱镜杆的人要有高度的责任心，测量时做到棱镜杆上的气泡居中，点位对。2)仪器。仪器的精度高低决定了放样的点的精度高低。因此罩棚施工测量时选用精度高的仪器。

图2 全站仪施工测量放样示意图

2.2.2 质量保证措施

1)熟悉图纸。做好钢结构图纸的复核工作，对各部位的尺寸与标高标注进行复核，特别要注意基础与上部钢柱、钢梁的位置与标高的一致性;掌握各结构物的尺寸标高，根据尺寸计算出钢结构结构物的放样点坐标;根据图纸及图纸中的文字说明，掌握预埋件的尺寸大小及预埋位置，预留孔的尺寸大小及预埋位置，施工缝的预留位置及标高;熟悉了解图纸的总说明及各分部位的设计文字说明。掌握开挖及基础换填的设计要求，计算出钢结构基础基坑的开口线及开挖深度。

2)减少施工测量误差。施工测量误差产生的原因主要有以下几种:测量时仪器因天气原因(如温度)的影响而产生的误差，仪器的架设位置，人的原因产生的误差，要减少测量误差就要从这几个影响测量精度的因素着手，采取措施以减少测量误差。a.随天气调整施工测量时间，避免因天气对仪器所造成的影响。测量时间选定在温度较低的上午7:00～10:00，下午4:00～6:30。施工测量时量取当时的大气温度和气压，算得大气层改正值后准确的输入到全站仪中，以有效降低仪器乘常数引起的系统误差，选取跟仪器配置相同常数的棱镜，若不适用相同常数的棱镜，必须设置相应原棱镜常数，以减少仪器加常数产生的误差。b.仪器的架设避免同心圆。同心圆是指仪器的架设点与后方交会的两点在同一个圆上，那样的话全站仪解算出的仪器架设点的坐标有无数个，而只有在全站仪解算出的值为唯一性才会施工测量准确。根据后方交会精度研究得:当仪器架设点离已知两点的距离越近精度越高，并且要保证架设点与已知点连线的边长小于两已知点的连线边长。c.施工测量完成做好复测。复测采用彻底换手测量，复测时测量仪器与测量人员全部更换。施工测量完成，用钢尺对放样点的距离，相邻结构物的间距进行复测。d.施工测量前检查模板的加固稳定情况。施工测量钢结构预埋螺栓及预留孔位置线时，放样点要在模板上。模板稳定可靠才能保证放样点位置的准确。

3)减少施工对测量的影响。a.土方的开挖。土方开挖时考虑到土方的回填，基坑开挖时土堆在基坑两侧的安全范围内，这样人为的造成了两已知点的不通视。施工测量前平整好现场的土方。b.钢结构安装。全站仪测量时要求全站仪与棱镜所在的直线距结构物的距离要大于4 m，钢结构钢柱的安装完成，使施工测量时测量的安全红线距离得不到保证，也间接的造成了已知点的不通视。罩棚的施工测量尽量优化，施工测量先于钢结构安装前完成。c.钢结构安装场地的平整。场地平整时机械来回在场地内移动，特别是压路机，压路机开强震时，地面的震动厉害，施工测量时地面的震动必然导致仪器的气泡的偏出。施工测量时严禁机械的来回移动，特别是压路机。

3 结语

罩棚的施工测量是一个系统工程，施工测量的准确首先得保证控制网的准确，其次还离不开对于精密测量仪器的正确使用，离不开专业测量人员的高度责任心，离不开施工测量前的精心准备。

［1］GB 12897-91，国家一、二等水准测量规范［S］.

［2］GB 12898-91，国家三、四等水准测量规范［S］.

［3］刘海清.测量仪器的使用，检修和保养法［M］.北京：中国科学图书仪器公司，1954.

［4］刘海清.测量仪器的使用，检修和保养法(续编)［M］.北京：中国科学图书仪器公司，1957.

［5］聂 让.全站仪与高等公路测量［Z］.

［6］施品浩.徕卡300GPS实时测量指南［Z］.

［7］陈永龄.大地测量(上、下)［M］.北京：测绘出版社，1957.

［8］许根福.三边交会定点的图解平差法［J］.测量员，1984(2)：4-5.

［9］中国建筑工业出版社.建筑施工技术规范［M］.北京：中国建筑工业出版社，2008