春笋+测量与监测施工方案.docx

深圳市南山区华润深圳湾国际商业中心项目A区总承包工程（华润大厦及美术馆、六星级酒店及酒店式公寓瑞府）技术标第八章 施工测量及施工监测方案138深圳市南山区华润深圳湾国际商业中心项目A区总承包工程（华润大厦及美术馆、六星级酒店及酒店式公寓瑞府）技术标第一节 施工测量准备1. 本工程测量重点难点基坑土方开挖与基坑支护前期已施工完毕。进场后对施工阶段业主提供的基准点进行复核，然后引测加密基准点，并作为本工程施工的首级控制网。华润大厦“春笋”塔楼分段施工，分别是核心筒墙、外框柱和核心筒内、外楼板；同时，由于钢结构外框筒和混凝土核心筒的变形差异，为整体的测量控制带来一定的难度。高层建筑施工测量的常见技术（经纬仪内外交会法、吊垂法、精密天顶或天底基准法、激光铅直仪法等）有许多不足之处，不能胜任当前的施工，经纬仪内外交会法是采取从下到上逐层递进方式进行，误差容易累计，并且忽视了高层建筑柔性变形这一特征；吊垂法在高层建筑中受到气流扰动、建筑自振等影响，精度不高；精密天顶基准法对观测条件要求较高，在施工现场较难达到；激光铅直仪在建筑物过高时，激光投点后的光斑较大，投点可靠性降低很快。国际国内近几年来，GPS广泛应用于高层建筑施工及监测领域，弥补了传统全站仪误差累计快，高仰角条件下精度低的的缺点，但是GPS在不断移动的高层建筑上测得并不是施工控制点的“真正”坐标，叠加各种外力综合作用后的结果，导致一直以来GPS测量精度偏低，实际原因并非GPS精度不高而是无法求得其“真正”坐标。国外在高层建筑施工及监测过程中的方法中，已经对GPS、倾斜仪和测量机器人三者结合有了一定程度的实际运用，国内在这方面还相对滞后。提议采用国际上先进的“徕卡高层建筑综合监控测量系统”上述重要因素变化、模拟和预测其变化趋势的“动态监测系统”。2. 测量仪器配置地下室、塔楼的测量工作内容主要包括主轴线的测放，高程的引测，分部工程的放样，沉降观测等内容，拟选用的仪器及设备如下：名称精度指标单位数量用途GPS接收机0.5秒台3用三维坐标复核测量成果徕卡全站仪TS15P R10001秒1mm+1ppmD套1平面控制测量、施工放样及竖向测距拓普康全站仪1秒1mm+2ppmD套1平面控制测量、施工放样、竖向测距和基坑监测J2电子经纬仪2台2角度测量、平面定向徕卡精密水准仪0.4mm台1水准测量、标高传递国产普通水准仪2mm台2水准测量、标高传递苏光JC100激光垂准仪1/100000台4轴线的竖向投测360度/个2棱镜50m钢卷尺/对4水准测量、标高传递计算器CASIO4800P台2数据处理，平差计算计算机/台2软件平差、资料整理3. 测量人员配备针对本工程测量难度及工程量安排测量人员数量及分工：职务人数任务及工作职责高级测量工程师2名测量策划及专业技术施工管理负责，测量成果的检核。测量工程师4名方案编制、理论分析、测量控制网的布设和传递、楼层测量作业、技术资料编制、内业计算。测量员8名配合测量工程师工作及测量细部作业。4. 测量组织管理4.1 测量管理分三级管理一级测量：一级为场区控制网测量，由总包技术部门组织，总包测量工程师负责建立和管理场区测量控制网，定时复核场区控制网点与业主提供的原始控制点的偏差和部分分项工程测量放样，负责一级建筑物控制测量网点的测设和管理。负责建筑物沉降观测，负责测量资料收集整理以及测量竣工总图。二级测量：二级为建筑物定位测量，由主体结构承包商负责建立和管理建筑物的控制测量网，组织实施建筑施工面放样测量、负责建立建筑物楼层定位主控轴线和高程基点埋设，对各分部分项工程测量放样的检查复核，负责建筑物变形测量，负责测量资料收集整理。测量工程师负责检查复核各级分包测量放样成果，上报监理。三级测量：三级为施工放线测量，以测量主管工程师为组长，组建项目测量管理小组，小组由各分包主管测量人员组成。分包单位或劳务施工队根据二级控制测量点经复核无误后，进行建筑物楼层轴线测放和高程基点引测。负责建筑物内各定位角点、轴线、桩位、墙体、柱、预埋件、幕墙、地坪、装饰装修线等测放，负责编制建筑物施工放样资料数据。4.2 测量管理程序施工测量总流程图超高层控制测量管理程序一级、二级控制测量管理程序三级控制测量管理程序第二节 平面控制测量管理方案平面控制网按照“先整体后局部，高精度控制低精度，长边、长方向控制短方向、短边”的原则，分二级进行布设。对业主提供的基坑周边控制点进行复核，作为建立地下室施工、塔楼施工二级控制网的依据；在工地周围建立二级复核网，对塔楼及裙楼的二级控制网进行复核。1. 一级测量控制网一级平面控制网是各级平面控制网建立和复核的唯一依据。场区平面控制网的坐标传递根据业主提供的一级测量控制点，控制网点布局要求能有效控制场区内建筑物定位，满足建筑变形测量规范（JGJ8-2007）的要求，距建筑物基坑距离应保证点位不受基坑变形影响处，并可选择做GPS基准点建墩使用。1.1 一级测量控制网的布设业主提供的基准点S1、S2、S3进行复核，然后引测到基坑周边，在施工场地周边道路及建筑物上加密CS1、CS2、CS3、CS4组成一级控制网（三维）， 并作为本工程施工的首级控制网。如下：一级测量控制网布置图1.2 一级平面控制网的主要技术要求等级导线长度（km）平均边长（m）测角中误差（）测距相对中误差测回数方位角闭合差导线全长相对闭合差一级2.010030051/30000510n1/150002. 二级测量控制网利用一级控制网在基坑周边测设轴线延长线上设置控制点作为二级平面控制点，以此为依据建立塔楼二级控制网。主控轴线需精密测量，精度控制在主控轴线要求的2mm范围内。2.1 二级测量控制网的布设二级平面控制网依据一级平面控制网和总平面布置图，采用四点环绕网布设在基坑四周，二级平面控制网每月根据一级平面控制网复核一次。二级控制网布置图由于二级平面控制网紧邻施工现场，要求点位通视良好、利于长期保存、便于施工放样，受施工影响比较大，因此必须定期复测校核，并做好原始数据的记录，上报监理。主轴线的测设可先由电子版总图上获得相应的主轴交点的坐标，通过全站仪直接定点，定好的主轴线交点用经纬仪及钢卷尺进行复核。对基坑内各结构部位实行“外控法”进行施工测量，在基坑周边布设主要控制轴线的延长线上设置永久控制点，作为二级控制网。主轴线直接弹在基础底板、柱根部及基坑壁上，以便于测设和复核。2.2 二级平面控制网的主要技术要求等级边长相对中误差测角中误差二级1/1500015（n 为建筑物结构的跨数）为确保测量工作顺利进行和方便施工，二级平面控制点埋设后必须对其进行保护，外侧用四根钢管做成2m2m高1m的护栏，钢管表面刷红白相间的油漆，防止施工机械和人员损坏。点位处竖立明显标志，上面注明 “测量标志，注意保护”和联系电话号码字样。并指派一名测量人员经常到现场巡视各控制点保护情况。加强对施工人员教育，保护好测量标桩，所有测量标桩未经工程负责人同意，不得拆除、碰撞或破坏。二级平面控制点的埋石、保护示意图如下:二级平面控制点的埋石和保护3. 塔楼二级控制网布置地下室顶板施工完后，利用一级控制网，在每栋塔楼核心筒四角布置4个控制点，作为塔楼施工时的二级控制网，二级控制网随楼层的施工，每隔不超过50米进行一次测量轴网的引测转换，以控制核心筒楼板、内墙施工时的轴线、核心筒轴线以及外围钢柱的轴线。裙楼布设4个控制点，以控制裙楼平面定位。3.1 塔楼施工阶段二级控制网布置塔楼核心筒内控网见下图：塔楼二级控制网4. 轴线引测4.1 地下施工轴线引测利用基坑周边的二级控制网，采用“外控法”，在主轴线的延长线上架设经纬仪（即在二级控制点上架设仪器），把测设在基础的轴线投测到施工层。用全站仪测坐标点进行复核。地下室施工轴线引测示意图4.2 地上施工轴线引测轴网传递：由于工程施工过程复杂，因此施工测量控制网分阶段实施，都必须和测量基准点校验。塔楼每施工近50m进行一次测量轴网的引测转换，减少投测高度过高的影响，保证测量精度。塔楼平面控制网根据工程平面变化，分阶段实施。0.000m以上采用内控法引测，内控法又设裙房1F3F；塔楼3F11F、 11F19F、 19F27F、27F35F、35F43F、43F51F、51F59F、59F66F、66F塔顶，共9个分段转换控制网。当楼板施工至0.000m时，在基坑周边的一级测量控制点上架设全站仪，用极坐标法或直角坐标法放样测设激光控制点，点位布置详见一级控制网布置示意图。由于0.000m层人员走动频繁，激光点测放楼面上后需进行特殊保护，因此需在二层混凝土面预埋铁件，楼板混凝土浇筑完成且具有强度后，再次放样测设激光控制点并进行矩形闭合复测，调整点位误差，打上阳冲眼十字中心点，见下图：0.000m楼面激光控制点点位做法激光点穿过楼层时，需在楼板上预留200*200的孔洞，混凝土浇筑完成后从空洞引测到各楼层上。预留洞的做法示意如下图：激光点穿过楼层预留洞的做法轴线的引测采用激光铅垂仪，通过在测量孔架设激光铅垂仪把底层的轴线控制点垂直投测到施工层，利用投测上来的轴线控制点测放出各轴线。内控点传递：采用激光铅垂仪配合经纬仪进行竖向轴线传递。将激光铅垂仪架设在首层内控点上，接收靶放在待测支模层的相应预留洞口上，对中整平铅垂仪后，打开发光电源并调整光束，直至接收靶接收到的光斑最小、最亮。慢慢旋转铅垂仪，每转90停下来观察光斑变化，最后接收靶将得到一个激光圆，当该圆直径小于2mm时，圆心即为该控制点的接受点，依次投测所需其它控制点。在0.000m层混凝土楼面架设激光铅直仪，垂直向上投递平面轴线控制点至上部楼层。为提高激光点位捕捉的精度，减少分段引测误差的积累，制作激光捕捉靶，示意如下：透明塑料薄片，中间空洞便于点位标示。雕刻环形刻度第一次接收激光点蒙上薄片使环形刻度与光斑吻合通过塑料薄片中间空洞捕捉第一个激光点在接收靶上旋转铅直仪，分别在0、90、180、270四个位置捕捉到四个激光点取四个激光点的几何中心即为本次投测的点位取中位置利用照准部0、90、180、270分别向上投测，在接收靶上A1、A2、A3、A4四个投测点，将A1A3，A2A4连接得到A。即为所需的投测点。把1m线测设在楼梯间或剪力墙上。轴线传递示意图4.3 核心筒墙体的定位测量核心筒的测量放线是采用“外控法”，在平面控制点上架设激光铅直仪WIFDZF（精度为1/20万），精确对中整平后，将平面控制点引测至正在施工的爬模钢平台上，在已经安装的强制对中架上架设全站仪，经过角度闭合检查、边长距离复核，采用坐标法放线，放出核心筒剪力墙的细部轴线。示意图如下：平面控制点垂直传递到爬模钢平台核心筒爬模施工测量主要控制墙体垂直度和轴线偏差，直接用激光点控制每层墙体轴线偏差，吊线垂检查每层墙体垂直度，示意图如下：每浇筑完一层混凝土墙体则绑扎上一层墙体钢筋，完成后提升爬模，用激光铅垂仪投点至爬模平台上，再将点转到墙体边线上。钢模板下口直接贴紧已施工的混凝土墙体即可，用激光铅垂仪检查模板上口的轴线偏差，吊垂线检查模板垂直度，对钢模板进行轴线偏差和垂直度校正。当所需要的点位被钢筋（柱）或模板阻挡时，在轴线方向上偏移100mm再放。即使这样，个别轴线控制点也无法放出。当遇到此种情况时，只有在已经浇注好并且没有钢筋露出混凝土面的剪力墙部位临时设置一个坐标控制转点（设置方法按测量程序和规范要求进行），再将全站仪移至该转点上继续完成未放出的点位。所有放线工作，当由于现场环境限制，无法放置对中杆棱镜时，则采用徕卡全站仪专用反射片作为接收目标进行定位。爬模平台上的激光接收靶爬模平台上的强制对中架爬模平台上的激光接收靶爬模平台上的强制对中架第三节 高程控制管理方案1. 地下室高程传递地下室施工阶段的高程基点与基坑外围二级平面控制网点合二为一，点位要求尽量布置在基础沉降区及大型施工机械行走影响的之外。确保点位之间通视良好，便于联测。1.1 水准点高程引测到基坑内由于本工程有四层地下室，地下室开始施工时，把负整米数的水平线测设到基坑四周的围护墙上，在基坑内架设水准仪，校测基坑四周的整米数水平线，其误差应控制在5mm以内为合格，在施测基础标高时，应后视坑壁两侧上的水平线以作校核。1.2 地下室施工时的高程传递负一层至负四层地下室的高程传递可采用传统的测量方法，留设测量孔，采用悬吊钢尺，用水准仪进行测设便可满足精度要求，把传递上来的高程以1米线的形式弹设在四大角的混凝土柱、剪力墙等便于引测的构件上，作为测放其它构件高程的依据。2. 地上塔楼高程传递2.1 高程传递（采用传统方法测量）：塔楼施工时，高程的传递采用激光铅直仪配合大盘钢卷尺进行高程控制。塔楼结构施工过程中，在首层楼面上，从高程控制网采用用往返测把高程引测至核心筒外墙面1.000m 处，用红三角标志，作为向上引测高程基准点。每层所引测的高程点，不得少于3个，三点的较差不得超过3mm 时，取平均值作为该楼层施工中标高的基准点。楼层基准标高点（+1.00m的标高线）用全站仪每次从地下一层楼面每50m左右引测一次，50m之间各楼层的标高用钢卷尺顺塔楼核芯筒外墙面往上量测，在施测的过程中必须施加标准拉力，且应进行温度、尺长修正。高程每投射3层复核一次标高，确保施工精度。标高引测到施工层后，架水准仪将楼层结构标高引测在核心筒外墙面处，弹线并标明标高值，作为该楼层高程放样依据。楼层土建、装饰装修、机电等施工标高根据楼层控制基准标高点测放。为减少钢尺分段传递累计误差、以及风力对钢尺竖向量距的影响，采用全站仪天顶测距的方法结合特殊尺垫来复测50m钢卷尺向上引测的精度。测量方法示意图如下，把已知高程点A的高程H传递到施工层B点。全站仪高程传递的原理图2.2 150米以上的高程传递（GPS+全站仪组成超站仪测量）：1.在主塔楼楼面上安装3个GPS作为控制点，地面设一个GPS作为基准点，组成“活动”控制网； 2.每隔一定楼层高度安装一个徕卡Nivel双轴倾斜传感器，计算高层建筑x方向和y方向的偏差(x、y)，解决与重力的关联，并对塔楼所在的楼顶GPS控制网坐标进行修正；（在1/3处、2/3处、3/3处的核心筒上安装共三台）3.塔楼楼顶GPS控制网与360棱镜组合，实现全站仪自由设站，计算出测站坐标；如下图所示：4.全站仪测量高层建筑的施工参考点(X0,Y0)，计算偏差(x、y),并改正；5.最后测得高层建筑的施工坐标点(X,Y)。3. 各层标高引测1）在0.000m混凝土楼面架设全站仪，通过气温、气压计测量气温、气压，对全站仪进行气象改正设置。2）全站仪望远镜垂直向上，顺着激光控制点的预留洞口垂直往上测量距离，顶部反射棱镜放在钢平台或土建爬模架及需要测量标高的楼层，镜头向下对准全站仪。3）全站仪后视核心筒墙面+1.000m标高基准线，测得仪器高度值。对仪器内Z向坐标进行设置，包括反射棱镜的常数设置。示意如下：由于全息反射贴片配合远距离测距时反射信号较弱，影响测距的精度，故本工程用360棱镜配合全站仪进行距离测量。计算得到反射棱镜位置的标高，后视测点标高，计算仪器高，将该处标高转移到核心筒墙面距离本楼层高度+1.000m处，并弹墨线标示。如下图所示：4. 柱顶标高的控制各施工层标高测出以后，根据绝对标高控制法的原则，进行数据综合处理，在下节柱施工时对层高进行调整。即在短柱接头处适当加大间隙，垫入不大于5mm厚的钢片。个别钢柱标高过高时，采用切割柱底衬板来调整标高，切割衬板不能大于3mm，切割后将割口打磨平整。同时根据现场统计的焊缝收缩量，及时与制作厂家联系，在钢柱制作时加长作为补偿值。5. GPS全球定位系统对控制点精度复核本工程应用GPS全球定位系统对每次传递的高层、平面轴线基准点的位置进行检查复测。（1）每次投测的轴线、标高控制点不少于3点。轴线控制点投递到上部楼层后，组成平面多边形，对多边形角度和边长图形条件进行闭合检测，通过自检对闭合误差进行调整，然后才作为上部楼层控制网的基准，以提高平面控制网经传递后的测量精度。（2）GPS卫星定位仪分别架设在塔楼的3F、11F、19F、27F、35F、43F、51F、59F、66F层的各个控制点上进行复测，其基本操作步骤如下：1）A、B两点为地面固定的首级控制点，已知其三维坐标值。2）C点为不同楼层或同一楼层的不同平面位置的被复测点。3）为提高观测精度，每次使用三套GPS卫星定位仪，分别架设在A、B、C点。4）根据观测采集到的数据，用计算机解算出C点的三维坐标值。5）C点设计坐标与实测坐标比较，得到C点定位偏差。6）GPS卫星定位仪复测示意如下图所示：GPS地面测站点基站接收机1 基站接收机2GPS基准点GPS数据接收机计算机处理6. 钢结构测量6.1 细部测量放样流程本工程边柱和角柱钢柱节对接节点多位变截面，所以每一个节点的位置都必须采用全站仪进行三维空间坐标定位测量。6.1.1 测量放样总体流程如下图：6.1.2 吊装流程图见下图6.2 钢柱测量校正钢柱测量校正采用全站仪直接观测柱顶轴线、标高偏差进行测量、校正或者采用经纬仪进行正。6.3 采用全站仪进行测量校正按如下两种工况计算三维坐标：1）常温条件,不考虑荷载增加引起变形而影响每节柱顶中心点的三维坐标。2）按施工顺序，考虑各种因素，主要是荷载增加引起每节柱顶中心点位移。3）测量步骤：（1） 计算上一节将要吊装的钢柱顶中心的三维坐标。（2） 平面和高程控制网点投递到顶层并复测校核。（3） 吊装前复核下节钢柱顶中心的三维坐标偏差，为上节柱的垂直度、标高预调提供依据。（4）对于标高超差的钢柱，可切割上节柱的衬垫板3mm以内，或加高衬垫板5mm以内进行处理，如需更大的偏差调整将由制作厂直接调整钢柱制作长度。用全站仪对外围的各个柱顶中心进行坐标测量。（5）架设全站仪在投递引测上来的测量控制点上，照准一个或几个后视点；（6）输入后视点、测站点坐标值、仪高值、棱镜常数、棱镜高度值，建立本测站坐标系统；（7）配合小棱镜或对中杆测量各柱顶中心的三维坐标；（8）结合下节柱顶焊后偏差和单节钢柱的垂直度偏差，矢量叠加出上一节钢柱校正后的三维坐标实际值；（9）向监理报验钢柱顶的实际坐标，焊前验收通过后开始焊接；（10）焊接完成后引测控制点，再次测量柱顶三维坐标，为上节钢柱安装提供测量校正数据，如此循环。内业计算柱顶中心坐标，并在柱顶作好点位标示。在下节柱顶用临时连接件架设全站仪，后方交会仪器站点坐标，测量上节柱顶中心轴线偏差，检查单节柱垂直度。每根柱测量两个点，检查钢柱扭曲。6.4 采用经纬仪进行测量校正采用经纬仪进行校正时，应采用两台经纬仪同时对钢柱进行观测，指导校正，保证钢柱的轴线和垂直度满足设计和相关规范要求操作。6.5 钢柱标高测量校正钢柱标高可采用水准仪或全站仪进行测量校正，为使施工简便快捷，钢柱标高一般都采用水准仪进行测量校正。6.6 钢结构安装允许偏差名称允许偏差（）建筑物倾斜H/2500+10.0且50建筑总高度偏差eH/1000且-30e30单节柱倾斜H/1000且10层高偏差H5建筑物矢量弯曲eL/2500且e25上柱和下柱的扭转e3同层柱顶标高差-5e5梁水平度eL/1000且e10地脚锚栓位移2.0基础柱底标高-2e2建筑物定位轴线L/20000且不应大于3.0底层柱底轴线对定位轴线偏移3.0柱子定位轴线1.0第四节 沉降观测管理方案为了能反映出建筑物的准确沉降情况，沉降观测点要埋设在最能反映出沉降特征，且便于观测的位置。一般要求建筑物设置的沉降观测点纵横向要对称，且相邻点之间间距以1530m为宜，均匀分布在建筑物周围。1. 根据建筑变形测量规程的要求：变形测量等级沉降观测位移观测适用范围观测点测站高差中误差（mm）观测点坐标高差中误差（mm）一级0.151.0高精度要求的大型建筑物和科研项目变形观测二级0.503.0中等