1、复杂建筑施工测量技术及其在望京 SOHO 中心工程的应用摘要：外檐为逐层回收、变曲率曲线造型的望京 SOHO 中心工程，建筑施工难度大，工期紧。该高层建筑外围轮廓由变曲率曲线构成，建筑的每层轮廓曲线各异，给施工测量带来很大难度，按照常规施工放样方法难以跟上施工进度，影响施工效率甚至会影响工期。为保质保量保周期完成施工测量工作，笔者提出了“错层放样、分层控制”技术方案，保证了施工质量与工期。 中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号： 1 望京 SOHO 工程概况 望京 SOHO 中心工程位于朝阳区望京地区，占地面积 115,391.8?，规划总建筑面积 521,265?；由 3 栋集办公
2、和商业一体的高层建筑组成，最高一栋高度达 200m。根据设计图纸要求，该高层建筑每层的外围轮廓线形状不一，同一层不同位置轮廓线曲率半径也不尽相同，这给施工放样工作增加了相当大难度，对放样坐标计算、放样方法改进提出了挑战。该项目工期紧，质量严，按照常规施工放样方法虽然能够完成放样任务，但其花费时间长，每层浇筑前都需要停工等待测绘放样，跟不上施工进度，严重影响施工效率。为在不增加测量人员情况下能够保质保量保周期完成施工测量工作，笔者对本项目施工测量任务进行了特殊设计，保证了施工质量与工期。 2 望京 SOHO 工程施工测量基本要求 施工测量基本要求 该项目施工测量要求在保证质量前提下做到快速、准确
3、、高效，为此提出项目施工测量技术基本要求如下： 选用科学、简捷和精度合理、相称的施测方法。合理选择、正确使用仪器，在测量精度满足工程需要的前提下，力争做到省工、省时、省费用。 要严格审核原始依据（设计图纸、测量起始点位、数据等）的正确性，坚持测量作业与计算工作步步有校核。 建立一切定位、放线工作要经自检、互检合格后，方可申请验线的工作制度。实测时要当场做好原始记录，测后要及时保护好桩位。 测量人员要紧密配合施工，发扬团结协作、不畏艰难、实事求是、认真负责的工作作风。并要及时总结施工测量的经验。 遵守先整体后局部和高精度控制低精度的工作程序。即先测设场地整体的平面控制网和高程控制网，再以控制网为
4、依据进行各局部建筑物的定位、放线和标高测设。 测量记录的基本要求 应在规定的表格上记录。记录应将表头所列各项填好，并熟悉表中所载各项内容和相应的填写位置。 记录应当场及时填写清楚，不允许先写在草稿纸上后转抄誊清，以免转抄错误；记错或弄错的数字，应将错数画一斜线，将正确数字写在错数字的上方，以保持记录的“原始性” 。 字迹要工整、清楚，相应的数字及小数点应上下左右对齐。记录中数字的位数应反映观测精度，如水准读数读至毫米，即 1.330m，不应记作 1.33m。 记录过程中的简单计算，如取平均值等，应在现场及时进行，并做校核。草图、点之记等，应当场绘制，其方向、有关数据和地名等应标注清楚。 记录人
5、员应根据现场实况以目估法随时校核所测数据，以便及时发现观测中的明显错误。 测量记录应妥善保管，工作结束后，应及时上交有关部门保存。 计算工作的基本要求 计算工作的基本要求是：依据正确，方法科学，严谨有序，步步校核，结果正确。 图纸上的数据和外业观测结果是计算工作的依据。计算前，应认真仔细逐项审阅与校核，以保证计算依据的正确性。 计算一般均应在规定的表格上进行。按图纸和外业记录在计算表中填写原始数据时，严防转抄错误。填好后，应换他人校对，这项校核十分重要。 计算中，必须做到步步有校核。每项计算应在前者数据经校核无误后，才能进行。校核方法以可靠、简单为原则，常用的计算校核方法有： ?复算或对算校核
6、。 ?变换计算方法校核。 ?总和校核。例如，水准测量中，终点对起点的高差，应满足下式条件： habH 终H 始 ?几何条件校核 例如，多边形的内角和应满足下式条件： （n2） 180 ?计算中所用数字的位数应与观测精度相适应，取位宜保留到有效数字后一位，应遵循“四舍六入、五凑偶”的原则（即单进、双舍） ，如1.6675 和 27.6645 保留三位，则为 1.668 和 27.664。 3 望京 SOHO 项目施工测量技术难点与解决方案 平面控制网的布设 平面控制网是包括中轴线投测在内的施工测量的依据，也是监理等各检测单位复查的基准,布网要求：平面控制点可靠、稳定、使用方便；通视条件好，检校方
7、便，满足施工精度要求。由于该项目工程量巨大，工况复杂，因而必须布设一级平面控制网。考虑到施工场地地势较为平坦，建筑物形状不适宜建立方格网，将建立导线控制网。 综合考虑施工场地各种因素，并满足设计要求，共布设五个平面控制点，分别是位于建筑物前半侧的 KZ1，KZ2，KZ3 和位于建筑后半侧的KZ4，KZ5。其点位分布如图所示： 图 1 平面控制点的分布图 进行平面控制导线网的测定时应严格按照测量规范中的技术规定，详见下表： 表 1 导线网的主要技术要求 等级 导线长度（km） 平均边长（m） 测角中误差（） 边长相对 中误差 导线全长相对闭合差 方位角 闭合差（） 一级 2.0 200 5 1/
8、40000 1/20000 二级 1.0 100 10 1/20000 1/10000 注：表中 n 为测站数 水平角观测：观测时确保在通视良好，呈像清晰稳定时进行。作业中仪器不能受阳光直接照射，气泡偏离如超过一格，则需在测回间重新整置仪器。水平角观测各项限差应符合下表规定： 表 2 水平角方向观测法的技术要求 仪器类型 光学测微器两次重合读数差 半测回归零差 一测回内 2c较差 同一方向值各测回较差 DJ2 3 8 13 9 DJ6 - 18 - 24 注：全站仪、电子经纬仪水平角观测时不受光学测微器两次重合读数之差指标的限制。 距离观测采用采用、级光电测距仪往返测量，其测回数不少于两测回（
9、一测回指照准目标一次，读数三次） 。 内控点布设 根据施工测量需求，建筑物的围护结构封闭前，外部控制要转移至内部，以便于日后内部继续施工。采用内控法进行轴线竖向投测，应在首层或最底层底板上预埋钢板，划“+”字线钻孔，作为基准点，并在各层楼板对应位置预留 200mm200mm 孔洞，以便传递轴线。内控点宜设置在已建成的建筑物预埋件或测量标志上，为了使得每施工流水段内控点大于等于 3 个，考虑到施工条件（特别是后浇带的影响）以及定位轴线测设的需要，共布设内控点 32 个，部分内控点分布如下图： 图 2 内控点布设 内控点的引测采用极坐标放样和边角测量相结合的方式进行,技术设计如下： 首先利用已有控
10、制点 AB 采用两测回极坐标放样方法标定一个内控点 N1（N1 尽量选择轴线中间的内控点） 将棱镜架设到 N1 上，检核放样坐标与设计坐标，如果满足规范要求则进行下步；否则应重新标定 N1。 在标定了第一个内控点 N1 之后，将全站仪置于点 N1 上，后视控制点 A，根据轴线设计图中轴线夹角关系计算出应拨角度，两测回精确标出下一个内控点 N2（N2 取多次标定均值） 。 将棱镜架设到 N2 上，检核角度与距离，如果满足规范要求则将 N2作为测站，N1 作为后视，按照步方法标定下一个内控点 N3。 以此类推，直到所有内控点标定完成。 引测时规定的投点误差不应大于 1.5mm。本次施工测量使用的全
11、站仪和棱镜投点器的投点误差小于 0.5mm，完全可以达到规范要求。 轴线竖向投测 建筑物主轴线控制桩，是基槽(坑)开挖后基础放线、首层及各层结构放线与竖向控制的基本依据，应在施工现场总平面布置图中标出其位置。轴线竖向投测前，应检测控制桩、基准点，确保其位置正确，投测的允许误差为 3H/10000。 控制轴线投测至施工层后，应组成闭合图形，且间距不宜大于所用钢尺长度。控制轴线投测完成后，应检测投测轴线，闭合后再测设细部轴线与施工线。每施工流水段内控点大于等于 3 个。控制轴线投测设计方案如下： 在首层轴线控制点上安置激光铅垂仪，利用激光器底端（全反射棱镜端）所发射的激光束进行对中，通过调节基座整
12、平螺旋，使管水准器气泡严格居中。 在上层施工楼面预留孔处，放置接受靶。 接通激光电源，启辉激光器发射铅直激光束，通过发射望远镜调焦，使激光束会聚成红色耀目光斑，投射到接受靶上。 将铅垂仪分别旋转 90、180、270 度，投射到接受靶上。 取四次投射位置的均值作为投测点。 移动接受靶，使靶心与投射点重合，固定接受靶，并在预留孔四周作出标记，此时，靶心位置即为轴线控制点在该楼面上的投测点。 建筑物两端部外围轮廓线定位步骤设计 本高层建筑两端部外围轮廓线由复杂曲线连接而成且曲率变化较大，对施工放样是一个挑战。实际施工过程中，复杂曲线需要用多线段来拟合，如果拟合线段过多则工作量大且容易出错，极易影响
13、施工进度；如果减少拟合线段数目则很难达到施工精度要求。由于每层外围轮廓曲线都不相同，很难确定拟合线段数目。为了确保外围轮廓线的放样与施工精度，提高放样效率，对外围轮廓线放样采用“错层放样、控制安装、实时监测”的施测方案，具体过程如下： 在 N 层上精细放出 N+1 层两端部曲线位置； N+1 层施工时由施工人员采用吊线坠的方式进行模板安装； 测量人员对模板安装精度与变形情况进行测量与验收并进行模板垂直度检查； 进行混凝土浇注； 轮廓复核。 由于现场施工条件限制，某些情况下上述测量中步模板安装精度测量时全站仪难以架设在已知点，需要进行自由设站测量，其设计与计算方案如下： 全站仪架设在合适的位置
14、对外围轮廓转折点上安装的模版进行坐标测量。 精确测量 3 个内控点。 内业对模版检测坐标进行坐标变换（平移和旋转） ，具体公式如下： 平移变换： 旋转变换： 分别为两个坐标系轴方向平移量；为两个坐标系或轴之间的夹角；为独立坐标；为实际坐标； 高程控制网的布设 基准点应选设在施工影响范围以外便于长期保存的稳定位置，高程控制点采用水准测量方式，建立一等水准控制网，针对已有资料情况，拟布设闭合水准路线，其中实际选取高程基准点五个，分别为KZ1、KZ2、KZ3、KZ4 和 KZ5，与平面控制点合并。 施测技术要求： 表 3 水准测量测站观测限差（m） 等级 型号 视线长度 中丝 视距差 视距累积差 黑
15、红较差（mm） 高差较差（mm） 二等 DS05 60 0.5 1.0 3.0 0.5 0.7 DS1 50 注： 电子水准仪按标称精度比照表中相应等级的规定执行。 观测数据的处理 外业观测后，及时对野外观测数据进行分析，水平数据处理及水准测量均采用清华三维导线平差软件。每完成一条水准路线的测量，进行测段往返测高差不符值(mm) 及每测站所测高差中数的中误差(mm)计算： 式中 N测段数； n每个测段的平均测站数。 计算所得的值不超过方案中所要求的每测站高差中数中误差。 导线测量中,测角中误差(mm)计算 式中，m 测站数；为偶然误差。 测距中误差（mm）计算 式中，m 测站数，d 为往返测水平距离不符值。计算所得的值均不超过导线测量观测技术要求的限差。 4 结语 经过望京 SOHO 工程实践检验，笔者提出的技术方案能够以最少的投入满足复杂高层建筑的施工测量任务并且保证了施工质量与工期，取得了理想的效果，将为类似高层曲线建筑施工放样提供借鉴与依据。 作者简介：王洪（1977.10- ） ，中国建筑第八工程局有限公司项目经理，工程师、一级注册建造师、一级注册安全工程师。
