西安西北航空中心工程施工測量技術

　　西安西北航空中心工程是由西北航空中心有限公司投資興建，中國建筑西北設計研究院設計。位于西安市勞動南路東側，緊靠西北民航管理局辦公樓。地下二層，最大埋深12.14m；平面呈多邊形（主樓水平投影類似于烏龜殼），東西向軸長約100 m，南北向150 m（其中主樓約45 m），最高點108 m，自然地坪標高402.3 m，±0.000標高402.9 m。工程由北裙樓、主樓、南裙樓三部分組成。北裙樓主要為地下二層地上四層服務區；中部為主樓部分，內設賓館、寫字間、游樂中心、餐飲等；南裙樓主要為商場、保齡球館并且屋頂有游泳池。

　　主樓位于本工程的正中間，地下有兩個標高層，地上有8個標高層（其中有20層的標準層），平面尺寸為100×45 m，結構頂標高108 m，基礎埋深－9 m，最大埋深－12.14 m。作為具有深基礎、大凌空、高程落差大、曲線類型多、結構平面形式復雜的大型建筑，且工期緊、任務重、圖紙多，促成施工測量工作內業計算量超常。因此，如何控制本工程測量放樣的精度，如何進行系統地、高效地、全面地圖紙審核和快速準確的提供施工測量數據，是測量工作的重中之重，直接關系著最終工程的質量。從測量工作的逐級控制原則出發，嚴格執行“項目部測量組→施工測量復核→監理檢核”的三級管理程序，高標準、嚴要求、高精度，為確保工程質量獲結構優質的目標實現提供基本保障。

1  總體控制

　　1.1  平面控制

　　場地控制測量，按照由整體到局部、先控制整體后控制碎部的逐級控制的測量原則，結合場地、工程建筑結構特點，根據現場通視條件以及現場施工的需要，以城市導線點為高級控制點，沿場地周圍布設了一條閉合導線，作為首級控制導線網。導線全長相對中誤差高于1／35000，方位角閉合差小于±5″√n（n為導線點個數），平差后精度指標：測角中誤差小于±2.5″，邊長相對誤差高于1／40000。

　　由于曲線類型多、通視條件差、占地面積大、平面形狀復雜等施工特點，外控制點的布設困難大，布設導線邊長差異大，首級導線點之間精度不均勻，且在施工過程中的使用率也會受到很大程度的限制。因此，在施工測量的總體控制采取內控為主，外控為輔，內外控相結合的的控制方法，但始終保持內、外聯測。測設現場方格網做為軸線控制時，邊長不宜過長（如取≤100m），并以此作為工程的二級導線，為減少由于工程高差太大產生I角的影響，避免地下、地上兩部分結構出現測量放樣的超差，事先在基礎護坡周圍布設“十”字軸線控制點，并與地上Ⅰ、Ⅱ級導線點聯測，檢核，以確保施工測量控制精度的要求。

　　軸線控制點的測放，按常規正倒鏡投點法投測，并經平差、復核后，采用內分法或直角坐標法測放出其他線及墻體控制線等細部線。如基坑開挖進行邊坡上、下口線控制時，應根據坡度計算邊坡外放量。

　　為便于層間的檢核，在各流水段內應以適當密度設置預留點：軸線控制點，主樓每層預留點九個），以此進行層間放線的復核，對于大凌空層間較復雜的點位采用激光鉛直儀法進行投點檢核。

　　平面細部測量一般分為初測和歸化2步進行，放樣定點后要對各點做校核條件的檢查或在一點架設儀器重復檢查。對于一些不連線的或與周邊結構相對關系不很明確的獨立結構（如獨立柱），在放樣后必須用另外的控制點或軸線進行檢查，以保證其位置正確。

1.2  豎向標高控制

　　本工程的高層控制，采取二等水準測量和四等水準測量法控制。

1.2.1  ±0.000以下

　　由于工程   結構基坑深，采用水準儀高程測量向基坑度進行標高傳遞，獲得基底高程，經檢查、復檢、復核進行閉合差調整后將標高基準樁妥善保護起來（標高基準樁不少于三個），對于基底均以2－3m設控制樁帶水平線來控制開挖平整度。

1.2.2  ±0.000以上

　　為了避免標高傳遞出現上、下層標高超差，經常對標高控制點進行聯測、復測、平差，檢查核對后方可進行向上層的標高傳遞，在適當位置設標高控制點（每層不少于三點），精度在±3mm以內，總高±15mm以內調整閉合差，結構標高主要采取測設﹢1m標高控制線，作為高程施工的依據。

1.3  非常規結構構件的測量控制

　　西北航空中心工程中，主樓平面中軸以斜10°11″線為主。東西端輔以圓弧。旋轉餐廳為半懸空圓形，南裙房交*圓弧等。因此，控制曲線放樣精度及中軸斜線精度，直接關系到建筑物的成形效果。

1.3.1  外業控制

　　受通視等條件制約較大，常規的測量方法已無法滿足該工程的精度和質量要求，現場施工測量主要采用全站儀極坐標測量法，局部放線也可適當采用直角坐標放樣法。全站儀的選擇和精度指標控制是制約施工測量的因素之一，如本工程中全站儀（精度指標在2＋2ppm）和棱鏡，要求能精確測距和極坐標放樣乃至進行三維坐標測量，其精度在±3mm。

1.3.2  內業控制

　　測量內業工作是進行一切施工測量的重要前提和保障，尤其對于本工程而言包括施工圖紙的準確核對、以不同種方法進行圖紙原始數據和推算數據的計算與核對、復核以及資料編制等，為此，利用計算機編程和電子板制圖方法進行測量內業工作在本工程中得到了廣泛的應用。

1.3.2  新方法的探討與改進

　　在高精度要求的復雜建筑工程結構施工中，受到現場通視等條件影響，當在控制點的布設和使用率受到限制時，采用GPS進行控制點的隨機布設，既可避免由于不通視所帶來的困擾，且可免除控制點間聯測等工作，從而一步定點，既可確保點位精度，又可節省時間提高工作效率，每定一點時間不超過40min，點位精度可達到±3mm，但使用GPS定點應確保有一個固定點做為永久性控制點用于相對定點。

2  施工測量技術的應用

　　在西北航空中心工程中，除了大范圍的斜線，復雜的平面曲線，螺旋曲線也是本工程的重點與難點，以下將分別從平面斜線、二維曲線（旋轉餐廳），異形曲線樓梯等結構的測量控制加以探討。

2.1  復雜平面斜線的測量控制

　　本工程的結構平面為非對稱性平面，且無主軸定位線，對測量控制標準要求更高（本工程的內控制標準比國家提高一級），考慮到施工中其他分項工程（如鋼筋、模板工程）的相互制約。施測步驟如下：①在1點處架設經緯儀，觀測2（2´），旋轉90°0´0″之后取3點及4點，滿足√3，√4的距離；（此時正南北、正東西控制線已施測出來了）②在3（4）點處架設經緯儀，向內轉10°11´（a值）；至此本工程主樓的平面方位控制線均已明確。（說明：原施工組織設計為四角控制點，本人對此作了修改，同時滿足分成左右兩段施工及測量的要求，為主體的提前竣工搶得了寶貴的時間）

2.2  旋轉餐廳的施工測量控制

2.2.1  基本特征

　　旋轉餐廳位于主樓28層頂，且偏西方向，呈半懸挑狀態，平面為一半徑為6.8m的圓弧圖形，內弧半徑為6.8 m，外圓弧半徑為10m，懸挑3.8m。旋轉餐廳有三層，包括設備層、餐廳、水箱間三部分。

2.2.2  測量控制

　　根據施工餐廳與主樓屋面有高低差，故旋轉餐廳的測量分為：高程傳遞與平面控制兩大部分。本文著重介紹平面控制測量方法：將儀器架設于2點處，將2、2´線移至標高H1處，再在2´處架儀器，2´2″線即可出來。

2.3  南裙房

2.3.1  基本特征

　　入口門廳為一半徑為35m的弦，在其南方由一空中游泳池。

2.3.2  測量控制

　　主要介紹入口門廳弦的平面定位：已知OM＝a，CM＝m，AO＝R。

　　易知：OC＝√a2＋ m2，DC＝R－√a2＋ m2，n＝DC／OC×m，即b／a＝n／m，則：b＝n／m× a，x1＝m＋n＝MR／√a2＋ m2，D1＝b＝R－√a2＋ m2／√a2＋ m2× a。I測量時，知x1即1M，y1即1D，調整為x1，H－y1，此D點即為已知OM、R及CM時的圓弧上的點。此法我們稱之為平行移弦法。避免了需要圓心時的測量變通法。

3  施工測量中計算機技術的應用

　　在大型工程的施工測量中，由于結構復雜、計算量大，尤其是對于平面不規則的施工放樣與數據計算（包括二維曲線和三維曲線），使用傳統的計算方法已不能滿足工程的需要。因此，利用計算機程序進行計算也越來越廣泛地應用在大量的測量內業計算中，不但計算精確、高效，而且能快速完成復雜、大量的計算，人而大地提高工作效率。

3.1  曲線放樣計算程序

　　根據曲線特征要素，為施工放樣的方便起見，以一定弧長為等分圓弧起始步長，來實現計算圓弧中間加密點坐標，輸入已知數據即可算出該段圓弧中所加密點數和各點在當前坐標系內的坐標值。對于隨圓曲線，可以一確定距離為限定界限等分拖延來計算加密點坐標。

3.2  計算機電子模似制圖應用