高精度自动测量控制技术

25. 高精度自动测量控制技术

25.1 高精度自动测量控制工程概况

本工程体量巨大，工期紧张，施工过程中所采用的测量仪器主要为：

①全站仪一台，型号为TCA2003，测量精度为0.5mm±1ppm；

②激光垂直仪1台；

③经纬仪4台；

④水平仪6台。

整个测量工程由项目体专职测量小组完成。

25.2 施工方法

25.2.1 平面测量控制网的建立

为保证总体工程和各分项工程测量工作的统一性、完整性和延续性，本工程建立统一的平面控制网和高程控制网，控制网分为三级。第一级为长期保存高精度控制网，第二级为整个工程施工期间的现场方格控制网，第三级为配合各单项工程上部结构施工的控制网。

第一级控制网以业主提供的场区测量桩点为依据，建立平面成三角形的控制网，采用城市坐标测量系统，高程控制网借用平面控制网的桩点进行布设，并将该控制网点视为基准点。

第二、三级控制网为施工控制网，以第一级整体控制网为依据进行测设，布设满足相关施工细部测量或细部施工控制的要求为原则，全面覆盖。

25.2.2 轴线及标高的垂直传递

施工过程中，应用激光垂直仪、经纬仪等设备，根据地面层设置的控制网、控制点逐层向上传递。

将经纬仪置中整平至垂直刻度，在开顶上方放置目标分划板激光光点调至最小，水平旋转经纬仪，移动分划板，使分划板中心点位于旋转光点的圆心，调整误差值，最后所取点即垂直控制点，连接控制点形成控制轴线，用钢尺校对，调整误差，最后细分全部轴线；标高的控制采用钢尺从下层引入标高，基点位置固定，可通过结构中的预留孔引上来，同样应调整钢尺的温度及拉力误差，然后利用水准仪同层抄平。

25.2.3 垂直控制点的设置、转换及测量方法

根据本工程建筑平面造型设置若干个垂直控制点使其成为控制网，其点位误差控制在±2mm以内，以这些点为基准进行垂直控制测量。根据结构平面的变化，垂直测量控制网也作相应调整进行垂直控制点的转换，精度要求和测量原理不变。

（1）投测方法

在地面层结构施工中，利用基准点和基坑四周已测设的轴线为依据，架设垂直仪，从四个方向投测地面层上，测设若干垂直控制点，并在地面层上利用直角坐标法结合极坐标法进行校核，准确无误后，将其用钢板固定，作为以后向上投测的基准点。

（2）垂直度偏差控制

本工程垂直控制采用外控校核为主的方法进行观测。对于现场测量的基准点，施工人员应进行保护，严禁破坏和任意搬弃。

通过以上这些小控制网的建立及相互校核，可以保证本工程测量处于精度要求范围以内。

25.2.4 测量精度的控制及误差范围

本工程的交付使用要求高，施工测量精度目标为：每层轴线之间的偏差在2mm以内，层高垂直偏差在±2mm以内，总高度垂直偏差在±20mm以内。为保证即定的测量精度目标，在施工过程中，实施科学周密的测量方案和测量复核方案，力求使实际测量精度完全控制在要求范围以内。

①测角：采用全站仪三测回，测角过程中误差控制在2"以内，总误差2㎜以内；

②测弧：采用偏角法，测弧度误差控制在2"以内；

③测距：采用全站仪进行往返测法，取平均值；

④量距：用鉴定过的钢尺进行量侧并进行温度修正。

25.2.5 实施监测

通过每天的现场监测数据作图，绘制各类位移—时间曲线。下图4-50所示为本工程基坑开挖施工过程中，围护帽梁水平位移随时间变化的曲线，帽梁水平位移的监测是随着挖土施工的进行而逐渐展开的，在挖土施工进入工况三以及工

况四之后，卸荷后在土体侧向压力作用下，帽梁的水平向变形有所发展，变形最大处的水平位移约为20mm 。随着混凝土底板的浇筑以及地下室主体结构的施工，基坑围护周边大载重量的施工机械频繁行走，大吨位汽车吊的吊装作业以及部分材料的堆放导致帽梁水平向位移进一步增加。直到地下室主体结构施工完毕，基坑水平支撑拆除，帽梁此时的水平向变形最大值约为32mm ，设计给出的帽梁水平变形警戒值为80mm ，说明整个基坑施工过程是安全的。

测点1

测点4测点7测点10测点13测点16测点19测点22测点25测点28测点31

帽梁水平位移 / m m

监测日期

图4-50 帽梁水平位移随时间变化曲线

通过对施工各环节的实时监测，不仅对施工质量提供了有效的保证，同时在第一时间为施工提供参考、检验设计理论，对施工的安全起到了非常重要的作用。 25.3 经济及社会效益总结

本工程建筑物外形复杂，体量巨大，利用先进仪器设备，通过建立轴线控制网解决测量速度、精度等技术难题，实现了工程施工进度、质量、安全的有效控制，节约了工期约10天，节约项目劳动成本约20万元。