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施工控制网建立的一般要求

时间:2022-02-14 理论教育 版权反馈
【摘要】:施工控制网建立的目的是为工程建筑物的施工放样提供控制,其点位、密度以及精度取决于工程建筑物的性质和施工条件。因此,施工控制网的精度要求就比较高。根据上述特点,施工控制网应该作为整个工程施工设计的一部分。当施工控制网仅仅用于放样建筑物的主要轴线时,对该控制网的精度要求不一定很高。因此,在布置施工控制网时,采用分级布设

控制网按其用途不同分为两大类:国家基本控制网和工程控制网。国家基本控制网的主要作用是提供全国范围内的统一坐标框架,其特点为控制面积大、控制点间距离较长,点位的选择主要考虑布网是否有利,不侧重对具体工程建设时的利用。工程控制网是针对某项工程而布设的专用控制网,它分为测图控制网、施工控制网、变形监测控制网等。

工程建设的测图控制网是在工程勘测设计阶段建立的,其目的主要是为测绘地形图服务,控制点的选择是根据地形条件和测图比例尺综合考虑的,并不考虑建筑物的总体布置,因而无论从点位的精度还是从点位的密度和分布方面,都难以满足后续工程建设的要求。

施工控制网建立的目的是为工程建筑物的施工放样提供控制,其点位、密度以及精度取决于工程建筑物的性质和施工条件。一般来说,为了保证工程质量,施工前必须建立施工控制网。由于平面坐标是相对于几何参考面,而高程是相对于物理参考面,因此施工控制点通常表述为平面坐标和高程两个方面,故施工控制网应包括平面控制网和高程控制网。

施工控制网的布设应该根据建(构)筑物的总平面布置和施工区的地形条件来考虑。对于地形起伏较大的山岭地区和跨越江河的地区,一般可以考虑建立三角网、边角网或GPS网。对于地形平坦但通视比较困难的地区,例如改建、扩建的居民区及工业场地,可以考虑布设导线网或GPS网。对于建筑物比较密集且布置比较规则的工业与民用建筑区,也可以将施工控制网布设成规则的矩形格网,即建筑方格网。

相对于测图控制网而言,施工控制网一般具有如下特点:

(1)控制的范围小,控制点的密度大,精度要求较高。相对于测图区域而言,施工区域相对较小,但在较小的场地上,待建设的各种建筑物的分布错综复杂,没有较为密集的控制点,就无法胜任施工期间的放样工作。另外,建筑物的放样,其偏差都有一定的限差。如工业厂房主轴线的定位精度为1~2cm,相对于地形测绘而言,这样的精度要求是相当高的。因此,施工控制网的精度要求就比较高。

(2)施工控制网使用频繁。在施工过程中,控制点往往直接用于放样。对于复杂建(构)筑物,不同的高度层往往具有不同的形状、不同的尺寸和不同的附属工程,随着施工层面和浇筑面的升高,往往对每一层都要进行放样工作。由此可见,控制点的使用是相当频繁的。这样一来,对于控制点的稳定性、长期保存的可能性、使用时的方便性就提出了比较高的要求。工地上常见的轴线控制桩、观测墩、混凝土桩等就是基于这一要求建立的。

(3)容易受施工干扰。在现代建筑工地上,经常采用交叉作业的方法,这样会使得建筑物的施工高度有时相差悬殊,会妨碍到控制点之间的相互通视。另外,施工机械遍布场地,人员和运输车辆往来等,都会成为阻碍视线的严重障碍。另外,控制点的稳定性也受施工影响。因此,施工控制点的位置分布要恰当,密度也应该较大,以便于工作时能有所选择。

(4)投影面往往与工程的平均高程面一致。由于施工控制网的相对精度要求非常高,因而其常常采用经联测得到的一个点的坐标和一个方位角作为固定的起算数据,其长度基准不需要投影到平均海平面或参考椭球面所对应的高斯平面上,而是投影到工程投影面上。工业建筑场地是将施工控制网投影到厂区平均高程面上;有的工程要求投影到定线放样精度要求最高的平面上,以保证设备、构件的安装精度;桥梁控制网要求化算到桥墩顶的高程面上;隧道控制网则应投影至隧道平均高程面上。

根据上述特点,施工控制网应该作为整个工程施工设计的一部分。布网时,应该充分考虑施工的程序、方法及施工场地的布置情况等。控制网布置好以后,还要注意桩位的保护。如标注在施工设计的总平面图上、对施工人员进行宣传教育等。

大型工程的施工现场通常需要施工许多各种各样的建(构)筑物,它们往往是分期进行的。为保证各个建(构)筑物的平面和高程位置都符合整体布局和设计要求,施工测量和地形图测绘一样,也要遵循“由整体到局部,先控制后碎部”的原则,即先在施工现场建立统一的平面控制网和高程控制网,然后以此为基础,测设出各个建(构)筑物及其构件的位置。在进行各建(构)筑物放样时,所利用的各类控制点必须是同一个系统中的,这样才能保证各建筑物的正确施工。

通常,建筑物的设计思路是:首先作出建筑物的总体布置,确定各建筑物位置间的相互关系(也就是各建筑物轴线间的相互关系),然后围绕主要轴线设计各辅助轴线,再根据辅助轴线设计各项细部的位置、形状、尺寸等。工程建筑物放样工作的程序与设计时的情况一样,遵循从整体到局部的原则,即首先在现场定出建筑物的轴线,然后再定出建筑物的各个部分。采取这样一种放样程序,可以免除因建筑物众多而引起的放样工作的紊乱,并且能严格保持各放样元素之间存在的几何关系。例如放样工业建筑物,则首先放样出厂房主轴线,再确定机械设备轴线,然后根据机械设备轴线,确定机械设备安装的位置。又如放样民用建筑物,则首先放样建筑物外廓轴线,再确定建筑物内部各条轴线,然后根据建筑物内部各轴线确定房间的形状、尺寸等。

工程建筑物主要轴线放样要求,应根据建筑物的性质、它与已有建筑物的关系及建筑区的地形和地质等情况来决定。主轴线的放样,可以根据在建筑区为施工测量专门建立的控制网——施工控制网进行。而细部放样一般可根据主要轴线进行,但有时也可以根据施工控制网进行。测量人员应该创造从现场标定的轴线进行细部放样的条件,这对于保证建筑物的几何形状、尺寸及放样工作的顺利进行,都是很有利的。

当施工控制网仅仅用于放样建筑物的主要轴线时,对该控制网的精度要求不一定很高。例如,工业场地上主轴线放样精度为2cm,建立厂区施工控制网时,控制网能够满足这样的精度要求即可。但是,如果施工控制网除了用于放样主轴线,还用来放样各辅助轴线和细部结构时,则对施工控制网的精度要求就大大提高。例如桥梁的施工控制网,除了用来精密测定桥梁跨越结构外,还要用来放样桥墩的位置,保证其上部结构的正确连接,因此其精度要求就比较高。

有些复杂工程往往是各种建筑物、构筑物、公路、铁路、工业设施的综合体,各个项目对放样的精度要求不同。另外,各项目之间轴线的几何联系,相对于其内部各轴线间的几何联系,在精度上往往有较大差异。因此,在布置施工控制网时,采用分级布设是比较合理的。即首先布置整个施工区域的首级控制网,其作用是放样各个建(构)筑物的轴线,然后建立加密的二级控制网,其作用是控制各建(构)筑物内部的几何关系。需要指出的是,由于工程建设的特殊要求,二级控制网的精度有时要高于首级控制网,施工控制网在精度上并不遵循“由高级到低级”的原则,这也是施工控制网的一个特点。放样工作应该根据建筑物施工的具体情况(精度要求、施工条件等),采取区别对待的方法,从而便于测量工作的进行。

施工控制网建立好以后,就可以根据其进行轴线放样。但在实际工作中,并不意味着利用施工控制网一次就能将所有的建筑物轴线都放样出来,而是依据施工进度和施工需要,依次进行。因为过早放样某些点位,一是由于进度所限,不利于桩位的保护,二是施工过程中,设计有可能修改,过早放样的某些点位失去了作用。

综上所述,施工放样的程序可以做如下选择:一是根据施工控制网放样建筑物轴线,再根据建筑物轴线进行细部放样;二是根据施工控制网直接放样建筑物轴线和细部。如何选择,视设计、施工等实际情况而定。需要强调的是,放样是整个施工过程中的重要组成部分,因此,必须与施工组织计划相协调,在精度和速度方面满足施工需要。测量人员必须具有高度的责任心,做到胆大心细,满足进度,保证质量。

在工程建筑物勘测设计期间建立的高程控制网,其点位密度和分布方面往往难以满足施工高程放样的要求,因此也需要建立专门的高程控制网。在施工期间,要求在建筑物附近的不同高度上都必须布置临时水准点,临时水准点的密度应保证只设一个测站就能在建筑物上进行高程放样。因此,高程控制网通常也采用分级布设,即首先布设遍布施工区域的基本高程控制网,然后根据不同施工阶段布设加密网。加密点一般为临时水准点,可以因地制宜,置于凸出的岩石上或已经浇筑好的混凝土上,但标记要醒目,便于保存和寻找。

需要指出的是,平面控制网和高程控制网可以分开布设,也可以把平面控制点联测高程,作为一个整体布设,具体采用哪一种形式应该视地形起伏和测量的难易程度等情况而定。

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