孟令明，付效鐸，張寶云，呂庚

（中建八局第三建設(shè)有限公司北京分公司，北京 100089）

目前，鋼框架核心筒結(jié)構(gòu)施工測量的主要方法是將核心筒和外框鋼作為兩個相對獨立的結(jié)構(gòu)分別進行測量控制，采用內(nèi)控法，利用塔樓的控制網(wǎng)實現(xiàn)對核心筒的內(nèi)控；采用外控法在已安裝完畢后的鋼柱上架設(shè)經(jīng)緯儀，實現(xiàn)對外框架鋼結(jié)構(gòu)的控制；即使兩者的平面及標(biāo)高測量控制使用同一個基準(zhǔn)控制網(wǎng)，仍然無法避免測量誤差的累積[1]，給核心筒結(jié)構(gòu)和外框鋼結(jié)構(gòu)的銜接帶來很大困難。用于核心筒與外框鋼柱銜接的連系鋼梁往往過長或者過短，這一問題出現(xiàn)的根本原因是在對核心筒結(jié)構(gòu)與外框鋼結(jié)構(gòu)分別進行測量控制時錯誤的使用了兩個控制體系，而兩個控制體系之間不可避免的會存在誤差，導(dǎo)致后序鋼結(jié)構(gòu)施工精度無法控制。

魏公村小區(qū)棚戶區(qū)改造項目為雙子塔辦公樓，包括地下4層、地上17層，鋼框架剪力墻結(jié)構(gòu)，本文針對鋼框架核心筒結(jié)構(gòu)的施工特點，詳細(xì)闡述如何建立一個外框鋼結(jié)構(gòu)與核心筒結(jié)構(gòu)同時使用且相匹配的控制體系，同時介紹使用該控制體系對施工測量中鋼梁預(yù)埋件安裝、外框鋼柱定位、牛腿中心線控制以及鋼梁連接板安裝等環(huán)節(jié)的控制方法。

1 建立控制體系

1.1 一級場區(qū)平面控制網(wǎng)

對測量成果報告已知坐標(biāo)及高程進行校核，精度滿足規(guī)范要求后，使用全站儀采用附合導(dǎo)線測量的方式在施工現(xiàn)場四周布置6個高精度的控制點（其中CK1、CK6為成果報告已知點），形成一個附合導(dǎo)線，即首級場區(qū)平面控制網(wǎng)。見圖1。

圖1 一級場區(qū)平面控制網(wǎng)

1.2 二級平面控制網(wǎng)

1.2.1 地下施工階段

計算出各軸線控制網(wǎng)點的理論坐標(biāo)值，在一級控制網(wǎng)基礎(chǔ)上以CK3、CK4為測站點和后視點，使用全站儀，采用坐標(biāo)放樣的形式初步測設(shè)建筑物各軸線控制網(wǎng)點；然后根據(jù)極坐標(biāo)法和直角坐標(biāo)系的幾何條件，校核相關(guān)聯(lián)軸線的坐標(biāo)、邊長、夾角是否相對應(yīng)，經(jīng)平差后進行歸化改正；再進行復(fù)測、改正，直至滿足規(guī)范要求[2]。確定好各軸線控制網(wǎng)點后，用墨線彈出正交十字線，涂上紅油漆做好警示標(biāo)識，保護樁點不被破壞。見圖2。

圖2 地下施工階段二級軸線控制網(wǎng)布置

1.2.2 地上施工階段

結(jié)合工程特點，核心筒結(jié)構(gòu)先于外框鋼結(jié)構(gòu)施工，為保證與外框鋼結(jié)構(gòu)的安裝精度控制相匹配，采用同一控制體系,利用塔樓核心筒的控制網(wǎng)實現(xiàn)對外圍框架鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)控。

1）以一級場區(qū)平面控制網(wǎng)為測設(shè)依據(jù)，采用內(nèi)控法在核心筒四周布設(shè)控制點，形成正交十字控制線，東塔、西塔分別設(shè)置4個內(nèi)控點，兩座塔樓內(nèi)控點間的平面坐標(biāo)位置也應(yīng)滿足一級控制網(wǎng)的精度要求，同時此處也可以與二級控制網(wǎng)點進行復(fù)核，相互印證。

2）外框鋼結(jié)構(gòu)采用全站儀坐標(biāo)點放樣的形式進行控制，點位應(yīng)布置在核心筒四周邊緣位置，控制核心筒的同時也能夠控制外圍所有的外框鋼柱，見圖3。

圖3 核心筒內(nèi)控點布置

3）內(nèi)控點分階段向上傳遞，利用激光垂準(zhǔn)儀發(fā)出鉛直激光束，進行內(nèi)控點的豎向傳遞，在外框2節(jié)柱、5節(jié)柱、8節(jié)柱對應(yīng)樓層設(shè)置轉(zhuǎn)換層。每層內(nèi)控點傳遞后應(yīng)進行復(fù)測閉合，確保精度滿足規(guī)范要求。

1.3 建筑物高程控制網(wǎng)

以場區(qū)高程控制基點為測設(shè)依據(jù)，按四等水準(zhǔn)測量精度，采用往返測量對成果進行平差校正后，將±1.000 m標(biāo)高引測至首層核心筒四周管井中，以首層標(biāo)高控制點向上引測至6、12、16層同一位置處，標(biāo)識點位形成閉合環(huán)形建筑物高程控制網(wǎng)，東塔、西塔分別設(shè)置4個標(biāo)高控制點，以此高程控制網(wǎng)同時對核心筒結(jié)構(gòu)及外框鋼結(jié)構(gòu)進行標(biāo)高控制。見圖4。

圖4 標(biāo)高控制點布置

2 鋼梁預(yù)埋件控制

2.1 預(yù)埋件平面位置控制

由于預(yù)埋件通常埋設(shè)于核心筒剪力墻四周，無法架設(shè)測量儀器對預(yù)埋件的位置進行施測；此時可采用吊線墜法將本層控制軸線引測至模板等物體上并彈設(shè)定位墨線，作為預(yù)埋件的測量控制依據(jù)；使用水準(zhǔn)儀將核心筒內(nèi)標(biāo)高引測至核心筒外立面，作為預(yù)埋件標(biāo)高控制依據(jù)。

2.2 核心筒結(jié)構(gòu)剪力墻垂直度控制

剪力墻垂直度主要是控制鋼梁預(yù)埋件在豎直面上的偏差，此偏差直接影響預(yù)埋件與外框鋼柱之間的凈距，造成鋼梁過長或過短。為解決這一問題，核心筒的平面控制采用外控與內(nèi)控相結(jié)合的施測方法：內(nèi)控法利用激光鉛垂儀將軸線控制點向上傳遞，以控制核心筒內(nèi)部剪力墻的平面位置；外控法在核心筒角部下層剪力墻上用墨線測設(shè)一條鉛垂線（俗稱大角線），上部結(jié)構(gòu)支設(shè)模板時，以此為依據(jù)用線墜吊測核心筒外圍剪力墻垂直度是否滿足精度要求。

3 外框鋼結(jié)構(gòu)安裝測量

3.1 首節(jié)鋼柱安裝測量

首節(jié)鋼柱的安裝精度影響后續(xù)鋼柱的安裝質(zhì)量，本工程中首節(jié)鋼柱生根于地下一層，鋼柱之間沒有鋼梁連接，易造成鋼柱垂直度偏差較大；因此，首節(jié)鋼柱的安裝精度是地下部分鋼結(jié)構(gòu)測控的重點。

1）利用軸線控制網(wǎng)對地腳螺栓的埋設(shè)進行定位放線，用經(jīng)緯儀將需要測設(shè)的軸線控制線投測至生根鋼柱附近，在地腳螺栓定位板上刻畫出一個正交與定位板中心的十字線，根據(jù)定位尺寸調(diào)整定位板位置。校測地腳螺栓平面位置滿足精度要求后，焊接固定。

2）混凝土澆筑完成后，在安裝鋼柱前對地腳螺栓標(biāo)高進行調(diào)整，通過調(diào)節(jié)螺母及墊片高度以達到設(shè)計標(biāo)高值。

3）鋼柱就位后，用經(jīng)緯儀將軸線控制線投測至鋼柱附近，進行細(xì)部放樣，即測設(shè)鋼柱邊線及500 mm控制線。

4）將2臺經(jīng)緯儀分別架設(shè)在不同方向鋼柱底部500 mm控制線上,將固定有磁石的塔尺水平吸附于鋼柱頂部，轉(zhuǎn)動望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)塔尺，利用千斤頂反復(fù)調(diào)整鋼骨柱位置，當(dāng)上下兩個塔尺讀數(shù)一致時，鋼柱垂直度及平面位置校正完畢。

5）鋼柱定位軸線允許偏差≤1 mm；柱腳底座中心線對應(yīng)定位軸線允許偏差≤5 mm；鋼柱起始基準(zhǔn)點標(biāo)高允許偏差≤+3 mm，-5 mm；單節(jié)柱軸線垂直度允許偏差應(yīng)滿足≤H/1 000（H為節(jié)柱高度）且絕對偏差≤±10 mm[3]。

3.2 地上外框鋼柱定位測量

1）建立模型，導(dǎo)出鋼柱關(guān)鍵點位置坐標(biāo)值，利用該坐標(biāo)值的三維特性控制鋼柱柱頂?shù)钠矫嫖恢眉皹?biāo)高。

2）利用激光垂準(zhǔn)儀發(fā)出鉛直激光束，將首層內(nèi)控基準(zhǔn)點豎向傳遞至待測鋼柱相對應(yīng)的轉(zhuǎn)換層，校核內(nèi)控點間的角度和距離，精度滿足施測要求方可進行鋼柱的定位放樣。

3）利用強力磁石將貼有反光標(biāo)靶的鐵片吸附在鋼骨柱對應(yīng)位置，將全站儀架設(shè)在內(nèi)控點上，輸入對應(yīng)的三維坐標(biāo)，對外框鋼柱上不同位置的反光標(biāo)靶進行定位，當(dāng)測設(shè)坐標(biāo)值與設(shè)計坐標(biāo)值一致時，外框鋼柱定位完成。

4）外框鋼柱定位完成后應(yīng)對鋼柱垂直度進行校正，可沿用首層鋼柱調(diào)校方法，上下兩個塔尺讀數(shù)的差值即為鋼柱一側(cè)的垂直度偏差，其值應(yīng)≤H/1 000且絕對偏差≤±10 mm[3]。

3.3 外框鋼柱牛腿控制

外框柱牛腿主要是控制牛腿中心線的偏差，此偏差主要體現(xiàn)在鋼梁安裝后，鋼梁中心線與牛腿中心線不在同一條直線上且牛腿和鋼梁之間會形成一個夾角，最終導(dǎo)致牛腿與鋼梁對邊錯位、鋼梁整體不順直，影響鋼梁焊接質(zhì)量。為解決這一問題，避免外框柱牛腿中心線出現(xiàn)較大偏差，在外框鋼柱調(diào)校過程中同時對牛腿中心線進行控制。利用核心筒內(nèi)控點，對鋼柱安裝過程中牛腿中心線的變化進行動態(tài)監(jiān)測。

1）標(biāo)記出鋼柱牛腿中心線及鋼柱軸心外延控制線，形成一個特定的控制點位，利用強力磁石將反光標(biāo)靶吸附于此位置。

2）根據(jù)計算機模型以及鋼結(jié)構(gòu)深化圖，計算得出鋼柱牛腿中心線特定位置的相對坐標(biāo)[4]。

3）將全站儀架設(shè)在核心筒轉(zhuǎn)換層內(nèi)控點上，對外框鋼柱牛腿上不同方向的反光標(biāo)靶進行動態(tài)控制，當(dāng)測設(shè)坐標(biāo)值與設(shè)計坐標(biāo)值一致時，外框鋼柱牛腿中心線定位完成[5]。

3.4 鋼梁連接板安裝控制

采用連接板栓接連系鋼梁與核心筒。

1）利用建筑物高程控制網(wǎng)將標(biāo)高引測至首層核心筒剪力墻上；以此標(biāo)高控制點向上引測作為連系鋼梁水平方向控制依據(jù)，同時也是外框鋼柱和核心筒標(biāo)高控制豎向傳遞的控制依據(jù)。

2）將經(jīng)緯儀架設(shè)在由內(nèi)控點測設(shè)的控制軸線上；然后將此控制軸線反映到核心筒剪力墻上，以此作為連系鋼梁豎向控制的依據(jù)。

3）依據(jù)標(biāo)高控制點和豎向控制軸線在預(yù)埋件上放線，以此作為連系鋼梁連接板焊接位置的控制依據(jù)。

4）鋼梁臨時固定后，復(fù)核鋼梁兩端標(biāo)高誤差。同跨間內(nèi)同一橫截面梁頂面高差允許偏差，支座處應(yīng)滿足L/1 000（L為跨間距）且≤10 mm[3]。

4 結(jié)語

將核心筒結(jié)構(gòu)控制體系的建立作為重點，包括點位的選擇、布設(shè)形式，在滿足核心筒結(jié)構(gòu)控制的同時實現(xiàn)對外圍鋼結(jié)構(gòu)的控制，保證了核心筒的施工精度與外框架鋼結(jié)構(gòu)安裝精度相匹配。本項目的實踐表明，該技術(shù)不僅提高了鋼結(jié)構(gòu)安裝精度，而且提高了鋼結(jié)構(gòu)安裝效率。