靈山勝境三期工程梵宮異形結構施工測量技術

孫曉陽 華曉寧 顏衛東

1 工程概況

靈山勝境三期工程梵宮建筑位于江蘇省無錫市靈山風景區內。主要由梵宮和圣壇兩部分組成，總造價約 4.8億元，總建筑面積約100 000m2，建筑高度61m，南北方向112m，東西方向94m，地下 2層，地上 4層，基坑開挖深度 20m。建成后作為 2009年世界佛教論壇的會場，為來自世界各地的 1 500名會議代表提供所需的會議，餐飲場所及游客觀看佛教表演，欣賞佛教藝術，感受佛教文化的重要場所。工程于 2009年獲得建設工程“魯班獎”。

工程順應二期靈山大佛的整體環境及佛教文化的含義而設計的，體型奇特、復雜，建筑風格新穎美觀;梵宮圣壇結構較為復雜，外方內圓，外軸網為近正方形，內軸網為同圓心的 9條圓軸線及 24條以同圓心15°旋轉的放射軸線，圓心部分為深 10m左右的升降舞臺坑。

2 測量方案的確定

異形弧面圖形的施工測量傳統方法概括起來有拉線法、幾何作圖法、坐標系法、經緯儀測量法，其中經緯儀測量中常用的有經緯儀測角法、切線支距法和弦線支距法。根據本工程特點(圓弧半徑大、地形高低不平并且從圓心向外有數處深坑)，無法采用直接拉線法、幾何作圖法、坐標系法進行放樣。經緯儀測量法中的經緯儀測角法雖然能夠實現本工程的測量定位，但要進行多次距離角度測量，非常繁瑣，不能滿足工期的要求，最后選擇用全站儀進行坐標放樣。

表1 平差后控制點坐標

3 平面控制網的建立

業主最初在景區道路上提供 2個原始測點，并且給出這 2點的坐標，根據建筑物位置和現場平面布置，在建筑物的四周選定4個點，利用全站儀，采集出這 4個點的坐標經嚴密平差后作為建筑物的控制點。每個控制點的做法為:在控制點位置挖直徑 0.5m，深0.5m的土坑，然后在坑內灌注C15混凝土，在混凝土內埋設0.4m×0.4m帶0.4m錨固腳的鋼板，鋼板頂面與混凝土頂面基本相平，在鋼板面用鋼鋸條刻一十字線，交叉點用射釘打小孔，頂部加蓋木板并編號。由于甲方提供的2個原始點在規劃的主道路上，不易保護，所以這4個控制點是極其重要的，為防止損壞，用鋼管架圍護，做明顯標志，平差后控制點坐標以及軸網控制線交叉點坐標見表 1，表2。

表2 軸網控制線交叉點坐標

4 軸網控制線交叉定位點的放樣

4.1 ±0.00及其以下軸網交叉控制線定位點放樣

由于 4個控制點離建筑物有64m遠，且設在現場山坡上偏僻地方，直接將全站儀放在控制點上，不能看到基坑內的棱鏡，即使能看到，由于棱鏡拔出太高，也會造成較大誤差，所以先在坑邊能俯視基坑且無死角的地方，臨時設一點，并用全站儀采集該點坐標，然后將全站儀架設于該點，將該點作為測站點，將 4個控制點中沒有被遮擋住的，且離測站點最遠的點作為后視點(后視距離越遠，精度也越高)。將全站儀整平對中后，先瞄準后視點，然后輸入測站點坐標，保存后再輸入后視點坐標，利用角度定向后，依次輸入計算好的軸網控制線交點坐標，利用棱鏡將軸網控制線交叉點逐一放出。圣壇部分圓環根據圖紙需要放出 23.8m，37.7m，45.5m的圓環控制線，利用AutoCAD按1∶1的比例將建筑平面圖及規劃提供的坐標點用AutoCAD繪圖軟件模擬繪出，使平面圖中建筑物尺寸與實體完全相同，建筑物定位坐標與規劃提供的坐標相統一。利用AutoCAD中的矢量計算功能計算出所需的圓環線與軸線相交點的坐標，然后用全站儀放出所需點。

4.2 ±0.00以上軸網控制線交叉定位點放樣

由于圣壇圓心點基坑深10m，無法采用傳統的經緯儀角度放線，且本工程最高的屋面結構頂高程為 30m，與山坡上的控制點高差相差19m，不算高，現場也較開闊，故在放±0.00以上軸網控制線時，采用全站儀直接在各層樓板面或屋面上進行放樣，見圖1。

首先在 4個控制點中，選擇通視 2個點，1個點作為測站點，1個點作為后視點，在各層頂方便位置找一點，然后用全站儀采集坐標的方法，采集出其坐標，最后把全站儀架于各層頂該點位置，將其作為測站點，將 4個外圍控制點中的通視的且較遠位置的點作為后視點，將計算好的軸網控制線交點坐標輸入全站儀，放樣出這些點。

5 根據軸網控制線交叉定位點放各層細線方法

1)外圍方形輪廓線。首先利用山坡面控制點測放出樓面4個角部控制點并歸方閉合，其他外圍軸線根據與其關系測放，并在樓面4個控制點處留設200mm×200mm投射孔，點采用鉛垂線進行測設，全站儀所放樣點與之進行相互的復核。

2)放射半徑和柱輪廓。如圖2所示，點(1)、點(2)、點(3)、點(4)為樓層放好樣的4個軸網控制線交叉定位點，根據(2)(3)距圓心的距離(如圖2所示(2)(3)為控制線)D，利用三角函數關系，計算出(2)(3)線與各軸線交叉點至圓心的距離，并與已放圓環控制點相檢驗，是否閉合或誤差在允許范圍內。如在放(2)(3)線上，D=39.2m，DO(3)=39.2/cos15°=40.583m，而DO(2)=37.7m，則DO(3)-DO(2)=2.883m，若實際量出距離為2.883m及D(2)(3)= 46.1-37.7=7.8m或在2mm范圍內，則用墨線彈出放射半徑，柱輪廓采用一般幾何關系畫出即可。

3)放弧形軸線。與±0.00以下部分相同采用矢高法做出，若遇鋼筋遮擋可做適當平移。

6 施工總結

本工程利用上述方法進行測量放線，在施工測量中運用 AutoCAD軟件，減少了內業工作量，極大地提高了數據計算的速度及精度;每層只需2 h即可完成，大大提高了工作效率，比利用經緯儀測角要簡單，快速，并利用固定坐標點解決了前后分期施工軸線閉合的問題。

在一些造型復雜的工程中，制定一個行之有效的測量方案，可以簡化工作難度，加快施工進度。除了此異形圓弧建筑物可利用本法進行測量放線外，其他曲線型建筑物，也可利用AutoCAD搜捕出各定位點坐標，再利用全站儀進行坐標放樣，這一精確定位測量方法在折線、圓弧、三角等各種形式的復雜建筑，以及各種形式的構筑物的施工放線、測量中有很好的應用前景。

[1] 田 野，周健偉，徐漢超.建筑物變形監測的作業方法探析[J].山西建筑，2009，35(15):349-350.