建筑精密施工測量關鍵技術

摘 要：當前，在現代建筑工程建設中，精密施工測量技術的廣泛應用，逐漸取代了傳統的測量技術，測量精度與測量效率得到顯著提升，更好地滿足了復雜結構建筑物建設的需要，降低了工程施工過程中出現錯誤的概率，提高了工程項目施工質量。鑒于此，本文以建筑精密施工測量技術為切入點，結合濰坊環境工程職業學院二期項目實例，系統性闡述精密施工測量關鍵技術的應用要點和注意事項，以供參考。

關鍵詞：建筑工程；精密施工測量；關鍵技術；應用方法文章編號：2095-4085（2024）08-0064-03

1 項目概況

濰坊環境工程職業學院二期項目，位于山東省濰坊昌邑市，東側毗鄰下小路，西側毗鄰綠博大道，南側毗鄰站前路，北側毗鄰會展路。本項目擬建設D-1#樓，地上四層與地下一層，建筑總高度為16.05m，建筑面積為14 705.73m2。在現場施工準備階段，測量人員對場區內分布的永久性水準點、半永久性水準點開展全面復查，測設單條橫向控制軸線與兩條縱向控制軸線建立平面控制網，按照建設單位提供的水準點，操縱水準儀等設備，開展高程測量作業，把標高控制點傳遞到建筑底板、各樓層樓板部位，用于控制層高。

2 建筑工程精密施工測量關鍵技術的應用方法

2.1 天頂投影法

天定投影法適用于平面控制點的傳遞，把所掌握測量數據投影到地球接觸平面，分階段完成平面控制點豎向傳遞操作。提前在工程現場配備高精度激光鉛直儀設備，使用北斗GNSS系統。要求測量人員重點掌握布置內部控制網、控制網傳遞、控制點校核、觀測節點、控制點復核五個步驟的操作要點。第一，布置內部控制網，在建筑各樓層內重復開展激光投影作業，用于傳遞標高控制點與軸線控制點，再由多處內控點共同組成內部控制網。第二，控制網傳遞，把控制網內的控制點傳遞到施工樓層。以軸線引測傳遞為例，可采取天頂準直法，在工程現場架設激光鉛垂儀等設備，將底層軸線控制點投測至施工層，再按照軸線控制點測放軸線。第三，控制點校核，在控制點分階段傳遞期間，難免會產生測量誤差，誤差值持續累計。對此，要定期開展復核作業，減小誤差，或采取GNSS靜態定位測量技術，一次性把基準點引測到建筑物樓頂部位，徹底解決測量誤差累計問題。第四，觀測節點，提前在各樓層內設置若干數量校測點，正常情況下，在建筑物東西中軸線與南北中軸線上布置校測點，在轉換層上布置GNSS點位，安裝專用測量工具，點位布置妥當后，開展外業觀測作業。第五，控制點復核，為避免測量誤差超過設計要求，在平面控制點豎向傳遞完成后，測量人員要采取坐標法等其他方法，對控制點傳遞結果進行重復測量，對比測量結果，確定數值誤差在允許范圍內，方可完成點位傳遞作業。

2.2 聯系三角形法

在控制點豎向傳遞環節，測量人員可采取聯系三角形法，在建筑外墻外側位置布置鉛垂儀投點，利用鉛垂線傳遞控制點，傳遞原理如圖1所示。其中，把A、B作為地面控制點，C、D作為施工層控制點，M、N為外墻外側吊錘鋼絲，測量人員在A點與C點布設儀器，以B點和D點作為目標，獲取水平角、水平距離等測量數據，按照地面觀測數據確定相鄰吊錘線水平間距值。最后，把地面控制點、施工層控制點以及吊錘線三者共同視為一條導線，根據計算結果，掌握施工層CD邊坐標方位角和控制點坐標值［1］。此外，測量人員還要對控制點傳遞精度進行分析，遵循誤差傳播定律，根據地面控制測量精度和所掌握的信息求解量距誤差、角度誤差，判斷測量誤差是否超出控制點豎向傳遞允許的范圍，必要時，重復開展點位傳遞測量作業。

2.3 無定向導線法

無定向導線法，是從已知邊出發并閉合到已知點上，形成導線的測量方法，導線一端存在已知點，但缺乏定向點位，無法通過常規計算方法推算坐標值。相較于傳統的附和導線，無定向導線檢核精度稍低，但明顯高于支導線精度。首先，在施工現場進行測量時，測量人員在地面、工程施工層設置多處控制點，設置數量不少于2條的吊錘線。前期準備工作完成后，依次在現場地面與施工層完成水平角和水平距離的精密測量作業，根據地面觀測數據，推算各條吊錘線坐標值，導入坐標系推算相鄰吊錘線水平間距值。最后，根據施工層觀測數據，推算吊錘線水平間距值，檢查計算差值是否超過允許標準，把施工層控制點和吊錘線組成無定向導線，獲取項目施工層各處控制點的坐標值。

2.4 標高自動傳遞技術

標高自動傳遞技術，是把相同基準點持續向上傳遞，由預先安裝的儀器設備直接讀數和開展數據處理作業的技術。相較于傳統人工傳遞技術，可以徹底消除人工誤差，有利于提高建筑高程測量精度與效率。在標高傳遞測量期間，要求測量人員首先在建筑底層安裝強制對中裝置，裝置螺栓部位架設激光電子全站儀，根據現場環境條件，調節全站儀初始值，把望遠鏡方向對準天頂，直至屏幕數值恢復至0°，在預留洞口內部放置支座，安裝照相接收機，在各樓層內挑選具有代表性的位置，布置監測點。通常情況下，在核心筒外墻、樓板面梁上部、異形柱與巨型柱外側四角等位置，設置監測點，保持各樓層監測點數量一致。隨后，操縱全站儀開展多次測距作業，不斷調整測距角度和位置，由照相接收機采集測距激光點位置，根據外業測量結果，推算垂準距離。最后，在垂準距離位置安裝全站儀和水準儀，自建筑物首層向參考層逐層傳遞高程控制點，根據儀器讀數獲取測量數據，把測量數據導入計算公式，逐步計算各參考層測點與首層對應點位高差值，確定施工層標高值［2］。

2.5 高精度擺動歸心測量技術

高精度擺動歸心測量技術，適用于施工現場環境復雜多變、周邊運轉塔吊等大型機具設備的建筑工程，主要進行垂直投測測量，取代了傳統的軸線控制網垂直引測方法，可消除結構柔性擺動等因素對控制點向上引測精度造成的影響，始終把施工控制軸線誤差控制在3mm以內，保持結構整體垂直歸心狀態。在工程現場進行測量時，測量人員可直接使用預先設置的GNSS高程校核基準點作為監測基準點，預先進行多次觀測作業，明確每次觀測作業的測試時間、截止高度角和采樣率，記錄現場溫度等氣象參數。隨后，選取多個IGS站數據，聯合計算處理工程現場基準點坐標，確定基準站地心坐標，將其作為起始坐標，再投影至現場平面。最后，搭配使用北斗系統與GPS全球衛星定位系統，根據衛星信號處理的結果，掌握各監測點的坐標值，由基準站和監測點構成三角形，使用方向坐標，對各三角形的增量閉合差進行檢驗，再開展平差處理作業，根據處理結果，判斷建筑物主體結構軸線偏差是否超標。

2.6 GNSS基坑監測技術

基坑施工是一項危險系數較高的施工作業，施工現場可能出現坑壁坍塌、地基沉降等問題，要在基坑開挖時同步開展監測作業，以地基沉降量、支護結構變形位移量為監測對象。在對基坑進行監測時，測量人員可采取北斗GNSS自動監測技術，在基坑周邊設置基準站與安裝天線、接收機等設備，在基坑測區內設置若干監測點。隨后，啟動接收機，確定基準站位置，通過近地衛星測量基準站與各監測點的間隔距離，求解坐標值，再通過巖土傳感器等裝置，感知各測點的地基沉降量和基坑支護結構位移變形量。最后，把現場測量數據導入處理工作站進行求解，如果監測值與額定值偏差程度超標，系統立即向測量人員發送報警信號，采取臨時加固基坑支護結構等措施進行處理，必要時，停止基坑施工作業，將現場人員、設備疏散至安全區域，待問題得到妥善解決后，再恢復現場施工，GNSS基坑監測系統結構如圖2所示。相比之下，傳統建筑施工測量體系普遍采取水平位移、垂直位移等監測手段，配備全站儀、水準儀等儀器設備，存在操作流程繁瑣、測量誤差大、測量時效性差的局限性，在強風、降雨等惡劣天氣下，不具備對基坑進行監測的條件［3］。

2.7 三維模擬測量技術

傳統的施工測量技術，由測量人員在工程施工階段，前往現場開展內部控制網搭建、細部施工軸線放樣等作業，受人為因素影響，容易導致錯誤操作，造成測量放樣結果存在一定誤差，無法有序指導現場作業的開展，嚴重時，會產生主體結構傾斜偏位等質量問題。對此，測量人員要采取三維模擬測量技術，使用BIM等數據化工具，根據所掌握的工程信息，預先搭建數據模型，依托模型進行現場控制測量作業，復核檢查測量的結果是否達標，找出既定測量方案中存在的問題并加以改正，比如，調整監測點的位置與數量、更換施工測量技術等。確定一切無誤后，再制定最終的施工測量方案，測量人員嚴格按照測量方案要求，在工程施工現場進行測量作業，保證測量精度、測量結果符合設計要求［4］。例如，在空間復雜曲線施工測量放樣環節，提前按照現場布置圖中的要求，建立坐標控制點，模型內完成設站操作，挑選所需放樣點位并顯示位置偏移量，開展精確放樣找點作業，后續在現場按照模型指示，操縱全站儀等設備完成點位布置和棱鏡坐標測量作業，把現場測量數據導入BIM模型中，迅速分析實際放樣結果與模型放樣結果的偏差值，確定偏差度在允許范圍后，即可完成測量放樣作業。同時，也可在現場配備測量機器人，由機器人替代人工，按照BIM模型的指示設站放樣，降低因人工操作導致差錯的可能性。

3 結語

綜上所述，為順利實現建筑工程預期建設的目標，徹底解決平面控制網與高程豎向傳遞距離過長、測量累計誤差大、測量效率低等重點難點問題，測量人員要準確掌握精密施工測量技術，在工程現場施工階段，靈活應用天頂投影、聯系三角形、無定向導線、標高自動傳遞、三維模擬測量等全新測量技術，為提高施工測量質量提供技術保障。

參考文獻：

［1］焦俊娟，張勝良，陸靜文.北京第一高樓精密施工測量關鍵技術［J］.北京測繪，2019，33（12）：1438-1442.

［2］楊伯鋼，張譯，謝燕峰，等.超高層建筑精密施工測量關鍵技術［J］.測繪通報，2022，546（9）：134-140.

［3］王健，楊久東，宋利杰.復雜環境下高層建筑物施工控制點豎向傳遞方法［J］.沈陽工業大學學報，2019，41（2）：230-235.

［4］馬明吉.建筑施工測量技術重點、難點分析及解決方法［J］.四川建材，2022，48（7）：211-212.

作者簡介：李偉（1977—），男，漢族，山東青州人，工程師。研究方向：建筑工程施工技術與管理。