北京体育馆工程施工过程监测和控制技术

施工过程监测和控制技术1工程概况本工程主要建筑为资格赛馆和决赛馆，两馆之间为钢结构连接体；建筑面积46000m2，建筑占地面积6.45公顷。资格赛馆采用钢筋混凝土框架结构，决赛馆为钢筋混凝土框架结构和局部钢结构。枪弹库及武警宿舍为全现浇框架结构。资格赛馆地上三层，建筑高度18m；决赛馆地下一层，地上三层（局部四层），建筑高度23.9m；连接两个赛馆的空中连接体由天桥及连接体屋面两部分组成，高5.5m；枪弹库地上二层，建筑高度12.4m；武警宿舍地上三层，建筑高度11.7m。2工程的特点和难点(1)本工程资格赛馆单体建筑长度达270m，对轴线观测提出了较高的要求。(2)大跨度结构:射击馆的资格赛馆部分室内训练场采用异型截面轻质材料填充预应力现浇板，跨度达24m，长度达到A区134m，B区70m。连接体空中走廊，采用异型截面轻质材料填充预应力现浇板，单跨长度达18m。连接体屋面钢桁架长60m。由于本工程多处采用大跨度结构，因此保证建筑物大跨度施工测量精度，并对大跨度结构施工过程中受力与变形监测和控制是测量工作的难点。(3)本工程决赛馆观众厅屋面采用网架，决赛馆、资格赛馆、连接体屋面采用钢桁架。3施工控制网建立技术3.1控制点确定对测绘院提供的座标桩角度与距离的检查、闭合、复核，同时对标高桩BM1（64.972）、BM2（64.628）、BM3（64.169）进行复核，为本工程施工放线测量提供准确的依据。3.2场区平面总控制网本工程占地面积大，平面位置的确定是非常关键的一步。本工程定位依据测绘院提供的座标桩EF1、EF2、EF3为主控制点，并增设Ⅲ1、Ⅲ2、Ⅲ3、Ⅲ4、Ⅲ5共五个点，建立场区平面总控制网，并对各控制桩进行角度与距离的检查、闭合、调整,见下图。3.3建筑物平面控制网的建立（1）根据工程实际情况，依据场区平面控制网进行工程定位测量，平面整体控制网以1-A、2-A和1-1、1-20、2-1为主控轴线。资格赛馆A区、B区分别增设1-B、1－G、1-L、1-N和1-3、1-7、1-11、1-15、1-19、1-22、1-28、1-37为分区域控制轴线；决赛馆及连接体增设2-G、2-P、2-L和2-6、2-9、2-11为分区控制轴线；枪弹库控制轴线为4-1、4-5、4-8、4-11和4-A、4-F；武警宿舍控制轴线为5-1、5-3、5-4和5-A、5-K、5-M；见下图。（2）考虑到长期保留、便于施工的原则，将轴线控制线设置在周围围墙或永久性建筑物上，控制线选在距轴线内偏1m的通视位置，施工采用外控法，随着结构的升高将轴线控制线用经纬仪向上投测，保证竖向投测精度，控制点前不许堆放材料和其它杂物，以保证其通视良好。（3）使用经纬仪直接向各施工层投测轴线控制点，投测后用经纬仪和钢尺闭合检测该控制点误差数据，并对误差进行适当调整，符合规范要求后，方可做为该层放线的依据。3.4施工控制网测量进度的控制测量前的准备工作为了使施工测量能够顺利进行，满足工程施工精度要求，快速准确地完成测量放线工作，本工程测量控制及施测放线采用日本拓普康GT5-602(WA2164)电子全站仪、经纬仪THEO015B(253364)自动安平水准仪SOKKIAC32(227114)等先进仪器。在每次施测前，要将各测设工具配备齐全。并对测量仪器、经纬仪、水准仪进行施测前的检查、校正，使仪器处于良好的使用状态；对其他测量用具（如钢尺的尺长）进行鉴定，以满足测设精度；对图纸中轴线、标高数据进行校核、计算、检查，以免造成差错。控制网的精度.1平面控制网测量的精度要求在该工程施工边线的外侧引进坐标控制桩和水准点作为主控制点，并作辅助控制线，各角、边检测均应满足规程中的精度要求，允许误差±20″边长相对中误差不大于1/10000。建筑物平面控制网主要技术指标普通钢尺量距的技术要求丈量相对中误差作业尺数丈量次数读定次数估读（mm）温度（℃）定线最大偏差（mmm）尺段高差较差（mmm）同尺同段较差（mmm）1/400002430.5150521/240001/200001/150001～2230.51501021/100001/80001～2221170103.2工程控制网测量的精度控制网轴线的精度等级及测量方法，依据《工程测量规程》的规定。本工程轴线控制网的测角中误差将不超过±10″，边长相对中误差不大于1/10000。为满足控制网的精度要求，采用拓普康GTS-602智能型电子全站仪。测量时，严格按规程中水平角观测和光电测距的技术要求来进行。等级适用范围测角中误差（″）边长相对中误差一级钢结构、超高层、连连续程度高的的建筑±91/24000二级框架、高层、连续续程度一般的的建筑±121/15000三级一般建筑±241/8000基础部分轴线和标高测设.1基础部分轴线的测设根据施工现场布置的平面控制桩点进行基础轴线测设，利用精密的测设仪器（GTS—602全站仪、经纬仪）进行直接投测定位，并复测闭合检查，以满足精度要求，根据施工流程、工序，分阶段地对工程进行轴线控制投测。施工时，根据结构图中各轴线位置，进行轴线控制投测，放基础位置线，用灰线放出土方开挖位置线，土方开挖至设计深度施工混凝土垫层，复核基轴线位置放基础线、拉梁位置线，以及结构外皮的500控制线，钢筋绑扎完毕后，再将控制线投测到钢筋上，并做好标记，做为对模板支设的复检及插筋的依据，当混凝土浇筑完毕，达到允许进入施工的强度后，继续将结构的轴线外边线以及500控制线，用墨线弹到基础的平面上，作为基础上部结构施工的依据。基础放线尺寸的允许误差长度L、宽度B的尺寸（m）允许误差（mm）L（B）≤30±530<L（B）≤≤60±1060<L（B）≤≤90±1590<L（B）±20.2基础部分高程控制根据甲方提供的水准点，使用水准仪，进行闭合线路的观测，将高程引测至施工现场，并根据闭合容差±6√n（n为测站数）进行平差调整，在现场距离该工程建筑物30m位置，周围布设不少于3个深埋水准点，做为该工程的高程控制及沉降观测的依据。±0.00以下结构基础部分高程控制可根据现场已布设的水准点，利用水准仪分阶段地进行引测控制，根据施工流程如(土方开挖)，可在各基础四周等部位，以水平壁桩或立桩的形式测设标高，作为各结构部位，垫层混凝土施工的高程控制依据，基础、拉梁混凝土浇筑前，可将标高测设到模板上或在钢筋上焊数个标高小件来控制混凝土面的标高。结构轴线竖向投测及高程传递.1轴线竖向投测根据该工程的结构形式，±0.00以上结构轴线控制采用轴线控制法、轴线平移法、直角坐标法，对模板、钢筋混凝土浇筑进行投测控制，将各主轴线传递到二、三层楼面，并根据各主轴线进行各开间线的测设。1）施测步骤①向结构外平移首层边轴线一数值L做点位。②以该点为测站架设仪器，将前方轴线平移同值L1为后视点。③前视二层（或三层）放置的水平标尺，使标尺垂直仪器视线移动，当仪器十字竖线所切标尺尺面读数为L值时既可，标尺零点处即为所投测的轴线点，以该方法顺序测设数点连接各点，即为所需轴线（注各层投测均需以首层轴线为准）以避免造成系统误差，投测完毕后用仪器对施工作业层进行其他轴线的加密测设，并进行角度、距离的闭合检查，以达到测设精度要求。2）挑直测设①将首层轴线在两端沿墙、柱面用经纬仪垂直投测至各层楼面高度的外墙柱的立面上，弹上墨线或做好三角标记。②置仪器于该层，正、倒镜观测两端所投轴线移动仪器，直至正、倒镜观测两点重合，并在楼面上加密投测，连接各点即为所需轴线。③进行角度、距离闭合检查、轴线加密测设。轴线竖向投测的允许误差项目允许误差（mm）每层3总高（H）H≤30530<H≤601060<H≤901590<H20.2高程传递首层结构施工完毕，在外墙、柱面上围绕结构一周，精确测设正0.50m标高控制线，标注三角点，并弹出该标高墨线，做为向上（二、三层）传递标高的依据，并进行复测检查,各层标高传递均需以首层标准点为依据，不得逐层、逐段传递，以避免误差累计。1）以首层固定水准基点为标准，沿墙、柱面垂直量距至二层（或三层）结构面上，并做标记。2）置水准仪于该层楼面上，观测所量标高点检查有无误差超限。3）用水准仪在该层做统一抄平，做为各施工阶段（模板、钢筋、混凝土）标高控制依据。标高竖向传递的允许误差项目允许误差（mm）每层层±3总高（H）H≤30±530<H≤60±1060<H≤90±1590<H±203.5经济及社会效益工程轴线控制网的建立，能够有效的保证测量精度。为保证工程质量，打下坚实的基础。避免由于施工中轴线和标高的偏差造成各种返工和处理，而产生的经济损失和对企业信誉的不利影响。4大跨度结构施工过程中受力与变形监测和控制本工程资格赛馆部分室内训练场跨度达24m，为了满足使用功能的要求，采用异型截面轻质材料填充预应力现浇板。连接体空中走廊，采用异型截面轻质材料填充预应力现浇板，单跨长度达18m，连接体屋面钢桁架长60m。建筑物大跨度结构施工质量对工程有重大的影响，而对大跨度结构施工过程中受力与变形监测和控制是保证工程质量的前提和必要条件。4.1连接体屋面钢桁架屋面钢管桁架标高测试：对于大跨度桁架施工监控来说，测试钢管桁架控制断面的标高及其变化规律是非常重要内容，标高测试可采用水准仪读数法。（1）测点布置：根据钢管桁架结构的特点，桁架支座和跨中以及钢管对接焊接断面附近为测试断面，设置6个测试断面，每个断面布置2个测点，共12个观测点。并且根据设计要求，加工过程中预起拱120mm。（2）测试手段：根据设计和项目技术部预测，60m跨度的钢管桁架挠度大约在十几厘米左右，采用普通水准仪测量能够达到精度要求。（3）每一根钢管桁架施工完成后，需监测一次标高，并做好记录。待金属屋面施工完毕后，再监测一次标高。其后的第一个月，每周监测一次，以后每个月监测一次标高，待变形稳定后，每3个月监测一次，直至不再变形后，停止监测。（4）测量精度：要求测量精度3mm以内（5）温度测试：钢管桁架结构处于一个变化的温度场中，理论上说由于温度变化，钢管桁架标高每时每刻都在变化，这就给测量结果带来不确定的因素，要完全解决温度问题，有很大的难度。因此测量时，要考虑温度和光线的影响，最好每次观测在早上9：00～10：00左右，进行监测，并且根据以往经验，我们通过对气温的测量，推算监测结果的影响，也收到了较好的效果，测量精度控制在0.5℃以内。4.2资格赛馆资格赛馆部分室内训练场跨度达24m，采用异型截面轻质材料填充预应力现浇板。连接体空中走廊，采用异型截面轻质材料填充预应力现浇板。（1）测点布置：根据的异型截面轻质材料填充预应力现浇板受力特点，测试断面布置在支座负弯矩处和跨中附近，资格赛馆部分室内训练场现浇板布置3个测试断面，每个断面布置2个测点，共6个测点。连接体空中走廊现浇板，布置5个测试断面，每个断面布置2个测点，共10个测点。并且根据设计要求，资格赛馆部分室内训练场现浇板，连接体空中走廊现浇板施工过程中每跨预起拱50mm。（2）测试手段：根据设计和项目技术部预测，25m和18m跨度异型截面轻质材料填充预应力现浇板的挠度大约在五到十厘米左右，采用普通水准仪测量能够达到精度要求。（3）资格赛馆大跨度异型截面轻质材料填充预应力现浇板分五次浇筑，连接体为一次浇筑完成。每一段异型截面轻质材料填充预应力现浇板施工完成后，需监测一次标高，并做好记录。待全部施工完毕后，再监测一次标高。其后的第一个月，每周监测一次，以后每个月监测一