高层建筑轴线放线方法的探讨

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摘要：高层建筑轴线向上传递的投测，存在着缺点，比如对建筑物的形状以及建成后的垂直精度。本文分析了高层建筑施工时轴线放线方法中常采用的技术，并对其中存在的问题提出了相应的解决措施，以期在工程实际操作中可以提供一定的理论借鉴与指导。

关键词：高层建筑；施工放线；方法探讨

中图分类号：TU208文献标识码： A

引言:

建筑施工放线是建筑工程施工前最基本的程序，是与生产实践紧密结合的学科，也是建筑工程施工最关键的工作之一。如果施工放线误差较大，或者错误，那么其将会极大地影响整个工程的质量，甚至会导致将已建好的建筑物拆除。如某公司在2009年在广州新塘承包一个楼盘，该楼盘21栋，地下一层，地上32层，基础是500预应力管桩，由于该公司测量员的疏忽，导致整个楼盘的预应力管桩向北偏一米，在基础准备开挖前才发现，造成不可改变事实，结果承建单位被业主扫地出门，导致承建单位损失惨重。

一、高层建筑施工基础轴线巧定位

众所周知，建筑工程中常采用经纬仪进行轴线定位，这种定位方法应用较为普遍。但是，使用经纬仪又存在一定的局限性，比如场地条件有限，无法摆放经纬仪，项目上经纬仪损坏失效，使用该仪器的专业人员不在而又急于放线等。在工程放线中通过实践，很多场合利用镜面原理填补了这一局限性，特别是在基坑柱轴线定位放线中应用较多。

1、镜面原理

镜面成像原理中有一条是成像与物体的连线与镜面垂直。当然，如果把镜面改成水面或油面，则成像物体与液面所成像的连线垂直于大地。把成像物体改成一条拉直的棉线，那么，棉线与液面内棉线影像构成的面垂直于大地，且该面与大地的交线是棉线的轴线走向。

2、操作方法

在基础施工放线时，先在基坑两边已知轴上挂上长线且拉紧，以免影响测量精度。如果基坑内没有水，可在挂线下放置装有油的小油桶（因油桶成像较清晰）。定位轴线时，一人站在液面上方，眼睛对准已知挂线的同时对准液面下该线的成像，定好方位，瞄准前下方另一划线员的划线笔，指挥划线员笔的移动，当笔尖与挂线重合时，笔尖位置就是地面轴线位置（图1）。

图1液面放线示意

通常会认为，该方法可用线锤代替，但线锤定位有缺陷：一是线锤不稳易摆动，二是在条件恶劣地方，线锤无法下放，且提线锤人员要反复在基坑内移动，十分不便。液面成像放线员在线的一端，对准正前方，不用反复上下基坑，而且精度较高。特别是检查人员检查轴线或复查轴线时，可减少检查人员的劳动强度。

二、CAD在施工放线中的应用

随着人们对建筑造型要求的提高，建筑形式越来越复杂，这些建筑的施工放线比较麻烦，尤其是一些弧形建筑。传统的放线内业作业方法有解析几何法和作图法两种。解析几何法是利用数学知识，算出距离和角度，这种方法计算得到的结果比较精确，现在用得很多，但需要大量的数学计算，不仅费时费力，不直观，而且容易出错误，复核也较困难；作图法是按照一定的比例画出工程的施工图，然后再量出距离和角度，此法比较简单、快速，但精度低，往往需要多人协助才能完成，此法用得较少，仅仅可以用在小型的、不太重要的建筑施工中。CAD软件能提供虚拟的空间，可将施工图在计算机中按照1∶1的比例画出施工图上所有需要的轴线及节点后，根据设计单位提供的测量控制点建立坐标系后，就很简单了，再利用软件的标注功能找出自己需要部位坐标及一切测量数据，再打印出来，这样就快速简单地完成了放线的内业作业。CAD软件，例如国外的AutoCAD、国内的中望CAD等。

1、CAD软件的介绍

CAD软件可以提供一个虚拟空间，在计算机中按照实际比例绘制施工图，可以直接标注直线长度、曲线弧长、角度、坐标、面积等数据。作为一种图形处理技术，CAD软件不仅用于设计，而且也广泛应用于施工之中。现在的设计单位不仅提供纸质施工图纸，而且提供电子图纸，这就使设计单位与施工单位在读图及图形处理上有了共同的操作平台，为施工测量与CAD软件应用相结合提供了前提条件，也为实现处理施工测量数据智能化和减少复杂结构计算误差提供了技术支持。

2、CAD软件工程应用

2.1 收集整理现场点位

在CAD软件中，用绝对坐标或与建筑物平面的尺寸关系，在总平面图布置中标注建设单位给定的控制点或场地周边与市政工程及其他工程的交叉部位。首先，确保采用绝对坐标准确绘制电子图纸。在格式命令栏里找到“点样式”，选择一种能够直观显示点位的点样式，同时设置点的大小（设置成相对于屏幕的点大小和按绝对单位设置的点大小）。在命令栏里输入po，然后，可以直接输入已知的绝对坐标值。输入后若无法找到点位，则可能是输入点的坐标不在计算机屏幕显示范围内，这时可在命令栏里输入z，再输入a，就能够看到输入的点坐标。通过比对和标注，就可以看到输入的点坐标与已知建筑物的关系。

2.2 利用绝对坐标直接放样

对于定位轴线的放样，过去一般都是采用经纬仪放样的，需要计算放样角度和距离；对于形体复杂的建筑物，往往计算工作量很大，计算误差也较大。如果使用CAD软件技术，就可直接利用绝对坐标放样。

在放样前，首先要查看现场场地地形及建设单位给定的控制点，若控制点距离现场较远或容易受到扰动，应当重新选择控制点，控制点布置要合理，最少设置3个以上的控制点，以便于校核。然后，判断已知控制点与需要放样点位的视线是否通视，若有遮挡，应事先选择好合理的测量路线及中转站点。现场点位的放样一般采用直角坐标放样和极坐标放样方法。因为轴线控制点距离较大，点位周围没有参照物，所以，一般采用直角绝对坐标放样法。除此之外，还可以采用极坐标放样法。在CAD图纸里，可以采用dimord直接在图纸上标出放样轴线上各点的坐标值，也可以执行di及list命令进行查询，然后，记录在测量记录本上。根据现场控制点的情况选择前后方交汇点，采用一个控制点作为前方交汇点的测站点，另一个控制点作为后视点；可以选择任意测站点作为后方交汇点，同时输入两个控制点的坐标，全站仪可以自动计算测站点的坐标值，然后进行放样。如果无视线遮挡，最好选用前方交汇点。

2.3 采用相对坐标放样

在完成定位轴线放样任务后，如果再输入绝对坐标，有时比较繁琐。比如盘锦某工程某点的绝对坐标为（x＝4505347.154，y=41425420.016），其值较大，使用过程中每一次输入的数字比较多，容易产生错误。采用CAD软件，可以通过移动坐标原点或转换坐标轴，利用相对坐标放样。通过输入ｕｃｓ命令，可以直接移动坐标原点，在新建的坐标系下，应用相对坐标，简化了放样过程。每一次放样都可以指定坐标原点，因此，放样比较灵活。输入ｕｃｓ命令后，再输入ｚ，使ｘ、ｙ轴绕ｚ轴旋转，采用极坐标放样法放样，将ｘ、ｙ坐标轴旋转到任意位置，然后，可直接标出测站点与控制点及测站点与放样点之间的角度或距离，再进行放样。

三、实际应用

1、工程概况

某项目占地面积69638m2，由1栋、2栋A和2栋B三栋楼组成，1栋采用冲孔桩基础，2栋A和B为预应力管桩基础，地下一层，1栋地上27层，2栋A和B地上24层，整个工程造型新颖，由某建筑公司承建。在地下室施工过程中，由于项目所处地理位置特殊，没有多余位置用来堆放挖基坑所产生的土方，如果将土方全部拉走，等待砖胎膜完成后，又要将其拉回来回填，那样的话对于项目部来说又增加了一笔不小的费用，所以现场没有闲置的位置，对施工放线造成很大的难度，传统的打龙门桩的方法很难满足随时施工作业的要求。鉴于这样施工环境，公司决定购买全站仪，因为全站仪不受地形限制可以随时放出施工过程中需要的轴线。

2、收集测量资料

根据该项目所处规划局测量部门提供的4个测量控制点，

A1#：X=2441682.392Y=103552585；

A2#：X=2441684.331Y=103701.299；

A3#：X=2441712.210Y=103770.710；

A4#：X=2441765.965Y=103804.283为依据并复核。

再根据施工总平面图上提供的用地红线、多层建筑退让红线、高层建筑退让红线的坐标及建筑物的坐标：

1-1交OA轴X=2441690.577Y=103668.672；

1-1交U轴X=2441714.849 Y=103658.547；

2-41交OA轴X=2441744.474Y=103797.881；

2-41交U轴X=2441768.747 Y=103787.756；

为依据放样。

3、整理资料为施工放线提供数据

打开电脑CAD软件，根据图纸提供的房屋轴线交点依次输入各交点坐标建立起坐标系。如图2所示。再根据施工图上所提供的轴线距离还原到坐标系里面，然后就用CAD软件上的坐标标注功能，就可以轻松获得施工图上任何一个节点的坐标了，再根据所得到坐标到现场放样，就很容易完成现场所需要的施工要求。如图2所示。

图2房屋轴线交点坐标以及系标注后的房屋交点及承台角点坐标

4、轴线放样实例

由于这里地质情况特殊，应业主要求电梯井部分要提前施工，现场放样要准确，该电梯井承台位于1-10轴交U轴，承台宽4500mm，长9750mm，根据整理内业资料所得各角点坐标

A：X=2441710.379Y=103670975；

B：X=2441712.112Y=103675.129；

C：X=2441721.110Y=103671.375；

D：X=2441719.378Y=103667.222放样。

先架全站仪于市规划局测量部门提供的测量控制点A1#控制点上，对中整平后，输入该点坐标数据，再输入后视点A2#的坐标数据并对准设置在后视点的棱镜，设置成功后，返回主菜单，用全站仪的测坐标功能反测A2#的坐标，能和测量部门提供的坐标数据相吻合就进行放样，点击主菜单上的放样模式，再点击点放样，输入A点坐标，根据仪器提示转动仪器，使其角度为零，再对准棱镜测量距离并使仪器显示距离为零时，该点放样成功。按相同步骤逐点放样B、C、D即可。整个放样过程25分钟完成。

结束语：

随着科技发展的今天，各行各业都在各自领域里有着突飞猛进变化，原来以劳动力为主的建筑行业，逐渐被科技化、机化所代替，我们要不断创新思路才不会被时代所淘汰。这个工程实例是最简单施工放线，只要能懂得这个施工方法，对所有复杂的建筑放样难题都是轻而易举的事了。

参考文献：

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[2]卢育.基于RTK和全站仪技术的城镇地籍测量应用[J].现代企业教育.2010(20)

[3]燕晋宁;陈波;刘涛.GPS―RTK和全站仪联合采集数据在山谷型垃圾场中的应用[J].高校实验室工作研究.2009(01)