文/牛定林 云南省一九八煤田地質(zhì)勘探隊(duì) 云南昆明 650208

淺談全站儀在高層建筑放樣中的使用體會

文/牛定林 云南省一九八煤田地質(zhì)勘探隊(duì) 云南昆明 650208

隨著我國城市化進(jìn)程的深入，越來越多的城市高層建筑施工項(xiàng)目出現(xiàn)在我們眼前。在當(dāng)前的城市高層建筑主流施工方案中，一般都對樁基礎(chǔ)進(jìn)行旋挖鉆機(jī)施工處理，這種施工方式受場地等條件的制約較大，無法結(jié)合全站儀進(jìn)行高質(zhì)量、高精度的施工，難以準(zhǔn)確地檢測樁位的放樣狀況，這一點(diǎn)在夜間施工的時(shí)候更加嚴(yán)重。本文著重關(guān)注了當(dāng)前的城市高層建筑樁基礎(chǔ)施工現(xiàn)狀，結(jié)合有關(guān)工程實(shí)際對HBCORS系統(tǒng)在高層建筑樁基礎(chǔ)施工中的應(yīng)用可能性，希望能受到有關(guān)建筑單位的認(rèn)可與采納。

HBCORS系統(tǒng)；全站儀；樁基礎(chǔ)放樣

改革開放30年來，人民的經(jīng)濟(jì)條件得到了提升，城市化進(jìn)程也隨著改革開放的進(jìn)行而深入，我國各大城市的高層建筑如同雨后春筍般地不斷出現(xiàn)。高層建筑的整體穩(wěn)固性與抗震能力，取決于高質(zhì)量的樁基礎(chǔ)施工。我國當(dāng)前的高層建筑樁基礎(chǔ)施工主要以旋挖鉆機(jī)施工為主，這種施工方法的施工局限性較大，往往會受到場地、施工工序以及其他施工機(jī)械的制約，影響到全站儀的正常使用，難以準(zhǔn)確地開展樁位的放樣和檢核工作。

1、全站儀在樁基礎(chǔ)放樣中的作業(yè)流程及不足

在我國以往的高層建筑樁基礎(chǔ)施工當(dāng)中，一般采用的是經(jīng)緯儀與鋼尺這一組合來進(jìn)行放樣，由于大量采用了人手進(jìn)行操作，因此收集到的數(shù)據(jù)精度低，手機(jī)速度慢，難以滿足當(dāng)前較高的精度要求，犯了樁基礎(chǔ)施工中的大忌。為了提升當(dāng)前我國高層建筑樁基礎(chǔ)施工的放養(yǎng)工作準(zhǔn)確程度，現(xiàn)提出使用全站儀來開展樁基放樣工作，通過四個(gè)步驟來提升

（1）樁基礎(chǔ)平面控制測量：此項(xiàng)為放樣之前的準(zhǔn)備工作，在施工工地外圍區(qū)域找到一定數(shù)量的觀測點(diǎn)，這些觀測點(diǎn)一般處于施工區(qū)域之外，并且能夠快速準(zhǔn)確地開展施工觀測，最后進(jìn)行平差計(jì)算，將整個(gè)施工場所與觀測點(diǎn)制作成精度較高的平面坐標(biāo)圖，最后再根據(jù)坐標(biāo)圖來分析樁基的擺放位置。

（2）樁基礎(chǔ)高程控制測量：在得到了坐標(biāo)圖之后，根據(jù)坐標(biāo)圖上的平面控制點(diǎn)來進(jìn)行四等水準(zhǔn)測量，計(jì)算得到各個(gè)控制點(diǎn)的水平高程，作為樁基下樁時(shí)的深度參考。

（3）獲得準(zhǔn)確的樁基坐標(biāo)：得到電子樁基平面圖紙后，在計(jì)算機(jī)上對圖紙進(jìn)行操作，通過計(jì)算機(jī)軟件來獲取每個(gè)定位樁基的坐標(biāo)，保存為全站儀能夠識別出來的文件格式，將文件轉(zhuǎn)移到全站儀當(dāng)中，就能實(shí)現(xiàn)電子版圖紙向全站儀實(shí)際操作的轉(zhuǎn)化。

（4）使用全站儀來進(jìn)行放樣處理：在電子版圖紙的指導(dǎo)下，整個(gè)工地被分成了數(shù)量不等的控制點(diǎn)，這些控制點(diǎn)主要用來放置全站儀，全站儀能確定各個(gè)坐標(biāo)樁的位置，以開始正式的下樁工作。

在使用全站儀進(jìn)行放樣工作的時(shí)候要注意方法，一般觀測小組由兩個(gè)人組成，其中一人負(fù)責(zé)全站儀的操作，另一人在觀測位持好反射鏡。觀察的時(shí)候必須要保持全站儀與反射鏡之間沒有遮擋物，但是由于工地環(huán)境千變?nèi)f化，四處移動的機(jī)械、吊車很容易影響到正常的觀測，因此二人小組就要時(shí)常移動位置，這樣很容易造成觀測精度的降低，最終影響到放樣工作，甚至造成整個(gè)工程質(zhì)量的不足。

2、HBCORS系統(tǒng)簡介及其在樁基礎(chǔ)放樣中的應(yīng)用

2.1 如何開展網(wǎng)絡(luò)RTK測量

網(wǎng)絡(luò)RTK測量工作要以一定數(shù)量的基站為基礎(chǔ)，尤其適合在大面積的工地內(nèi)施工。例如在某一省域內(nèi)的施工時(shí)，每隔一段距離就建設(shè)一個(gè)GPS基站，每個(gè)基站負(fù)責(zé)一定范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)收集工作，在這些數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，通過計(jì)算機(jī)軟件來建立起有關(guān)電離層、對流層、同溫層等在內(nèi)的誤差數(shù)據(jù)模型。將這些誤差抹去之后，就得到了基本精確地?cái)?shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)也能有效的指導(dǎo)施工。

2.2 如何開展基于HBCORS系統(tǒng)的樁基放樣施工

在HBCORS系統(tǒng)的幫助下，樁位放樣工作被極大地簡化了，只需要一套RTK接收設(shè)備就能開展工作。

（1）坐標(biāo)轉(zhuǎn)換：首先，使用RTK系統(tǒng)測定好的工地圖紙坐標(biāo)來確定各個(gè)控制點(diǎn)，控制點(diǎn)的數(shù)量不宜過多，一般以3個(gè)左右最合適。測定時(shí)要嚴(yán)格按照國家的各項(xiàng)要求進(jìn)行測量，對測量所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)的處理，確保其真實(shí)可靠。在此基礎(chǔ)上，通過四參數(shù)計(jì)算以及高程擬合參數(shù)計(jì)算來講施工區(qū)域的坐標(biāo)參數(shù)，之后直接開啟HBCORS系統(tǒng)進(jìn)行樁基放樣工程模式。

（2）分析電子版的圖紙，得到各個(gè)定位樁基的準(zhǔn)確坐標(biāo)，并將其轉(zhuǎn)化成紙質(zhì)檔，便于后期工作的調(diào)用。

（3）實(shí)時(shí)放樣。開啟RTK接收機(jī)，將手賬與RTK主機(jī)連接在一起，檢查主機(jī)的衛(wèi)星信號強(qiáng)度，信號滿足放樣需求才能開始放樣工作。 2.3使用HBCORS系統(tǒng)來開展放樣工作的具體案例

在HBCORS系統(tǒng)的幫助下，施工人員能夠系統(tǒng)并且快速的開展高層建筑樁基定位工作。

（1）為了保證較高的數(shù)據(jù)接收質(zhì)量，本工程選擇了國產(chǎn)南方S82型RTK接收機(jī)，選擇國家2000坐標(biāo)，結(jié)合工地的具體情況，在工地內(nèi)外選擇A、B、C三個(gè)可靠的觀測點(diǎn)。由于三個(gè)觀測控制點(diǎn)的坐標(biāo)已經(jīng)由甲方給出，因此我們可以直接使用這些點(diǎn)的坐標(biāo)來計(jì)算轉(zhuǎn)換四參數(shù)和高程擬合參數(shù)。

（2）計(jì)算出參數(shù)之后，用南方CASS7.1軟件來打開樁基平面圖紙，該軟件具有坐標(biāo)獲取功能，就能快速得到樁基的編號和坐標(biāo)。我們發(fā)現(xiàn)，該工程一共有860個(gè)樁基，將所有的樁基一一編號，和圖紙上的編號對應(yīng)在一起。

（3）有些施工場所的環(huán)境比較復(fù)雜，因此需要對整個(gè)工地進(jìn)行定位。此時(shí)可以利用RTK系統(tǒng)的該功能，保持系統(tǒng)的固定解狀態(tài)，在施工圖紙的指導(dǎo)下，系統(tǒng)就能自動完成整個(gè)放樣過程。

2.4 利用HBCORS系統(tǒng)來完成整個(gè)樁基放樣精度檢查工作

在一定的情況下，HBCORS系統(tǒng)能夠自動完成整個(gè)樁基放樣工作的檢測工作。本文關(guān)注了某項(xiàng)目的該項(xiàng)工作，檢查過程采用了南方S82-T型 RTK接收機(jī)，該機(jī)器能夠接收并讀取HBCORS系統(tǒng)信號，接收到信號之后再進(jìn)行后續(xù)的檢查。并得到了以下的檢查結(jié)果：

檢查的結(jié)果被詳細(xì)地展現(xiàn)在表1中，由表1可以看出，整個(gè)樁基放樣工作的精度被控制在了0.013m～0.021m之間，符合國家最新工程測量規(guī)范所規(guī)定的誤差，樁基放樣工作的精度滿足要求。

表1 放樣樁基坐標(biāo)和全站儀檢測坐標(biāo)比較表

3、全站儀與HBCORS系統(tǒng)在樁基礎(chǔ)定位中比較分析

綜上所述，在高層建筑樁基放樣工作中使用全站儀和HBCORS系統(tǒng)來進(jìn)行高精度定位，能夠顯著提升定位工作的精度與質(zhì)量。在當(dāng)前高層建筑施工環(huán)境越來越復(fù)雜，變化越來越多的情況下，采用這種施工方式能夠顯著提升放樣質(zhì)量。并且施工單位可以靈活選擇施工機(jī)械，全站儀精度高、施工方式靈活等特點(diǎn)，能給施工帶來較大的便利，而同時(shí)全站儀自身施工限制多，HBCORS系統(tǒng)較好的彌補(bǔ)了全站儀的劣勢，能夠樁基放樣工作帶來全新的優(yōu)勢：

（1）降低人力資源管理壓力，提升企業(yè)管理水平。全站儀與HBCORS系統(tǒng)的出現(xiàn)給樁基放樣施工提供了新的方式，一般來說，只需要一臺全站儀，一臺HBCORS信號接收機(jī)即可，只要設(shè)置好放樣坐標(biāo)，就能在任意時(shí)刻進(jìn)行放樣與檢測，施工方式較為簡單快捷。

（2）儀器操作方式一目了然，不需要進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)。當(dāng)前的RTK設(shè)備為了滿足施工需求，因此專門為施工人員設(shè)計(jì)了操作方式，只需要進(jìn)行簡單地訓(xùn)練就能快速投入工作，甚至不需要專業(yè)的測量人員就能完成整個(gè)測量過程，這樣也是節(jié)約人力資源的一種方式。

（3）施工方法不會受到環(huán)境的過度影響。一般施工現(xiàn)場都比較雜亂，四處堆放的雜物，川流不息的載重汽車，都很容易影響到全站儀的正常觀測，HBCORS系統(tǒng)不受這些不利因素的影響，能快速高效的完成整個(gè)樁基放樣工作。

（4）能夠快速的復(fù)核樁位，確保樁基施工的準(zhǔn)確無誤。為了保證樁基安放的準(zhǔn)確程度，一般都會在施工過程中進(jìn)行反復(fù)的放樣與審核，HBCORS系統(tǒng)利用的是衛(wèi)星信號，不需要反復(fù)移動全站儀就能實(shí)現(xiàn)完整地觀測。

4、結(jié)論和建議

隨著我國城市建設(shè)的深入進(jìn)行，高層建筑的樁基施工受到了各個(gè)施工單位的重視。隨著施工工藝的改進(jìn)，圍繞HBCORS系統(tǒng)開展的樁基放樣工作已經(jīng)逐漸被建筑單位所接受，并逐步推廣到了施工當(dāng)中。由于施工方法簡單快捷，施工效果好，同時(shí)也能保證較高的精度，因此受到施工單位的一致喜愛。當(dāng)前在我國的高層建筑施工中，這種方法的還有很多需要改進(jìn)的地方，希望在日后的施工觀測中做到以下幾點(diǎn)：（1）HBCORS系統(tǒng)由于需要使用到GPS信號，因此在使用的時(shí)候要與高輻射干擾的區(qū)域間隔一定的距離，尤其是高壓輸電塔、變電站這樣的區(qū)域；（2）施工觀測方要確保已知控制點(diǎn)的準(zhǔn)確性，避免由于其偏差導(dǎo)致的放樣不準(zhǔn)。

[1]趙希超.淺談全站儀在高層建筑測量中的應(yīng)用[J].價(jià)值工程,2010,29(33):293-293.

[2]文學(xué).HBCORS系統(tǒng)在高層建筑樁基礎(chǔ)放樣中的優(yōu)勢探討[J].中華民居,2012,(13):103-105.

[3]金芳芳.高層建筑GPS—RTK高精度定位測量研究[J].鹽城工學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）,2014,27(4):74-76.

[4]秦佐.吳國榮.陳招華.GPS-RTK與CORS技術(shù)在建筑物放樣中的應(yīng)用[J].中國房地產(chǎn)業(yè).2015.9

牛定林;男，本科學(xué)歷，測量工程師。工作單位:云南省一九八煤田地質(zhì)勘探隊(duì)。