張晟熙，彭 攀

(湖南建工集團(tuán) 裝飾工程有限公司，長沙 410002)

裝配式裝修工程中的部品設(shè)計、加工與裝配對設(shè)計圖紙與施工現(xiàn)場關(guān)鍵尺寸有全面精準(zhǔn)要求，裝修的尺度關(guān)系、各專業(yè)與裝修的關(guān)系、末端的定位等都需要提前匯集在裝修施工前再深化在設(shè)計圖紙上，并通過有效途徑落實到建筑實體中﹒裝配式部品構(gòu)件等需要精準(zhǔn)地在施工現(xiàn)場組合裝配，這個過程需要一種精確的具有坐標(biāo)定位的全方位體系進(jìn)行把控，即：將裝修樓層平面坐標(biāo)化；把裝飾面完成線關(guān)鍵點進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換；把裝修的天花板、墻板、地板、門窗、櫥柜和設(shè)備末端面板等調(diào)入坐標(biāo)系中，創(chuàng)建全方位坐標(biāo)體系；統(tǒng)籌裝修專業(yè)內(nèi)部以及與其他專業(yè)之間的關(guān)系﹒

目前，坐標(biāo)體系在道路、橋梁、水利、建筑結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域應(yīng)用較為普遍，在裝飾工程中應(yīng)用較少﹒創(chuàng)建符合裝修工程的全方位坐標(biāo)體系，為裝配式裝修工程施工提供高精度、高效率的精準(zhǔn)控制，成為了裝修工程領(lǐng)域新的課題[1-4]﹒本文針對裝配式裝修工程中的全方位坐標(biāo)體系的創(chuàng)建方法進(jìn)行了分析﹒

1 裝配式裝飾工程全方位坐標(biāo)體系概念

裝配式裝修工程全方位坐標(biāo)體系是運用全站儀的原點放樣法建立符合裝修工程設(shè)計圖紙要求的精確坐標(biāo)網(wǎng)，包含各樓層、各部位、各施工段等定位數(shù)據(jù)的坐標(biāo)體系﹒

首先，在建筑樓層內(nèi)側(cè)設(shè)坐標(biāo)原始點；其次，結(jié)合建筑裝修平面圖建立虛擬坐標(biāo)系；然后，將虛擬坐標(biāo)采用全站儀放樣完成首級施工控制網(wǎng)點的投放，形成施工控制網(wǎng)，其中，復(fù)雜部位進(jìn)行控制網(wǎng)加密處理，關(guān)鍵部位直接投放完成面坐標(biāo)；最后，利用全方位坐標(biāo)體系網(wǎng)(點)檢查建筑實體與圖紙的誤差，將各配套專業(yè)交接定位協(xié)調(diào)有機聯(lián)系在一起，精準(zhǔn)指導(dǎo)裝修各部位二級控制網(wǎng)(十字線、中心線等)和三級控制網(wǎng)(面線、門窗線、末端點位等)的投放，從而有效控制工程整體施工的精準(zhǔn)度，滿足裝配式裝修面板、構(gòu)件等下料數(shù)據(jù) 的準(zhǔn)確性要求﹒全方位坐標(biāo)體系見圖1﹒

圖1 裝配式裝修工程全方位坐標(biāo)體系

2 體系創(chuàng)建輔助用全站儀技術(shù)原理

2.1 放樣原理

全站儀放樣可分為已知點測設(shè)和未知點測設(shè)，有研究證明全站儀在已知點設(shè)站進(jìn)行測設(shè)的精度明顯高于在未知點測設(shè)的精度[5]﹒在已知點測設(shè)又分為極坐標(biāo)法與坐標(biāo)法，極坐標(biāo)放樣法的精度高于坐標(biāo)放樣的精度[6]﹒根據(jù)已知點與目標(biāo)點的角度和距離線可準(zhǔn)確、迅速地計算目標(biāo)點坐標(biāo)，極好地滿足裝配式裝修工程精度控制的要求﹒

2.1.1 坐標(biāo)正算

已知點A 坐標(biāo)( x1， y1)，方位角α ，水平距離D，待放樣點P 坐標(biāo)( x2， y2)，見圖2﹒

圖2 極坐標(biāo)放樣示意圖

則待放樣點P 坐標(biāo)( x2， y2)為：

2.1.2 坐標(biāo)反算

已知坐標(biāo)A( x1， y1)、P( x2， y2)和坐標(biāo)方位角α ，水平距離D﹒則

2.2 誤差分析

全站儀測量過程的誤差影響主要包括照準(zhǔn)誤差、讀數(shù)誤差、對中誤差、整平誤差和標(biāo)定點位誤差﹒棱鏡選擇匹配是全站儀測量的重要部分，常數(shù)的設(shè)置應(yīng)正確，當(dāng)使用與全站儀不配套的反射棱鏡時，可用“三段法”確定棱鏡常數(shù)[7]﹒

首級裝修控制網(wǎng)點需要相互驗證測量精度，測量放樣過程嚴(yán)格按“先整體，后局部”“先控制，后碎步”的原則﹒為保證測量成果準(zhǔn)確可靠，測量儀器和量具均按國家計量部門或工程建設(shè)主管部門有關(guān)規(guī)定進(jìn)行定期檢定，經(jīng)檢定合格后使用﹒

3 裝配式裝修工程全方位坐標(biāo)體系創(chuàng)建步驟

3.1 熟悉施工圖紙與現(xiàn)場條件

創(chuàng)建全方位坐標(biāo)體系的首要任務(wù)是熟悉裝修平面圖中的布置(如隔墻、門窗、櫥柜、設(shè)備等)和施工現(xiàn)場條件情況(如樓板、結(jié)構(gòu)柱、剪力墻、洞口位置及完成情況等)，為下一步工作數(shù)據(jù)采集的全站儀架設(shè)定位做準(zhǔn)備﹒

3.2 基線、控制點數(shù)據(jù)采集

在建筑物內(nèi)選擇數(shù)量足夠多、觀測條件好和受施工干擾小的位置作為樓層測量放線的控制點，任意控制點應(yīng)與其它2 個控制點保持通視(1 個用于定向；1 個用于檢校)，在這些點位上將測釘固定牢固并做好位置標(biāo)記﹒

以某項目為例，全站儀任意架設(shè)第1 站(見圖3)，使用無棱鏡模式測量2 個基點的水平坐標(biāo)(取兩端柱中線，即1#和2#基點)，再切換成棱鏡模式對已布設(shè)控制點(即3#，5#和7#測釘點)進(jìn)行坐標(biāo)測量，以獲得相對坐標(biāo)﹒

圖3 全方位坐標(biāo)體系創(chuàng)建過程示意圖

全站儀到5#測釘處架站，以3#測釘為后視點(以長邊為后視能有效地控制誤差)，完成測站設(shè)置﹒樓層坐標(biāo)系默認(rèn)建立，各測釘與基線(2 個基點的連線段)相互空間平面關(guān)系確定，測量4#和6#測釘?shù)乃阶鴺?biāo)﹒

全站儀到3#測釘處架站，輸入測站點(上一站測得的3#測釘水平坐標(biāo))，以5#測釘為后視點，完成測站設(shè)置﹒測量8#測釘?shù)乃阶鴺?biāo)，按順序采集所有預(yù)設(shè)的控制點的坐標(biāo)，完成樓層控制點(測釘點)的數(shù)據(jù)采集﹒

3.3 水平坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換

利用CASS 軟件導(dǎo)入所測得的所有測釘水平坐標(biāo)數(shù)據(jù)，連接建筑長方向2 個結(jié)構(gòu)柱中心點，此連線即為建筑物橫軸方向，以該連線為基準(zhǔn)，將所有點位進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，使得連線角度為0°(見圖4)﹒利用CAD 軟件導(dǎo)入旋轉(zhuǎn)正確的基線與測釘點至裝修平面圖，將圖中兩柱中點連線并取中點，并將基線與測釘點對中重疊，最后通過UCS 指定樓層平面原點(0, 0)，使樓層控制水平坐標(biāo)系在計算機中建立完成﹒

圖4 CASS 軟件操作界面

3.4 計算機坐標(biāo)體系建立

在CAD 軟件中將已經(jīng)轉(zhuǎn)換完成水平坐標(biāo)系的裝修平面布置圖打開，將逐級控制點、隔墻定位、門窗洞口定位、設(shè)備定位點等進(jìn)行標(biāo)注、編號與整理，具有指導(dǎo)施工意義的全方位坐標(biāo)體系在計算機中建立完成，見圖5﹒

圖5 CAD 軟件中體系創(chuàng)建操作界面

3.5 全方位坐標(biāo)放樣

在匹配完成坐標(biāo)系的裝修平面圖中提出所需放樣點位的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，再將轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系后測釘?shù)淖鴺?biāo)，需要投放控制網(wǎng)和完成面細(xì)部的點位坐標(biāo)上傳到全站儀中﹒

以全站儀在6#點架站為例，將儀器對中整平，設(shè)置測站并對后視(8#點)，測取任意控制點坐標(biāo)進(jìn)行檢驗無誤后，開始進(jìn)行完成面點的放樣﹒

點擊全站儀界面的“放樣”，調(diào)用上傳的完成面A 點坐標(biāo)(或輸入放樣坐標(biāo))，更改全站儀放樣模式為“HD 模式：水平距離模式，不包括高程”，旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡至儀器界面中“向右”為0°00′00″，全站儀與需要放樣坐標(biāo)A 點之間的方向確定，定位棱鏡人員走道坐標(biāo)A 點附近將棱鏡對中望遠(yuǎn)鏡方向，觀測人員點擊儀器“觀測”，顯示“向后”±0.010 m數(shù)值(粗放樣)以內(nèi)，可以固定用做標(biāo)記的金屬板﹒

釘板完后將棱鏡放置在標(biāo)記金屬板處進(jìn)行精確放樣，根據(jù)全站儀界面距離數(shù)值讓棱鏡位置前后微調(diào)，直至距離數(shù)值顯示為0.000 m，坐標(biāo)A點精準(zhǔn)放樣完成，在金屬板上刻畫標(biāo)記，再將棱鏡放置于刻畫標(biāo)記上，復(fù)測坐標(biāo)標(biāo)記的準(zhǔn)確性﹒

3.6 全方位坐標(biāo)體系現(xiàn)場創(chuàng)建

利用全站儀坐標(biāo)體系逐步分級完成首級控制點、二級控制點和三級控制點的放樣，分別形成首級控制網(wǎng)、二級控制網(wǎng)和三級控制網(wǎng)，見圖6﹒

圖6 全方位坐標(biāo)體系控制網(wǎng)(點)示意圖

首級控制網(wǎng)可根據(jù)空間平面進(jìn)行設(shè)置，網(wǎng)點間距控制在30 m 內(nèi)；二級控制點可按走道或房間的中心線進(jìn)行設(shè)置；三級控制點可按完成面線、門窗中心線或機電末端設(shè)備點位等進(jìn)行有機布 設(shè)﹒三級控制網(wǎng)構(gòu)成全方位控制網(wǎng)，層層關(guān)聯(lián)，級級受控，使得各專業(yè)和工序全部定位在全方位坐標(biāo)體系中﹒

4 全方位坐標(biāo)體系精度分析

全方位坐標(biāo)體系的進(jìn)度誤差主要由儀器誤差、安置儀器誤差、放樣角度誤差、放樣長度誤差、標(biāo)定P 點與實際位置誤差組成﹒

儀器自身誤差的控制，是要求在使用前必須經(jīng)質(zhì)量監(jiān)督部門進(jìn)行鑒定合格后方可施工；安置儀器誤差主要考慮對中誤差；放樣角度誤差由撥角誤差影響，全站儀放樣的最大優(yōu)點就在于其放樣距離無累積誤差，只要距離在允許范圍之內(nèi)，誤差不會超過標(biāo)定的距離誤差；標(biāo)定誤差取決于測量人員的認(rèn)真程度和工作態(tài)度，也受放樣標(biāo)定的方法和步驟影響﹒

根據(jù)誤差分析，為提高工作效率和提高放樣精度，可考慮以下因素的影響：

1)誤差與定向距離成正比；2)誤差與放樣距離成正比；3)誤差與放樣角α 成正比；4)嚴(yán)格儀器的檢定工作，定期進(jìn)行校準(zhǔn)誤差；5)認(rèn)真做好儀器的安置和放樣標(biāo)定工作﹒

全方位坐標(biāo)體系與傳統(tǒng)方法的精度對比，見表1﹒從表1 中可知，激光投線儀±1 mm/3 m 與全站儀±0.8 mm/km 的對比，兩者的測量精度完全不在一個層次﹒可知，裝修工程中利用全站儀創(chuàng)建全方位坐標(biāo)體系的優(yōu)勢明顯高于傳統(tǒng)方法﹒

表1 傳統(tǒng)方法與全方位坐標(biāo)體系的對比

5 結(jié)語

創(chuàng)建符合裝配式裝修工程的全方位坐標(biāo)體系，生成三級控制網(wǎng)是裝配式裝修項目技術(shù)的控制核心與關(guān)鍵﹒它可有效提供所有裝修細(xì)部和專業(yè)設(shè)備定位的放線定位依據(jù)，形成裝修施工過程中統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，并形成各專業(yè)之間溝通的渠道和定準(zhǔn)框架﹒

實踐證明，將測繪技術(shù)與裝飾工程有機融合創(chuàng)新，通過數(shù)據(jù)采集、坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換、計算機坐標(biāo)體系建立、現(xiàn)場坐標(biāo)放樣創(chuàng)建的裝配式裝修過程全方位坐標(biāo)體系，涵蓋的各類數(shù)據(jù)坐標(biāo)精準(zhǔn)，完全滿足工程技術(shù)需求和項目管理，是建筑裝飾施工領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新，也是裝配式裝飾工程項目管理的一種新途徑﹒