李 強(qiáng)，余 訊，楊世潮，鐘紹柱，周婷鈺

(1.中國(guó)電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江 杭州 311122；2.富陽(yáng)林業(yè)水利局，浙江 杭州 311400)

0 引言

我國(guó)建筑幕墻技術(shù)的使用和發(fā)展已近10年，發(fā)展迅猛，應(yīng)用也非常廣泛[1-3]。但建筑幕墻的施工范圍廣、工序多，導(dǎo)致施工進(jìn)展困難。國(guó)內(nèi)許多學(xué)者針對(duì)此類(lèi)問(wèn)題進(jìn)行相關(guān)研究。例如，王義鳴等[4]以SKYWAY酒店工程項(xiàng)目為背景，介紹了超高層幕墻安裝要點(diǎn)；還向州等[5]基于杭州市某廣場(chǎng)工程幕墻建設(shè)中的施工難點(diǎn)，介紹其施工技術(shù)要點(diǎn)；唐際宇等[6]以南寧吳圩國(guó)際機(jī)場(chǎng)新航站樓進(jìn)港大廳幕墻為依托，對(duì)三維曲面單向雙索玻璃幕墻進(jìn)行研究，闡述其安裝過(guò)程；頊晉源等[7]對(duì)天津某幕墻工程進(jìn)行研究，分析其雙環(huán)形軌道吊裝關(guān)鍵技術(shù)等。

1 工程概況

北支江水上運(yùn)動(dòng)中心項(xiàng)目用地面積80 757m2，總建筑面積64 092.736m2，采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)(后注漿)，上部結(jié)構(gòu)為框架結(jié)構(gòu)，其中大跨度部分采用型鋼混凝土結(jié)構(gòu)。幕墻結(jié)構(gòu)中的面板主要采用鋼化中空玻璃、夾膠玻璃及搪瓷鋼板，支撐體系采用鋼材和鋁合金材料作為龍骨。該運(yùn)動(dòng)中心幕墻面積總計(jì)約40 000m2，幕墻高度最高約22.8m，檐口鋁板幕墻高度>23m，施工中危險(xiǎn)性強(qiáng)、難度大。例如，在檐口處金屬材質(zhì)造型及外立面幕墻轉(zhuǎn)角處雙曲面幕墻受土建結(jié)構(gòu)誤差影響很大，幕墻材料加工數(shù)量多、安裝難度大等。北支江水上運(yùn)動(dòng)中心整體效果如圖1所示。

圖1 北支江水上運(yùn)動(dòng)中心整體效果

2 測(cè)量設(shè)備

為提高和保證安裝精度，在控制網(wǎng)建立及放線階段，主要利用精密水準(zhǔn)儀、高精度自動(dòng)導(dǎo)向全站儀和垂直儀等，另外還配備其他專(zhuān)用測(cè)量?jī)x器和設(shè)備(如輔助測(cè)點(diǎn)轉(zhuǎn)換裝置、強(qiáng)制歸心裝置等)。所用儀器和設(shè)備均在年檢有效期內(nèi)，在使用過(guò)程中始終處于良好工作狀態(tài)。主要儀器及設(shè)備配置如表1所示。

表1 儀器及設(shè)備配置

3 測(cè)量放線

3.1 重難點(diǎn)分析

北支江水上運(yùn)動(dòng)中心屋頂為自由曲面，放線難度較大，需結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)結(jié)構(gòu)及三維模型圖進(jìn)行空間定位復(fù)核。幕墻施工前，需事先全面測(cè)量已完成的鋼結(jié)構(gòu)，這些鋼結(jié)構(gòu)體形決定了所有測(cè)點(diǎn)均在三維空間內(nèi)。因此，為保證測(cè)量精度，所有控制點(diǎn)均需復(fù)核2～3次，并且控制測(cè)點(diǎn)相互間能閉合，并與鋼結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行比對(duì)。

1)檢測(cè)主體鋼結(jié)構(gòu)誤差 幕墻工程正式施工前，首先需對(duì)完工的主體鋼結(jié)構(gòu)誤差進(jìn)行檢測(cè)。

2)凹陷區(qū)、過(guò)渡區(qū)放線難 鋼支座均在橢弧形主體結(jié)構(gòu)上，主、次指廊高約18m，主體均為空間鋼結(jié)構(gòu)，放線困難。另外，凹陷區(qū)、過(guò)渡區(qū)全部為空間結(jié)構(gòu)，準(zhǔn)確放線困難。

3)屋面搪瓷鋼板安裝定位放線難 搪瓷鋼板及鋼結(jié)構(gòu)幕墻部分的主要支撐結(jié)構(gòu)為鋼結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)拼裝、焊接工程量較大。

4)支座定位 所有鋼立柱底部落在結(jié)構(gòu)上，頂部支座滑動(dòng)鉸接，頂點(diǎn)定位難度大，需在此時(shí)將鋼結(jié)構(gòu)三維誤差基本消除，支座施工完成后，需對(duì)支座整體復(fù)核1次；鋼支座數(shù)量多，空間定位工作量大。

5)骨架放樣 ①鋼結(jié)構(gòu)幕墻鋼柱、搪瓷鋼板鋼龍骨有空間角度，加工、放樣工作量大；凹陷區(qū)、過(guò)渡區(qū)骨架放樣全部為空間扭曲結(jié)構(gòu)，放樣難度大。②檐口處金屬材質(zhì)裝飾等為不規(guī)則造型，對(duì)結(jié)構(gòu)精度要求高，同時(shí)，對(duì)幕墻材料、安裝工藝要求高，需將誤差控制在非常小的范圍，安裝困難，對(duì)勞務(wù)操作人員技術(shù)水平要求高。

3.2 測(cè)量放線關(guān)鍵步驟

3.2.1室外控制網(wǎng)布設(shè)

為保證室內(nèi)和室外控制點(diǎn)坐標(biāo)系統(tǒng)的一致性，需統(tǒng)一對(duì)導(dǎo)線進(jìn)行平差，并將室外控制網(wǎng)和室內(nèi)控制點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)。在條件允許的情況下，可采取強(qiáng)制對(duì)中歸心的措施，以減少對(duì)中誤差。

3.2.2室內(nèi)施工平面控制網(wǎng)布設(shè)

1)復(fù)核總承包控制線 進(jìn)入工地放線前，由總承包方移交控制線和標(biāo)高，經(jīng)檢查確認(rèn)后方可開(kāi)始下一道工序施工。根據(jù)總承包提供的控制線，布置幕墻施工控制網(wǎng)，使之滿足幕墻施工要求，幕墻控制網(wǎng)定期與總承包控制網(wǎng)聯(lián)測(cè)。

2)控制網(wǎng)布設(shè) 幕墻控制網(wǎng)如圖2所示。

圖2 幕墻控制網(wǎng)示意

3)內(nèi)控點(diǎn)投測(cè) 首先需將待測(cè)量孔部位清理干凈，然后架設(shè)激光鉛垂儀在該層基準(zhǔn)點(diǎn)上。可事先將基準(zhǔn)點(diǎn)一次性準(zhǔn)確投至各標(biāo)準(zhǔn)控制樓層，可保證軸線豎向的準(zhǔn)確傳遞。為提高投測(cè)精度，需反復(fù)對(duì)激光鉛垂儀進(jìn)行整平及對(duì)中調(diào)節(jié)。待確定認(rèn)可后，再將激光接收靶放置于樓面上進(jìn)行定點(diǎn)，然后利用墨斗彈成十字形狀，該十字的交點(diǎn)即為基準(zhǔn)點(diǎn)。室內(nèi)控制點(diǎn)投測(cè)如圖3所示。

圖3 室內(nèi)控制點(diǎn)投測(cè)示意

室內(nèi)控制點(diǎn)或軸線控制點(diǎn)在豎直方向上進(jìn)行投測(cè)的操作方法如下。

1)通過(guò)不斷調(diào)焦，最終使落在作業(yè)層激光接收靶上的激光點(diǎn)束處于最小、最清晰狀態(tài)。該激光接收靶由300mm×300mm×5mm有機(jī)玻璃制作而成，在其上面畫(huà)滿了不同半徑的同心圓及正交的坐標(biāo)線。

2)不斷沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡檢查激光束誤差軌跡。如發(fā)現(xiàn)激光束誤差軌跡處于允許限差內(nèi)，則此時(shí)軌跡圓心即為所投軸線點(diǎn)。

3)通過(guò)不斷變換激光接收靶位置，使激光接收靶圓心位置與軌跡圓心重合，隨即將激光接收靶固定。所有軸線控制點(diǎn)投測(cè)至所有樓層后，需對(duì)控制軸線角度和距離等進(jìn)行校核，并利用閉合導(dǎo)線進(jìn)行測(cè)量，直至測(cè)量結(jié)果滿足相關(guān)規(guī)范和設(shè)計(jì)要求才允許進(jìn)行下一道工序施工。

4)考慮到本工程幕墻施工特點(diǎn)，從放置預(yù)埋件起就要求精確控制，而埋設(shè)預(yù)埋件時(shí)，樓板尚未澆筑完成，儀器不能穩(wěn)定地架設(shè)在樓板上，故內(nèi)控點(diǎn)應(yīng)投遞在特制剛架上，保持內(nèi)控點(diǎn)投測(cè)的精確與儀器架設(shè)的穩(wěn)定，才能進(jìn)行幕墻預(yù)埋件測(cè)量定位作業(yè)。

3.2.3高程控制測(cè)量

1)為保證建筑幕墻施工的精度要求，需在工程場(chǎng)區(qū)內(nèi)建立高程控制網(wǎng)。該控制網(wǎng)主要根據(jù)工程場(chǎng)區(qū)水準(zhǔn)基點(diǎn)(至少應(yīng)提供3個(gè))或基準(zhǔn)線建立?？衫?.3mm/km精度的水準(zhǔn)儀采取往返測(cè)方式對(duì)水準(zhǔn)基點(diǎn)復(fù)測(cè)，待復(fù)測(cè)結(jié)果滿足規(guī)范要求后，再測(cè)設(shè)1條附合水準(zhǔn)路線，或沿用總承包單位高程控制網(wǎng)并聯(lián)測(cè)工程場(chǎng)區(qū)的平面控制點(diǎn)，測(cè)量結(jié)果可作為保證施工豎直方向精度要求和控制的依據(jù)。對(duì)于在工程場(chǎng)區(qū)內(nèi)建立的高程控制網(wǎng)，要求不低于三等水準(zhǔn)的精度。幕墻施工是在結(jié)構(gòu)施工之后，因此，幕墻高程控制必須與土建單位聯(lián)測(cè)，統(tǒng)一調(diào)整誤差，保證幕墻與土建結(jié)構(gòu)單位標(biāo)高統(tǒng)一，避免出現(xiàn)誤差。

2)根據(jù)結(jié)構(gòu)圖，計(jì)算出結(jié)構(gòu)標(biāo)高1.000m的數(shù)據(jù)，在各層高度立柱或剪力墻的同一位置彈出結(jié)構(gòu)標(biāo)高1.000m線，分別用紅油漆記錄。對(duì)精度有以下要求：樓層與樓層間為±3mm，總標(biāo)高為±30mm，且必須對(duì)標(biāo)高測(cè)量中產(chǎn)生的誤差合理分配，直至滿足規(guī)范要求。

3)幕墻標(biāo)高沿豎向傳遞的允許偏差如表2所示。

表2 幕墻標(biāo)高沿豎向傳遞的允許偏差

4 幕墻測(cè)點(diǎn)布設(shè)和測(cè)量方案

4.1 測(cè)點(diǎn)布設(shè)

布設(shè)測(cè)點(diǎn)時(shí)，上層和下層鋼線每2層設(shè)置1個(gè)固定支點(diǎn)，水平鋼線每10m設(shè)置1個(gè)固定支點(diǎn)。同時(shí)，利用水準(zhǔn)儀保證進(jìn)出位線與中心線的放線相同，每層樓利用水準(zhǔn)儀進(jìn)行檢測(cè)，相鄰支座水平誤差應(yīng)符合設(shè)計(jì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，以滿足幕墻正常工程施工所需要的三維空間調(diào)整功能。本標(biāo)段主體結(jié)構(gòu)平面布置近似十字形，依實(shí)地情形，測(cè)區(qū)控制點(diǎn)布設(shè)如下。

1)以主、次指廊軸線交點(diǎn)為中心，以大致正北方向?yàn)槠瘘c(diǎn)，在8個(gè)方位逆時(shí)針依次布置8個(gè)點(diǎn)，構(gòu)成外環(huán)閉合導(dǎo)線控制網(wǎng)，導(dǎo)線點(diǎn)盡可能遠(yuǎn)離主體鋼結(jié)構(gòu)，以減小測(cè)量仰角并盡可能地全面觀察屋頂(見(jiàn)圖4)。

2)凹陷天窗及其他凹陷區(qū) 在其下方布設(shè)小導(dǎo)線閉合環(huán)線，并與外環(huán)導(dǎo)線聯(lián)測(cè)(如導(dǎo)線點(diǎn)1，2，3，4，5)。利用對(duì)向觀測(cè)法進(jìn)行觀測(cè)，以補(bǔ)充外環(huán)導(dǎo)線觀測(cè)不到之處。

4.2 測(cè)量方案

結(jié)合本工程單元式拼裝工序，施測(cè)時(shí)，先全面量測(cè)主體鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)中心在鋼結(jié)構(gòu)表面上的法線投影點(diǎn)，然后得到其三維坐標(biāo)，為拼裝單元的設(shè)計(jì)和計(jì)算提供相關(guān)數(shù)據(jù)，同時(shí)也為后續(xù)工序單元鋼結(jié)構(gòu)與主體鋼結(jié)構(gòu)連接時(shí)的連接點(diǎn)進(jìn)行定位。測(cè)得的數(shù)據(jù)須與鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)在鋼結(jié)構(gòu)表面模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，其誤差在允許范圍內(nèi)方可使用。

1)為保證測(cè)量數(shù)據(jù)的可靠性，必須在不同控制測(cè)站點(diǎn)對(duì)同一結(jié)構(gòu)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測(cè)，再置于第3個(gè)測(cè)站點(diǎn)進(jìn)行復(fù)核(見(jiàn)圖5)。

圖5 測(cè)點(diǎn)復(fù)測(cè)示意

2)當(dāng)拼裝單元加工完成就位時(shí)，對(duì)拼裝單元與鋼結(jié)構(gòu)連接處各連接點(diǎn)間的距離進(jìn)行嚴(yán)格檢查，務(wù)必使其與焊在主體鋼結(jié)構(gòu)上的連接件嚴(yán)格對(duì)應(yīng)，吊裝時(shí)全站儀全程配合和引導(dǎo)，及時(shí)調(diào)整并校正拼裝單元平面位置及高度(見(jiàn)圖6)。

圖6 拼裝單元與鋼結(jié)構(gòu)連接測(cè)量示意

3)局部吊頂難以直接觀測(cè)的地方，采用地面放樣平面位置并結(jié)合高程法，如圖7所示。

圖7 測(cè)量示意

4.3 測(cè)量控制要求

1)測(cè)量過(guò)程中提供的各項(xiàng)數(shù)據(jù)必須真實(shí)準(zhǔn)確，不得虛編偽造原始數(shù)據(jù)。

2)測(cè)量的全過(guò)程必須如實(shí)記錄各項(xiàng)數(shù)據(jù)。

3)測(cè)量誤差必須控制在一定范圍內(nèi)，允許偏差規(guī)定為：測(cè)量控制點(diǎn)為±3mm，水平度為±3mm；安裝控制點(diǎn)為±3mm，垂直度、水平度為±5mm，相鄰2塊玻璃高低偏差為±1mm。

4)控制測(cè)量必須與各專(zhuān)業(yè)分包單位尤其是總承包單位的控制網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)測(cè)，保證幕墻施工控制網(wǎng)與其他施工控制網(wǎng)統(tǒng)一，及時(shí)與各單位溝通，統(tǒng)一調(diào)整誤差。

5 支座定位與骨架放樣

5.1 支座定位

水上運(yùn)動(dòng)中心幕墻構(gòu)件在工廠加工完成，運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拼裝，整體采用履帶式起重機(jī)吊裝。為精確進(jìn)行支座定位，需在支座定位前后多次用全站儀校核支座定位精度。

5.2 骨架放樣

為減少高空作業(yè)、提高工效、確保質(zhì)量、縮短高空作業(yè)時(shí)間，將大量需在屋面、立面的高空拼裝焊接工作在加工廠完成，然后運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)加工場(chǎng)拼裝。因此，骨架放樣分為公司加工廠骨架放樣、施工現(xiàn)場(chǎng)加工場(chǎng)骨架放樣。

6 結(jié)語(yǔ)

大型建筑幕墻工程結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、技術(shù)難度大，給施工帶來(lái)不少困難。本工程具有工程量大、類(lèi)型多樣、結(jié)構(gòu)外形復(fù)雜、交叉作業(yè)多等特點(diǎn)，且項(xiàng)目施工過(guò)程中應(yīng)用了多項(xiàng)新技術(shù)。其中，又以工程測(cè)量放線、支座定位、骨架和面板放樣等為較突出的重點(diǎn)和難點(diǎn)。通過(guò)對(duì)其仔細(xì)分析后提出了相應(yīng)的測(cè)量放線施工方案，使施工順利、如期進(jìn)行，并形成了一套針對(duì)大型建筑幕墻工程測(cè)量放線施工關(guān)鍵技術(shù)的解決方案。