建設部頒發建筑業10項新技術（九）---施工過程監測和控制技術

9. 施工過程監測和控制技術 9.1 施工過程測量技術 9.1.1 施工控制網建立技術 (1) 主要技術內容 施工控制網是施工放樣的依據，其精度要求高，測設困難。利用GPS 精密定位技術和全站儀觀測技術能達到省時、省力、提高工作效率的目的，且成果的可靠性有保障。利用GPS 建立施工控制網，一般采用GPS 相對定位原理，根據工程的具體條件和特點，布設滿足該工程施工測量要求的控制網?？刂泣c的布設應根據工程的總體布局設計，控制網的網形應能保證控制網有足夠的幾何強度和觀測數據有足夠的可靠度?？刂凭W的觀測應采用靜態觀測模式，并根據精度要求確定相應的觀測時間（具體要求可參照有關規范）?？刂凭W的數據處理應采用經鑒定過的商品化專用軟件進行，并根據實際情況進行電離層改正、尺度比改正和投影面改正等。對于一般工程，控制網最弱點的點位中誤差應小于±10mm，對于大型工程和設備安裝，控制網最弱點的點位中誤差應小于±5mm。全站儀是目前施工測量普遍采用的一種新型測量儀器，由于其集成化的設計，為施工測量提供了極大的方便。利用全站儀建立施工控制網可采用測角、測邊或邊角同測模式。對于一般工程，應充分利用全站儀方便測邊的優勢，盡量采用測邊網的形式，這時應注意控制網應有足夠的圖形強度和多余觀測。對于測量精度要求高的工程，應盡量采用邊角同測的形式，以 保證控制網的精度和可靠性?？刂泣c的布設應根據工程的布局和工程的地質條件設計，并保證點位的穩定和良好的通視效果?？刂凭W的觀測應選擇有利的觀測時間，在距離測量時應同步測量相應的氣象元素，并對測量結果進行氣象改正?？刂凭W的觀測結果應按照有關規范進行必要的檢核和改正，并利用鑒定過的商品化軟件進行數據處理?？刂凭W的點位精度可參照有關規范和工程施工要求確定。 (2) 技術指標 施工控制網的建立應根據具體工程的類型和特點，參照下列規范執行： 1) 《全球定位系統（GPS）測量規范》CH 2001-92； 2) 《公路全球定位系統（GPS）測量規范》JTJ/T066-98； 3) 《全球定位系統城市測量技術規程》CJJ73-97； 4) 《國家三角測量規范》GB/T 17942-2000； 5) 《精密工程測量規范》GB/T15314-94； 6) 《工程測量規范》GB 50026-93； 7) 《中短程光電測距規范》GB/T 16818-1997； 8) 《國家一、二等水準測量規范》GB 12897-91； 9) 《測繪產品檢查驗收規定》CH1002-1995。 (3) 適用范圍 大型土木工程的施工、大型機械設備的安裝等。 (4) 已應用的典型工程 該技術在國內外的很多大型土木工程建設中都得到成功應用，例如：民用高層建筑施工、高速公路施工、工業廠房、水電工程、橋梁工程等都得到普遍應用。比較典型的工程有：三峽水利樞紐工程、小浪底水利樞紐工程、杭州灣大橋工程、潤揚長江公路大橋等。 9.1.2 施工放樣技術 (1) 主要技術內容 ① 全站儀坐標法放樣技術 全站儀具有測量精度高，儀器的集成化、自動化和智能化程度高等優點，已大量應用于各類工程的施工測量中。坐標法放樣是充分利用全站儀的這些優點，直接利用施工控制點和放樣點的坐標進行放樣工作，避免了大量的放樣數據的準備工作，提高了施工測量的工效，同時也減少了施工放樣中可能出現的差錯。該技術對一些形體復雜的建筑物放樣工作有明顯的優勢。全站儀坐標法放樣一般直接利用全站儀內置的放樣程序進行，用戶只需輸入測站點坐標和放樣點坐標。當有一批點需放樣時，用戶可以事先將這些點的坐標輸入全站儀，這極大地方便了放樣工作的進行，有利于提高工作效率。在利用全站儀放樣點位時，應注意加入必要的改正參數（如：儀器常數、氣象元素等），特別對于三維坐標放樣，應注意加入適當的大氣折光系數改正。坐標法放樣結果應采用其他有效的方法進行檢核，以防止測量結果錯誤的發生。 ② 測距儀高程傳遞技術 高程傳遞一般采用水準測量和懸掛鋼尺的方法解決，這些方法勞動強度大，所需時間長，且測量成果的精度和可靠性有時得不到保證?，F代測距儀具有測量精度高，觀測快捷、方便等優點，只需將目前常用的測距儀或全站儀稍作改進，就可完成高程傳遞的測量工作。該技術對超高層建筑物的高程傳遞特別有效。測距儀高程傳遞直接利用測距儀的測距功能進行，在測量時，要求測距儀處于鉛垂狀態，并于反射棱鏡處于同一鉛垂線上。測距儀高程傳遞的精度主要取決于測距儀的測距精度和儀器高的量取精度，因此，應根據施工測量的要求確定所采用的儀器型號，并采用適當的方法精確量取儀器高。 (2) 技術指標 本技術的應用應參照下列規范執行：《精密工程測量規范》GB/T15314-94、《工程測量規范》GB 50026-93、《中短程光電測距規范》GB/T 16818-1997 (3) 適用范圍 大型土木工程的施工、大型機械設備的安裝等。 (4) 已應用的典型工程 潤揚長江公路大橋、三峽水利樞紐工程、上海國際會議中心等。 9.1.3 地下工程自動導向測量技術 (1) 主要技術內容 自動導向測量技術主要應用于頂管工程的施工控制，其目的是測量出頂管機頭當前的位置，并與設計管道軸線進行比較，求出機頭當前位置的左右偏差（水平偏差）和上下偏差（垂直偏差），以引導機頭糾偏。自動導向測量系統的測量原理就是傳統的支導線測量。與傳統導線測量不同的是，自動引導測量系統在各點同時架設有自動觀測全站儀和棱鏡，并且每臺全站儀都通過電纜與計算機聯接。在計算機的指揮下，各站點上的全站儀相互配合，按導線測量的測量程序，自動有序地測量導線各點的轉折角、垂直角以及導線各點之間的邊長，并把角度和邊長測量數據自動傳回給計算機，由計算機進行數據處理。利用自動導向測量技術可有效地提高施工測量的工作效率，實現施工過程的動態控制，保證工程的質量。 (2) 技術指標 本技術的應用應參照下列規范執行：《工程測量規范》GB 50026-93、《中短程光電測距規范》GB/T 16818-1997 (3) 適用范圍 本技術主要適用于頂管工程、隧道工程、城市地鐵工程等的施工控制。 (4) 已應用的典型工程 上海市合流污水工程穿越黃浦江底的長距離曲線頂管施工。 9.2 特殊施工過程監測和控制技術 9.2.1 深基坑工程監測和控制 (1) 主要技術內容 深基坑工程是開挖深度大于5m 的基坑工程。深基坑工程的監測與控制則是一種比較復雜的信息反饋與控制。深基坑工程監測是指在深基坑開挖施工過程中，借助儀器設備和其他一些手段對圍護結構、基坑周圍的環境（包括土體、建筑物、構筑物、道路、地下管線等）的應力、位移、傾斜、沉降、開裂、地下水位的動態變化、土層孔隙水壓力變化等進行綜合監測。深基坑工程控制則是根據前段開挖期間的監測信息，一方面與勘察、設計階段預測的性狀進行比較，對設計方案進行評價，判斷施工方案的合理性；另一方面通過反分析方法或經驗方法計算與修正巖土的力學參數，預測下階段施工過程中可能出現問題，為優化和合理組織施工提供依據，并對進一步開挖與施工的方案提出建議，對施工過程中可能出現的險情進行及時的預報。以便采取必要的工程措施。 (2) 技術指標 深基坑工程監測與控制技術應符合國家行業標準《建筑基坑支護技術規程》JGJ120-99 和中華人民共和國行業標準《建筑基坑工程技術規范》YB9258-97 的規定。 (3) 適用范圍 深基坑工程監測與控制可用于建筑工程、市政工程等的基坑開挖中的支護結構、主體結構基礎、鄰近建筑物、構筑物、地下管線等安全與保護。 (4) 已應用的典型工程 深基坑工程監測與控制在國內的土建工程中，例如高層建筑基礎、工業廠房、橋梁基礎等得到普遍應用。比較典型的工程有上海耀華皮爾金頓浮法玻璃熔窯基坑、上海三角地廣場基坑等。 9.2.2 大體積混凝土溫度監測和控制 (1) 主要技術內容 大體積混凝土溫度監測是對水泥水化熱、混凝土澆筑過程中的澆筑溫度、養護過程中混凝土澆筑塊體升降溫、里外溫差、降溫速度及環境溫度等進行測試和監測。監測工作將給施工組織者及時提供信息，反映大體積混凝土澆筑塊體內溫度變化的實際情況及所采取的施工技術措施效果，為施工組織者在施工過程中及時準確采用溫控對策提供科學依據。大體積混凝土溫度控制是防止混凝土由于內外溫差產生溫度應力和裂縫，核心措施是減小混凝土結構內的溫度梯度，技術措施就是“內降外?！?。 (2) 主要技術指標 根據國家標準《混凝土結構工程施工及驗收規范》GB50204-92 第4.5.3 條規定：對大體積混凝土的養護，應根據氣候條件采取控溫措施，并按需要測定澆筑后的混凝土表面和內部溫度，將溫差控制在設計要求的范圍以內；當設計無具體要求時，溫差不宜超過25?C。降溫速度一般要小于1.0?C/天～1.5?C/天。 (3) 適用范圍 大體積混凝土溫度監測和控制技術適用于高層建筑筏板基礎、箱基底板，樁基承臺，大型設備基礎，結構物中其他厚度較大的混凝土梁、墻，如沉井井壁等。 (4) 已應用的典型工程 大體積混凝土溫度監測和控制技術已應用于許多土建工程中，比較典型的有上海金茂大廈厚筏基礎、江陰長江公路大橋錨碇大體積混凝土等。 9.2.3 大跨度結構施工過程中受力與變形監測和控制 (1) 主要技術內容 大跨度結構施工監測是對施工全過程中實際發生的各項影響結構內力與變形的參數進行測量與分析。測量是施工監控中的重要環節，它包括幾何指標參量的測量和力學指標參量的測量兩部分。受力監測包括結構截面的應力(包括混凝土應力、鋼筋應力、鋼結構應力等)、預應力水平、溫度應力的監測。施工控制包括結構變形控制、結構應力控制、結構穩定性控制等。 大跨度結構施工控制則是結合實測的內力與變形數據，隨時分析各施工階段結構內力、變形與設計預測值的差異并找出原因，提出修正對策，以確保在建成后結構的內力、外形曲線與設計盡量相符。 (2) 主要技術指標 大跨度結構施工監測監控是一個“施工-測量-計算分析-修正-預告”的循環過程，根本要求是在確保結構安全施工的前提下，要做到結構形狀和內力符合設計規定的允許誤差范圍。具體實施時必須遵照《鋼結構工程施工質量驗收規范》GB50205-2001 和《混凝土結構工程施工質量驗收規范》GB50204-2002。 (3) 適用范圍 大跨度結構施工監測與控制適用于包括預應力混凝土結構、鋼結構、輕型結構、橋梁等大跨度結構施工中的受力與變形監控。 (4) 已應用的典型工程 大跨度結構施工監測與控制已應用的典型工程包括國家大劇院主體建筑鋼結構、上海大劇院鋼屋蓋、上海體育場馬鞍型屋蓋、上海浦東國際機場候機樓鋼屋架、上海國際會議中心單層球網殼等重大工程。