国家体育场控制测量方案doc.docx
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国家体育场控制测量方案doc
1.工程概况
国家体育中心位于朝阳区北辰东路以西，北四环路以北，占地面积2041555m2（约306亩）自然地面平均高程约45.35米。
主体建筑“鸟巢”总建筑面积25.8万m2；长轴（南北向）322.88m；短轴（东西向）275.86m。
总体呈椭圆形。
建筑物总体七层；其中地下一层；地上六层；局部四层。
建筑物高约67.8米。
整个工程工期约三年。
2.编制依据
2.1《中华人民共和国测绘法》；
2.2《中华人民共和国计量法》；
2.3《工程测量规范》（GB50026-93）；
2.4《建筑工程施工测量规程》（DBJ01-21-95；
2.5《北京市建筑安装工程施工技术质料管理规定》（DBJ01-51-2000）；
2.6设计图纸。
3.施工控制测量精度设计
施工控制测量的目的是建立国家体育场施工场地内的首级平面及高程施工控制网为国家体育场各阶段施工提供统一的坐标及高程依据，确保各建、构筑物按设计要求准确就位。
施工控制测量遵循先整体，后局部，高精度控制低精度的布点原则。
3.1精度要求
国家体育场工程占地面积大，工程规模大，造型复杂，涉及到土建施工、道路、管线、大型钢结构安装及大跨度可开启屋盖安装工程等等。
尤其是大型钢结构安装，对测量精度的要求很高。
首级测量控制网（GPS网）应该满足工程施工各阶段结构定位的需要，控制网的精度设计，应该以各施工阶段中对测量精度的最高要求为出发点，满足国家体育场的设计要求及相关的国家规范规定的技术要求。
3.2施工平面控制网测量
3.2.1施工平面控制网的设计依据及精度设计
根据混凝土及钢结构施工的相关规范对施工放样的要求，如地脚螺栓（锚栓）的中心偏移允许偏差为5mm，剪力墙结构轴线位置的允许偏差为5mm。
以施工允许误差的最高要求为5mm考虑，假设直接用于施工放样的次级控制网中,点间中误差最大为m控,放样误差为m放。
设m控=m放/
，由
=5mm，得m控=2.8mm。
次级控制网的平均边长设为150m，则最弱边的边长相对中误差应该为1/76000，按照边角匹配的原则，mβ=
ρ″,得测角中误差为2.7″。
由以上计算，次级控制网应该按四等导线设计，主要技术要求如下表：
表1
测角中误差
测距相对中误差
方位角闭合差
相对闭合差
2.5″
1/80000
5
1/35000
由于加密控制网按照四等导线设计，所以首级施工平面控制网按照三等网进行设计，首级施工平面控制网拟采用GPS三等网。
考虑到用常规手段加密次级控制网的需要，首级网各点最少应具有两个通视方向，三等GPS控制网主要技术要求如下表：
表2
标准差a（mm）
比例误差系数b（1×10-6）
最弱边相对中误差
≤10
≤5
1/80000
需要说明的是，本工程平面控制网为专用控制网，测区面积较小，实际布设的控制网的边长将小于相应等级控制网中所要求的边长，这对平面控制网的测量提出了更高的要求。
3.2.2施工平面控制网布设形式
为了获得较高的相对精度，本工程首级施工平面控制网拟采用自由网形式，按三角网的形式布设，考虑到规划放线以及与周边市政设施的施工衔接，决定采用一个北京市城市导线点的坐标以及一个已知的坐标方位角作为起算依据。
控制点位设置：
考虑现场施工条件并顾及施工期间点位的利用情况，拟定高层点选在测区东部凯迪克大酒店西侧14层顶部和慧忠里230#住宅楼顶部及北辰花园别墅17#楼平台上各设一点，地面点拟在西侧临时路和场地中间各设两点，由七个点构成GPS首级控制网。
施工平面控制网布设形式如下图所示：
所有首级平面控制网的桩点应按照永久标志进行埋设，力求稳固可靠。
具体样式规格见《建筑工程施工测量规范》（DBJ01-21-95）中附录F图。
控制点埋设应有三至五天的稳定期后才能开始观测。
3.2.3施工首级平面控制网的观测方法及技术要求
首级施工平面控制网采用GPS（GlobalPositioningSystem全球定位系统）进行观测，利用GPS静态相对定位建立平面控制网。
与常规测量手段相比具有快速，高精度等优点。
首级施工平面控制网按照国家标准《全球定位系统城市测量技术规程》CJJ73-97中三等网的技术要求进行观测，采用静态定位方法，主要技术要求如下表：
表3
卫星高度角（°）
有效观测卫星数
平均重复设站数
时段长度（min）
数据采样间隔（S）
≥15
≥4
≥2
≥60
10～60
3.2.4GPS控制网观测要求
3.2.5作业前应编制作业计划表。
几何图形强度因子（PDOP）≤6，同步观测接收机台数≥3等。
3.2.6天线应整平、对中，对中误差不应大于1mm。
3.2.7按规定逐项填写作业观测手薄。
3.2.8每一时段观测结束后，应及时将存储介质上的数据进行拷贝。
每时段观测结束，应及时进行数据处理。
3.2.9内业数据处理及平差后精度要求
3.2.10基线向量长度误差≤2δ，同步环闭合差≤（
/s）δ
独立环闭合差≤2
δ，复测基线长度较差≤2
δ
式中δ=
，a——固定误差（mm）
b——比例误差（1×10-6）
d——基线边长度（km）
N、n——同步环或独立环基线边数或复测基线次数
（2）数据处理
采用随机配套的商用软件LeicaSKI-pro进行基线观测数据的解算，控制网数据平差处理采用武汉测绘科技大学LosaGPS软件。
严密平差后最弱点点位中误差≤±12mm，相邻点位相对中误差≤±10mm，最弱边相对中误差≤1/90000。
3.3施工高程控制网测量
3.3.1施工高程控制网的设计依据及精度设计
根据《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204-92以及《钢结构工程施工及验收规范》GB50205-95的相关规定，对高程施工放样误差的最高要求为5mm，利用现有的精密水准测量方法比较容易达到，首级施工高程控制网按二等水准网的精度进行设计。
主要技术要求如下表：
表4
每千米高差中数中误差
测段、区
段、路线
往返测高
差不符值
附合线路或环线闭合差
检测已测测段高差之差
偶然中误差M△
全中误差Mw
≤±1
≤±2
≤±4
≤±4
≤±4
由上表，假设首级高程控制网水准线路总长为4km，则有最弱点高程中误差（相对于起算点）mh=±Mw/
=±2.0mm，水准点间最长距离为500m，则两点间高差中误差为mh=±Mw
=±1.4mm。
完全能够满足施工要求。
3.3.2施工高程控制网布设形式
为使首级施工高程控制网具有较好的内符合精度，控制网布设为附合水准路线，并与两个北京市城市导线点联测以确定起算高程。
水准点位设置：
水准点埋设在变形区以外稳固的建构筑物或地层中。
拟定在测区南部北辰花园别墅23B、5栋、凯迪克酒店楼西、北部在公交车站北端设置一点。
西侧利用临时路上平面点，以组成独立的闭合水准网。
水准线路示意图如下图：
3.3.3施工高程控制网的观测方法和技术要求
首级水准控制网观测采用二等水准观测方法。
视线长度及高度应满足下表的要求：
表5
视距
前后视距差
任一测站上前后视距累积差
视线高度
≤50m
≤1.0m
≤3.0m
≥0.3m
测站限差应满足下表的要求：
表6
上下丝读数平均值与中丝读数的差
基辅分划读数的差
两次高差之差
检测间歇点高差的差
3.0mm
0.4mm
0.6mm
1.0mm
4施工控制网的加密测量
地面加密控制点是直接用于施工放样等工程而进行的加密测量控制点。
因此，其点位必须可靠，且要有足够的精度，以满足其它各项测量工作需要。
4.1平面加密控制
加密形式采用四等精密导线网测量，以首级平面控制点为起算数据，加密网的具体技术指标严格按《工程测量规范》（GB50026-93）和《建筑施工测量规范》（DBJ01-21-95）中的相关条款要求。
4.2控制点位设置
考虑体育场建筑轴线多为放射状，且均以纵、横十字轴线定义的特点，拟定以体育场中心纵、横主轴线为依据，分八个扇区布设场区内、外平面控制精密导线网。
并在每条轴线上加测方向点（见附图2）。
这样既保证了轴线控制点为施工放样提供依据，亦方便对轴线点的实时监控。
点位埋设要求稳固，易于保存，便于长期使用为目的。
4.3加密施工控制网的观测方法及实施
导线平均边长150-180米，水平角度和边长用徕卡TC2000+DI1600全站仪（仪器精度指标：
0.5″，±（1mm+1ppm.D）），及其配套的光学觇牌观测。
（外业观测水平角4测回（左、右角各2测回），左右角平均值之和与360°的较差小于4″。
水平角观测遇到长短边需要调焦时，应采用盘左长边调焦，盘右长边不调焦，盘右短边调焦，盘左短边不调焦的观测顺序进行观测。
边长往返观测4测回（往、返测距各2测回），一测回读数较差≤5mm，测距往返较差≤2（a+b•D），同时测定用于边长改正的气压和温度。
导线网用华星平差软件进行严密平差计算，平差后的精度达到表1中的精度要求。
4.4高程加密控制测量
加密形式仍以二等精密水准测量的技术要求进行观测，以首级高程控制点为起算数据，以附合或闭合水准路线布设。
点位与平面点共用。
外业采用徕卡NA2+GPM3自动安平水准仪及配套的铟瓦尺观测，水准高程用华星平差软件进行严密平差计算，平差后的精度达到表4中的精度要求。
4.5施工期间首级及加密控制网的检测
在做重要的点、线测量前或在季节变化、大雨后、冰融、降水等外界条件发生变化时，要进行检测。
一般半年检测一次，或根据控制点的稳定情况也可增加或减少检测次数。
检测时应该使用与首次观测时所用的同等精度仪器、观测方法、技术要求和计算方法。
5.施工控制网的管理
5.1施工控制网测绘成果的验收和移交
首级控制网测量成果在经过自检后，由国家体育场项目建设总部和监理公司进行验收并出具验收意见。
验收通过后移交使用。
5.2施工控制网点的维护
为确保测量工作顺利进行和方便施工,场区内所有施工控制网桩点应采取措施进行护桩，对主要基准控制点、轴线桩点的四周要用砖砌体围墙以示保护，一般控制点的周围用架子管搭建2m*2m高1m的护栏。
点位处竖立明显标志，上面注明“测量标志，注意保护”和联系电话号码字样。
并指派一名测量人员经常到现场巡视各控制点保护情况。
加强对施工人员教育,保护好测量标桩,所有测量标桩未经工程负责人同意,不得拆除,碰创或破坏。
5.3施工控制网的复测
为保证整个施工期间首级施工控制网的正确，防止由于控制点沉降、位移引起的控制网扭曲造成精度下降，应对首级控制网定期进行复测。
复测工作宜每半年进行一次。
6.土建施工测量
6.1数据计算
在进行施工放线测量前要做好各项准备工作。
6.1.1要认真阅读设计图纸，了解清楚放样数据计算思路和数学模型，对数据进行复算校核，确认各部位轴线、结构的几何关系。
检查图纸上所注坐标尺寸有无错误，并以表格形式计算出放样物体的三维坐标。
6.1.2检查仪器是否处于正常状态。
6.1.3对放线所用的各类控制点、导线点、轴线点，水准点进行检测、确认。
6.2施工测量精度要求
6.2.1轴线、标高及细部放线精度应满足下列要求
轴线精度表7
轴线偏差
细部线最大偏差
放样点位相对误差
总高累计误差不超过
±3mm
±5mm
±3mm
±20mm
标高精度表8
测站上抄平标高允许误差
标高传递允许误差
全高累计允许误差
±3mm
±5mm/层
±30mm
6.3施工场区准备测量
国家体育场施工场区面积约20.40公顷，由北京市测绘院测设的红线桩A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L、M及加密点等圈定。
在对上述红线桩进行检测无误后，以红线桩作为依据确定围挡界址。
红线主要桩点要砌成砖体加以保护，以保证桩点的正确性。
6.4场区平整测量
为施工进场做好准备，应对场区范围内（南北约950M，东西约400M）场地整平、现有地面性质类别分布情况进行测量。
6.4.1平面以市测绘院提供的红线桩点坐标为起算依据，高程假定一固定点为50.000米起算。
6.4.2测量控制以方格网形式布设，点位间距50m，按普通测量的技术要求进行。
6.5施工放线
6.5.1所有测量放线的点位依据必须是国家允许、承认，具有法律效力的有效正式文件，并符合有关行业要求。
6.5.2.采用极坐标法、直角坐标法或前方交会等方法进行放样。
放样时要有测站和路线检核条件，并有外业检核记录,保证其测量放线精度，防止出现粗差。
6.5.3.检核测量
检核测量指由总承包部、分包商、或监理单位进行的第三方测量，检核测量中测量方法一定要独立，即对拟检核项目从数据计算到实地测量，都要独立进行，杜绝错误发生。
7.钢结构施工测量和施工监测
7.1钢结构施工精度要求如下表：
表9
项目
允许偏差（mm）
支承面
标高
±3
水平度
L/1000
地脚螺栓
螺栓中心偏移
5.0
螺栓露出长度
±20，0
螺纹长度
±20，0
预留孔中心偏移
10.0
柱脚地座中心线对定位轴线的偏移
5.0
柱基准点标高
+5.0，-8.0
挠曲矢高
H/1000，15.0
柱轴线垂直度
（H≤10m）10.0（H）>10m）H/1000,25.0
7.2钢结构施工测量和施工监测主要内容：
预埋件测量、钢支座测量、支撑柱安装测量及变形监测、柱帽及节点安装和变形监测、悬挑梁起落安装测量和监测、安装完毕卸载前检测、安装完毕整体卸载后检测。
具体测量方案待设计方案确定之后再详细制定。
7.3钢结构施工测量和施工监测主要方法
采用高精度LeicaTC2002全站仪（0.5″，±（1mm+1ppm）），并配以专用测量设备进行三维实时测量，对于待测的结构要通过精测后计算点的改正值进行点位归化,归化后的点位要进行检验同一部位是否符合相关的几何关系要求,使其各点之间相对误差严格控制在3mm之内。
7.4数据处理和信息反馈
采用从数据采集、数据处理到成果输出自动化技术，及时反馈测量信息，做到信息化施工。
8.施工期间变形观测
8.1变形观测的内容
国家体育场结构设计使用年限为100年，建筑结构安全等级为一级，地基基础设计等级为甲级，基础设计安全等级为一级。
建筑抗震设计类别为甲级。
按照相关规范规定和国家体育场结构自身及环境状况，变形观测包含以下内容：
8.1.1临时支护结构的水平位移,垂直位移观测；
8.1.2.国家体育场主要建筑物沉降观测（包括建筑结构变形测量和钢结构变形测量）；
8.1.3.基坑周边建、构筑物、地下管线沉降观测；
8.2.变形观测精度要求和观测频率
鉴于本工程的重要性，变形观测应按照国家标准《建筑变形测量规程》JGJ/T8-97中二级变形测量的精度要求实施。
变形观测频率应以能系统反映所测变形的变化过程，且不遗漏其变化时刻为原则，根据单位时间内变形量的大小及外界因素影响确定。
8.2.1.变形观测的基准点和观测点的布置
本工程变形观测需要建立专用的变形观测基准网。
其中沉降观测基准点应埋设基岩水准标志或永久建（构）筑物设立墙上基准点，水平位移观测基点应建造观测墩或埋设专用标石并配备强制对中装置。
观测点的布置根据设计要求并参照相关规范实施。
8.2.2.变形观测的主要技术方法和要求
基坑周边土体水平位移监测可采用大地测量的方法进行测量，也可采用测斜仪（CX-03A）测量。
临时支护结构的水平位移、垂直位移、国家体育场主要建筑物沉降观测采用几何水准测量及边角测量方法进行测量。
变形观测的主要技术要求参照国家标准《建筑变形测量规程》JGJ/T8-97的要求制定。
8.2.3.数据处理和分析
数据处理和分析应符合下列要求：
（1）观测值中不应含有超限误差，观测值中的系统误差应减弱到最小程度。
（2）合理处理随机误差，正确区分测量误差与变形信息。
（3）多期观测成果的处理应建立在统一的基准上。
（4）按网点的不同要求，合理估计观测成果精度，正确评定成果质量。
8.2.5.变形观测的管理和信息反馈
（1）变形观测的各个项目均应制定详细的观测方案，并报监理审批后实施。
（2）变形观测所采用的仪器均应经过国家授权的计量部门检定并用同一仪器设备，作业人员固定、均应具备相应资质并持证上岗。
（3）提交变形观测成果资料应及时有效，正确反映提交时的变形情况。
不得随意降低观测频率。
观测成果资料应对观测结果进行分析，并提出相应的建议及对策。
（4）当变形观测成果出现异常时，应该进行加测，将观测成果及时上报，并会同设计、监理等对结果进行分析，为相关部门的决策提供依据。
9．施工测量管理
9.1机构设置
9.1.1国家体育场的施工测量实行二级管理，总承包部为第一级，施工项目部为第二级。
总承包部设测量主管1名负责日常管理工作，同时成立总承包施工测量组负责国家体育场的施工平面、高程控制测量、施工期间需要的沉降观测和对各施工单位主要控制轴线和主控点位的检测工作。
9.1.2各施工项目部技术部设施工测量主管1名，负责本单位的施工测量和管理，同时配备足够的施工测量人员，负责完成本单位的施工测量工作。
9.1.3项目部施工测量主管在业务上由总承包部测量主管统一领导和管理。
9.2国家体育场的施工
测量组织机构形式见下图：
9.3施工测量人员岗位职责
9.3.1总承包部施工测量管理职责
1）负责红线桩的交接和管理；
2）编制首级施工控制测量方案；
3）建立首级施工控制网并进行保护和维护；
4）对各施工单位施测的主要控制轴线及主点进行检核测量；
5）进行施工过程中的变形测量；
6）向各施工单位提供施工测量控制桩点和成果，并办理交接手续；
7）负责对各施工单位的测量方案进行审核；
8）负责协调业主、设计和监理间的测量工作关系；
9）负责总承包部测量技术资料的收集、整理和归档工作。
9.3.2施工单位施工测量职责
1）复测并签认由总承包部测量队交给的施工测量控制点；
2）负责本施工区段测量标志的保护工作，并应经常检查，保持测量标志的完好性和相邻点间的通视；
3）负责本施工区段施工测量方案的制定和施测；
4）对本施工区段编制的施工测量方案和施测的重要轴线点及主点及时向总承包部测量主管申请审核和检测；
5）对施工中被破坏的测量控制点进行恢复，并请总承包部测量队进行检核测量；
6）积极配合上级测量部门搞好验线、检核工作；
7）搞好测量技术资料的收集、整理和归档工作。
9.4施工测量人员管理规定
9.4.1各级测量人员应具备相应的专业技术素质，持有专业测量毕业证书和上岗证；
9.4.2总承包部测量主管人员必须具有工程师以上职称和相应工作经验；各级施工单位测量主管必须具有助理工程师或技师以上职称和相应工作经验。
9.5测量仪器管理规定
9.5.1测绘仪器管理规定
1）总承包部测量队配备如下精度测量仪器：
表10
序号
设备名称
标称精度
单位
数量
备注
1
LeicaGPS
10mm+1ppm
台
4
2
LeicaTC2002
0.5",2mm+2ppm
台
1
3
SokkaSET22D
2",2mm+2ppm
台
1
4
LeicaNA2+GMP3
自动安平水准仪0.7mm/km
台
2
5
Leica投点仪
1/20万
台
2
6
光学对中觇牌
与上述全站仪配套
套
5～8
7
计算机
台
3
8
CX-03A测斜仪
0.1mm
台
1
9
其他测量工具
若干
2）施工单位必须配备如下精度测量仪器：
表11
序号
设备名称
规格型号
单位
数量
备注
1
全站仪
2",2mm+2ppm
台
1-2
2
普通水准仪
S3
台
1
3
精密水准仪
S1
台
1
4
光学对中觇牌
与上述全站仪配套
套
2-3
5
计算机
台
1
6
其他测量工具
若干
3）测量仪器必须由熟悉仪器性能和有实践经验的专业技术人员操作并经常定期维护；
4）测量仪器的鉴定必须按国家技术监督局发布的计量管理规定对所使用测量仪器进行定期检定，不合格或超检期的不得使用，各单位内部也要对仪器经常进行检查校验，确保仪器性能良好。
9.6测量复核及验线规定
1）总承包部对国家体育场工程施工测量验线工作统一进行管理。
2）各项目部自行加密的施工控制点和放样的重要轴线必须上报，由总承包部进行复核和验线。
3）各作业队施工放线后，必须先进行自检，符合标准后上报总承包部测量主管，由总承包部测量队复测，各级测量工作应认真负责，严格把关，不合格者不得向上级单位报验。
4）复核验线前，各单位应提前提交有关报验资料，包括已知数据依据、施测方案、施测精度等。
9.7测量成果整理与积累
1）测量成果的计算资料必须做到记录真实、字迹清楚、不得涂改，记录格式统一、装订成册，妥善保管。
2）外业测量原始记录数据必须做到真实性,内容完整、签署齐全,采用电子记录手簿时,应打印出观测数据,装订成册，妥善保管。
3）凡须纳入技术档案内的,应按规定整理好方可交其主管部门入档,不入档者应保留到工程竣工验收后一年方可处理。
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