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摘 要：研究运用电脑制图配合全站仪，利用极坐标法、直角坐标法解决在建筑结构中的放线问题，并结合工程实例，验证了该施工方法的有效性。
关键词：电脑制图；放线问题；施工方法
一、工程简介
1.工程概况：
菏泽大剧院位于菏泽市新城区中心位置，造型呈牡丹花状，是菏泽市的一项标志性工程、亮点工程，是一道靓丽的风景线，被称为菏泽的会客厅。本工程建筑面积40202平方米，框架－剪力墙结构，于2007年8月1日开工，2009年8月8日竣工验收。
☆建筑平面近似“椭圆形”，结构复杂，单层面积接近一万平方米。
☆基础开挖最深处为-12.3米，地下室1层，主体4层，中心舞台处单层高度41.1米。
☆桩基承台共100个，承台底标高有19种，框架柱278个。
☆结构跨度大，东西方向宽100米，南北方向长142米。
☆根据后浇带的设置，将工程设置为11个分区（详见图一：土建施工分区示意图）。
☆2.工程要求：
☆保证从土方开挖至主体完工，工期控制在220天内。
☆保证柱网定位准确，轴线偏差≤5mm。
二、方案选择
1.施工趋势：随着建筑施工技术的不断发展，复杂结构工程不断出现，研究电脑制图在施工中的应用将有长足的发展空间。
2.集团要求：如此复杂的结构形式及多变的轴线样式在菏泽尚属首例，为实现工程创“鲁班奖”的质量目标，必须潜心研究和制定施工方案，确保子分项工程施工质量。
3.工艺要求：电脑制图配合施工放线在施工中的应用，在国内尚未有成熟的施工经验和工艺标准，需要开展QC小组活动，收集数据和积累经验，编制施工工艺标准，为企业工法提供素材。
4.业主要求：业主对工程创优非常支持，专门聘请设计院设计人员到现场指导CAD制图方法，我们将积极结合设计人员提高业务水平。
三、施工工艺
1.运用电脑制图配合全站仪，利用极坐标法、直角坐标法放线方案：在土方开挖前，通过建设单位提供的基准点先将建筑物主轴线引到建筑物四周围并设4个控制桩，然后将需要的特征点通过电脑制图进行细化，通过全站仪投放到施工面上。
2．工艺流程：
2.1以建设单位提供的基准点为原始点，在建筑物主轴线外设四个控制桩，并严格保护。
2.2利用电脑制图，将所有需要投放的坐标点计算并标示，通过全站仪将所有需要的坐标点投放到工作面，然后根据坐标点确定基坑、框架柱、框架梁等边线。
2.3对于圆弧轴线，通过电脑制图将圆弧线分解为折线投放到位，将圆弧线与折线的最大偏差控制在2mm以内。
四、施工要点
1.图纸细化坐标要准确
1.1根据轴网定位及走向，决定建立两套坐标系。先依据主轴线交点为原点，建立直角坐标系，以竖向为X轴、横向为Y轴，以西(南)为正向；再依据坐标点(32，0)为原点建立极坐标系，以正南方为0°，顺时针为正方向。以直角坐标系控制1-A轴以北坐标点，以极坐标系控制2-1轴～2-13轴与2-A轴～2-E轴之间的坐标点。详见图二：
1.2根据建立好的坐标系在电脑上进行图纸细化，找出放线关键点及其坐标；对于圆弧轴线找出关键点坐标，再根据坐标之间的弧线进行细化分解，将圆弧线与折线的最大偏差控制在2mm以内。
实施效果检查：通过放线复测验证，细化坐标图准确无误，实际使用过程中无一处返工。
2.控制桩要稳固不位移
2.1根据确定的直角坐标系，在1-7轴南北两端、1-G轴东西两端共设置4个控制桩，按照设计的开挖边坡位置在边坡外1～2米位置处设控制桩，使控制桩的有效透视面积达到最大。
2.2在选定的控制桩位置处挖出不小于0.5m×0.5m×0.5m的桩坑，浇筑垫层后砌筑砖模，砖模呈金字塔状，上表面净空不小于20cm×20cm，将外围用土填平后在砖模内浇筑砼并捣实搓平；待砼强度达到75%时通过全站仪在砼面上找出控制点坐标，并将钢钉植入，再用全站仪进行核对，以保证钢钉在设计的坐标位置处。见图三：
实施效果检查：在2007年底，通过规划人员GPS定位复测仅1处控制桩坐标误差为1mm，其余控制桩坐标均无误差。
3.熟练使用全站仪
3.1为保证施工放线准确，在正式施工前先组织技术人员进行了专门的全站仪使用培训，通过考核选出支设仪器速度快、测量精度高的人员，固定专人使用全站仪。见图片：
3.2、在测量前熟悉施工图纸及细化坐标图，根据放线位置优选全站仪支设点，减少移动全站仪次数，使一次测放的坐标点最多。
实施效果检查：经过培训测试，专职测量人员从安装仪器到开始测量能够把时间控制在5～10分钟内，5分钟以内就能测量好一个点，极大地提高了工作效率。
4.细部放线要认真
4.1本工程圆弧梁、异形柱等较多，结构形状复杂，细部放线难度大，为此要求技术人员严格按照已测量的坐标及电脑细化坐标图进行细部放线。（图四即为本工程的一道圆弧梁细化图实例）
4.2在放线过程中技术人员互相检查放线尺寸，发现按图施工有困难或细化坐标图有问题时，及时反馈到图纸细化人员进行修改完善。
实施效果检查：基础绑扎钢筋前，业主、监理、设计和施工等有关人员对垫层细部放线进行了拉网式检查，轴线交点、构件截面尺寸及弧线弧度各检查30个点，共计90个点，未发现一个不合格点。
五、经济效益
1.效果一：
经济目标。施工放线费用投入为4.5万元，比计划投入节省1.5万元。见图五：
2.效果二：
通过该技术的应用，有效地克服了基坑基底高差大的困难，解决了施工放线的精度问题。施工放线质量及方法得到业主、监理、设计等到有关部门的好评，建设主管部门将本工程作为同复杂结构施工的示范工程在全市推广，为创精品工程奠定了基础，赢得了社会效益。
3.效果三：
施工放线速度的提高，保证了工程的流水施工，缩短了施工工期，主体封顶提前了20天；施工放线精度的提高，保证了后续工程的施工质量和使用效果，避免了尺寸偏差等缺陷而造成维修、返工带来的人力、物力等资源的浪费和社会不良影响。由于放线速度及精度的提高，带来的间接效益120万元，无形经济效益更可观。
六、巩固措施：
1.将本次参与施工和管理的人员组建专业施工队伍，以不断提高专业施工水平，进一步完善施工工艺。
2.根据对经验的总结，并参考国家和各地方的相关规范，编制出《运用电脑制图配合施工放线在复杂结构中的应用》企业工法，经总工程师审批在企业内部推广运用，取得了良好的效果。
关键词：电脑制图；放线问题；施工方法
一、工程简介
1.工程概况：
菏泽大剧院位于菏泽市新城区中心位置，造型呈牡丹花状，是菏泽市的一项标志性工程、亮点工程，是一道靓丽的风景线，被称为菏泽的会客厅。本工程建筑面积40202平方米，框架－剪力墙结构，于2007年8月1日开工，2009年8月8日竣工验收。
☆建筑平面近似“椭圆形”，结构复杂，单层面积接近一万平方米。
☆基础开挖最深处为-12.3米，地下室1层，主体4层，中心舞台处单层高度41.1米。
☆桩基承台共100个，承台底标高有19种，框架柱278个。
☆结构跨度大，东西方向宽100米，南北方向长142米。
☆根据后浇带的设置，将工程设置为11个分区（详见图一：土建施工分区示意图）。
☆2.工程要求：
☆保证从土方开挖至主体完工，工期控制在220天内。
☆保证柱网定位准确，轴线偏差≤5mm。
二、方案选择
1.施工趋势：随着建筑施工技术的不断发展，复杂结构工程不断出现，研究电脑制图在施工中的应用将有长足的发展空间。
2.集团要求：如此复杂的结构形式及多变的轴线样式在菏泽尚属首例，为实现工程创“鲁班奖”的质量目标，必须潜心研究和制定施工方案，确保子分项工程施工质量。
3.工艺要求：电脑制图配合施工放线在施工中的应用，在国内尚未有成熟的施工经验和工艺标准，需要开展QC小组活动，收集数据和积累经验，编制施工工艺标准，为企业工法提供素材。
4.业主要求：业主对工程创优非常支持，专门聘请设计院设计人员到现场指导CAD制图方法，我们将积极结合设计人员提高业务水平。
三、施工工艺
1.运用电脑制图配合全站仪，利用极坐标法、直角坐标法放线方案：在土方开挖前，通过建设单位提供的基准点先将建筑物主轴线引到建筑物四周围并设4个控制桩，然后将需要的特征点通过电脑制图进行细化，通过全站仪投放到施工面上。
2．工艺流程：
2.1以建设单位提供的基准点为原始点，在建筑物主轴线外设四个控制桩，并严格保护。
2.2利用电脑制图，将所有需要投放的坐标点计算并标示，通过全站仪将所有需要的坐标点投放到工作面，然后根据坐标点确定基坑、框架柱、框架梁等边线。
2.3对于圆弧轴线，通过电脑制图将圆弧线分解为折线投放到位，将圆弧线与折线的最大偏差控制在2mm以内。
四、施工要点
1.图纸细化坐标要准确
1.1根据轴网定位及走向，决定建立两套坐标系。先依据主轴线交点为原点，建立直角坐标系，以竖向为X轴、横向为Y轴，以西(南)为正向；再依据坐标点(32，0)为原点建立极坐标系，以正南方为0°，顺时针为正方向。以直角坐标系控制1-A轴以北坐标点，以极坐标系控制2-1轴～2-13轴与2-A轴～2-E轴之间的坐标点。详见图二：
1.2根据建立好的坐标系在电脑上进行图纸细化，找出放线关键点及其坐标；对于圆弧轴线找出关键点坐标，再根据坐标之间的弧线进行细化分解，将圆弧线与折线的最大偏差控制在2mm以内。
实施效果检查：通过放线复测验证，细化坐标图准确无误，实际使用过程中无一处返工。
2.控制桩要稳固不位移
2.1根据确定的直角坐标系，在1-7轴南北两端、1-G轴东西两端共设置4个控制桩，按照设计的开挖边坡位置在边坡外1～2米位置处设控制桩，使控制桩的有效透视面积达到最大。
2.2在选定的控制桩位置处挖出不小于0.5m×0.5m×0.5m的桩坑，浇筑垫层后砌筑砖模，砖模呈金字塔状，上表面净空不小于20cm×20cm，将外围用土填平后在砖模内浇筑砼并捣实搓平；待砼强度达到75%时通过全站仪在砼面上找出控制点坐标，并将钢钉植入，再用全站仪进行核对，以保证钢钉在设计的坐标位置处。见图三：
实施效果检查：在2007年底，通过规划人员GPS定位复测仅1处控制桩坐标误差为1mm，其余控制桩坐标均无误差。
3.熟练使用全站仪
3.1为保证施工放线准确，在正式施工前先组织技术人员进行了专门的全站仪使用培训，通过考核选出支设仪器速度快、测量精度高的人员，固定专人使用全站仪。见图片：
3.2、在测量前熟悉施工图纸及细化坐标图，根据放线位置优选全站仪支设点，减少移动全站仪次数，使一次测放的坐标点最多。
实施效果检查：经过培训测试，专职测量人员从安装仪器到开始测量能够把时间控制在5～10分钟内，5分钟以内就能测量好一个点，极大地提高了工作效率。
4.细部放线要认真
4.1本工程圆弧梁、异形柱等较多，结构形状复杂，细部放线难度大，为此要求技术人员严格按照已测量的坐标及电脑细化坐标图进行细部放线。（图四即为本工程的一道圆弧梁细化图实例）
4.2在放线过程中技术人员互相检查放线尺寸，发现按图施工有困难或细化坐标图有问题时，及时反馈到图纸细化人员进行修改完善。
实施效果检查：基础绑扎钢筋前，业主、监理、设计和施工等有关人员对垫层细部放线进行了拉网式检查，轴线交点、构件截面尺寸及弧线弧度各检查30个点，共计90个点，未发现一个不合格点。
五、经济效益
1.效果一：
经济目标。施工放线费用投入为4.5万元，比计划投入节省1.5万元。见图五：
2.效果二：
通过该技术的应用，有效地克服了基坑基底高差大的困难，解决了施工放线的精度问题。施工放线质量及方法得到业主、监理、设计等到有关部门的好评，建设主管部门将本工程作为同复杂结构施工的示范工程在全市推广，为创精品工程奠定了基础，赢得了社会效益。
3.效果三：
施工放线速度的提高，保证了工程的流水施工，缩短了施工工期，主体封顶提前了20天；施工放线精度的提高，保证了后续工程的施工质量和使用效果，避免了尺寸偏差等缺陷而造成维修、返工带来的人力、物力等资源的浪费和社会不良影响。由于放线速度及精度的提高，带来的间接效益120万元，无形经济效益更可观。
六、巩固措施：
1.将本次参与施工和管理的人员组建专业施工队伍，以不断提高专业施工水平，进一步完善施工工艺。
2.根据对经验的总结，并参考国家和各地方的相关规范，编制出《运用电脑制图配合施工放线在复杂结构中的应用》企业工法，经总工程师审批在企业内部推广运用，取得了良好的效果。