1工程概况
1、建设单位：天津鲁能置业有限公司。
2、工程名称：天津鲁能绿荫里项目。
3、工程地点：天津市南开区水上公园北道，卫津南路、天塔道、水上公园东路所围地块内
4、拟建物概况：
天津鲁能绿荫里项目位于天津市南开区水上公园北道，卫津南路、天塔道、水上公园东路所围地块内，本工程支护形式采用支护桩/混凝土地下连续墙+止水帷幕（TRD/CSM）+混凝土内支撑，地下室基坑周长约为1280m，占地面积约88000㎡。地上含一栋40层办公楼，一栋30层住宅楼、两栋40层住宅楼及两栋45层住宅，其余为3～9层的商业、酒店及公寓。南侧局部为两层地下室，宽度约25m，其北侧为三层地下室区域。
本项目建筑±0.000尚未确定，地面标高按照大沽标高3.400考虑。
根据上部建筑结构设计单位提供的地下室剖面图及预估的基础底板厚度，两层地下室基坑深度为现地表下11.35m，三层地下室基坑深度为现地表下15.75m。具体详见图1.1-1基坑深度分布图。
图1.1-1基坑深度分布图
2工程难点与特点
本工程主要具有如下特点：场地狭小、工序众多、施工标准高、基坑深、工期短、人员多、周边环境复杂等特点。通过对施工过程深入细致的分析，共总结出以下施工重点、难点及关键点，见表1.2工程重点、难点统计表。
表1.2工程重点、难点统计表
序号 内容
1 周边环境复杂，紧邻地铁，周边环境为施工重点保护对象
2 基坑地下水的封闭和处理是本工程一大重点
3 施工处于市中心，文明施工、减少干扰是施工管理的重中之重
4 施工技术先进，体量大，需要有丰富管理经验的总承包管理团队
5 内支撑体量大、强度高，工期紧，渣土外运难度大，对周边环境影响大
6 基坑深，地下水位高，场地狭窄，土方开挖难度大
7 面对施工现场不同的作业需求，如何保证本工程施工临时用电、临时用水的稳定供给是本工程施工组织管理的重点
8 施工场地狭小，劳动力需求大，如何保证总平面布置的合理性和针对性难度大
9 工期紧张，完成业主单位预定工期目标难度大
10 加强监测，信息化施工为工程一大关键点
3新技术应用情况
随着我公司承接的项目体量越来越大，工程施工难度越来越高，传统的测量方式已经很难满足施工现场的测量定位需要，像经纬仪测量放线已经基本被测量所抛弃。测量技术的提升，测量仪器的改进很好的解决了施工中的定位放线问题。测量无法通视一直是全站仪和水准仪的诟病，通常需要多次转点完成，影响测量效率和精度。GPS定位系统的出现很好的解决了此问题。
下面对全站仪、水准仪与GPS进行比较：
1、测量精度
全站仪标称精度为：2mm+2ppm，适用于小范围的控制测量。
GPS静态测量精度：±2.5mm+1ppm，动态测量精度：±10mm+1ppm，能快速完成小范围的测量放线，随着距离的增长，GPS测量优势愈加明显突出，能完成1km～2km范围内的定位测量，并保持精度不减，而普通全站仪在距离500m时就会出现视线模糊，棱镜瞄准精度差，影响测量结果的准确性。
2、通视要求
全站仪测量的最大缺点过于依赖测站点、后视点、前视点三点间的通视情况，由于现场复杂的施工条件，这三点的通视情况往往很难同时满足，虽然可以通过转站测量，但势必影响测量精度。后方交会测量方法虽然能解决此问题，但是影响精度的因素过多，过程中不易控制，遂很少有实际应用。
GPS定位技术无须通视要求，能很好的满足复杂场地施工放线要求。只需要在现场两个控制点（无须通视）进行坐标校正，即可完成设站工作，而GPS测量技术中的RTK功能更是能实时测量移动站坐标值和高程值，手簿中图像显示坐标差值，能形象反映出放样点与当前位置关系，方便施测，大大提高了放线效率。
3、设备使用环境
全站仪受气候条件限制（如雾、雨等）无法正常使用，测量结果也会受测量时的气压、温度等影响产生较大误差。夜间使用全站仪，也会使其功能、效率大打折扣。
GPS测量不受气候条件限制，能实现全天候测量，能有效避免因天气原因造成的施工拖延。
4、测量效率
全站仪测量至少需要2-3人，在测量专业人员缺少的情况下，势必影响测量放线工作的开展。即使经过了临时培训、讲解的非专业人员，在测量过程中也会出现操作失误、效率低下的问题，尤其是在如何避免误差产生和累计方面，往往不能有效避免，造成测量结果偏差。
相比之下，GPS测量技术需要较少人员参加（一般1-2人可轻松完成），对于非专业人士只需经过简单培训也能轻松胜任，很好的解决了测量专业人员缺少的问题，节约了人力资源。
5、数据处理
全站仪数据基本通过人工输入，对于大量的测量放线而言，明显影响工作效率。
GPS技术主要通过手簿与电脑进行交互式数据处理，对于大量数据可以进行整体编辑，电脑与手簿进行互传，既方便测量的点位坐标进行绘图，也方便施测点位坐标的导入，大大提高了工作效率。
利用GPS定位系统快速、准确定位的特点，对土方进行大面积标高测量，能更准确的计算土方量，反应现场实际地形变化。
4关键技术与创新
4.1GPS定位操作流程图（见下图1）
4.2GPS定位前准备工作
1、架设基准站
基准站的架设分为两种方式：
（1）架设在已知点位；
（2）架设在未知点位。
GPS作为动态RTK使用时，通常架设在未知点上，这种方式快速，不需要对中、整平等复杂操作，只需选择周围环境空旷，周边尽量没有高层建筑、湖泊、河流等即可，尽可能减少对GPS接收机接受信号的影响，防止多路径效应干扰。
2、设置基准站、移动站
首次使用需要设置基准站和移动站，设置成功后，以后使用就不需要设置了。图2为GPS仪器架设
图2GPS仪器架设
3、连接手簿和移动站
在手簿中打开“工程之星”软件，设置→连接仪器→“选择模式”下拉框→JO-CF蓝牙→点击“扫描”，扫描完成后空白框中会出现手簿附近出现在所有蓝牙设备，选中移动站的机器号（移动站背部条形码），再点击“连接”，成功后，软件会自动回到主界面，并继续连接电台。
4、连接电台
在基准站电台设置“当前通道号”。在手簿中点击设置→电台设置→切换通道号→选择基准站电台通道号→切换，如果切换成功，则“当前通道号”会出现电台通道，点击“退出”。
以上四步为工作之前所必须的架站和连接的基本操作，完成后就可进行RTK外业测量了。
4.3GPS定位手簿操作
在手簿中打开“工程之星”软件，工程→新建工程→输入工程名称，选择保存作业路径，进入参数设置菜单。
图3新建工程图4参数设置
参数设置：
1、坐标系：坐标系统分“北京54坐标系”、“西安80坐标系”。选择下拉选项框，可以在选项框中选择合适的坐标系统，也可以点击下边的“浏览”按钮，查看所选的坐标系统的各种参数。如果没有合适所建工程的坐标系统，可以新建或编辑坐标系统。（见下图4）
输入参考系统名，在椭球名称后面的下拉选项框中选择工程所用的椭球系统，输入中央子午线等投影参数。然后在顶部的选择菜单（水平、高程、七参、垂直）选择并输入所建工程的其他参数，并且点击“使用**参数”前方框，方框里会出现∨，表明新建的工程中会使用此参数。如果没有四参数、七参数和高程拟合参数，可以单击“OK，则坐标系统已经建立完毕。单击“OK’进入坐标系统界面。
图5坐标系统编辑图6天线高设置
2、天线高：输入移动站的天线高，并勾选”直接显示实际高程”，这样在测量屏幕上显示的便是测量点的实际高程。天线高的量取方式有三种：直高、斜高和杆高。通常设置成杆高，也可根据实际测量，选择其他方式。
3、存储：
存储类型设置是设置软件存储测量点类型，其类型有以下三种：
（1）一般存储：即对点位在某个时刻状态下的坐标进行直接存储。（点位坐标每秒刷新一次。）操作方式有快捷键操作和菜单操作。
（2）平滑存储：即对每个点的坐标多次测量取平均值。在存储条件选择平滑存储，然后平滑存储下面设置平滑存储次数。
图7一般存储图8平滑存储设置
图9平滑处理10次
平滑存储一般用在控制点测量和校正向导时测量，多次取值能大大提高点位精度。
4、其他：
（1）卫星截止角。由于低高度角的卫星信号穿透电离层和对流层引起的折射大，并且由于多路径效应，使得低高度角卫星的信号在接收时有衍射作用，所以GPS测量时对观测到的卫星必须加以选择，软件在这里可以对卫星的使用进行限制，以屏蔽低高度角的卫星。如图2-16输入高度截止角为10°，这样10°以下的卫星将被屏蔽而不会采用。一般最高的截至角设置都在20°以下。
（2）时区。这里的时区主要是与状态栏上的卫星时间有关，全球通过平分经度，共分为24个时区，15°为一个时区，中国共跨越东五、东六、东七、东八、东九五个时区，我国统一时间所用的是东八时区（以东经120度为中央子午线）。不过为了在全国范围内采用统一的时间，一般都把某一个时区的时间作为全国统一采用的时间。例如，我国把首都北京所在的东8区的时间作为全国统一的时间，称为北京时间。
（3）坐标转换：GPS接收机输出的数据是WGS-84经纬度坐标，需要转化到施工测量坐标，这就需要软件进行坐标转换参数的计算和设置。在工程之星软件中的四参数指的是在投影设置下选定的椭球内GPS坐标系和施工测量坐标系之间的转换参数。需要特别注意的是参与计算的控制点原则上至少要用两个或两个以上的点。
具体操作：
1）在手簿中新建一个工程，设置好中央子午线和投影椭球，在对中整平和固定解的前提下采集已知点的84坐标。
2）“设置”→“求转换参数”→“增加”→输入一个点（设为A1点）的平面坐标，并点击OK→弹出增加原始坐标对话框→点击“从坐标管理库选点”→选择A1点的84坐标（即第一步中采集的A1点坐标）→点击“确定”；
3）同第二步，继续输入A2、A3、A4...；
4）输入所有已知点后，软件自动返回“控制点坐标库”界面→点击“保存”→输入文件名（转换参数也是以文件形式保存在项目中）→点击“确定”→弹出“保存成功”对话框→点击“OK”（此时软件自动计算转换参数）。
完成后出现“水平精度”和“高程精度”，满足后返回“控制点坐标库”→点击“应用”返回工程之星主界面。此时主界面显示的就是已经转换后的地方坐标了。
4.4校正向导的使用
校正向导需要在已经打开转换参数的基础上进行。校正参数一般是用在求完转换参数而基站进行过开关机操作，或是有工作区域的转换参数，可以直接输入的时候，校正向导产生的参数实际上是使用一个公共点计算两个不同坐标的“三参数”，在软件里称为校正参数。
具体操作：当移动站在已知点水平对中并达到固定解时软件进行以下操作才有效。步骤依次为：
1.在参数浏览里先检查所要使用的转换参数是否正确，然后进入“校正向导”。
2.在校正模式选择里面选择“基准站架设在未知点”，再点击“下一步”。
图10校正模式选择
3.系统提示输入当前移动站的已知坐标，再将移动站对中立于点A上，输入A点的坐标、天线高和天线高的量取方式后“校正”，系统会提示是否校正，“确定”即可。
图11数据输入及校正图12校正
4.5测量地物坐标及高程
1、在手簿主页面选择测量→点测量
图13点测量
将移动站对中至要测量的点位，整平后，屏幕显示解算状态为“固定解”时，按下手簿“A”键，记录测量数据，选择“OK”存储至坐标管理库。
图14点存储
2、查看坐标管理库
连续按两次“B”键，即可查看坐标管理库，包括之前刚测量完的点位信息。（见下图15）
4.6展点绘图
1、用数据线将GPS手簿与电脑相连，GPS手簿即可作为小型移动硬盘使用。找到新建的工程文件夹下的“.dat”文件（默认存储路径＼FlashDisk＼EGJobs＼工程名称＼Dat），即为坐标管理库，如图16测量数据文件。
图15坐标管理库图16测量数据文件
2、利用EXCEL表格编辑成CAD二次开发语言（Lisp）命令格式，在CAD中将坐标批量导入绘图。图17为Lisp命令格式。
图17Lisp命令格式
3、将所有点位组成高程三角网，进行土方量相关计算。图18为展点绘图。
图18展点绘图
5结语
天津鲁能绿荫里项目土方工程地下室共三层，局部两层，基坑总面积约87500㎡，南北向长达290m，东西向长达360m，总延长米约1300m。南侧临街商业为地下两层，开挖深度为11.35m；其他区域为地下三层，开挖深度为15.75m。局部电梯基坑开挖深度为19.75～21.75m总土方开挖量约140万m3。面对如此体量的土方工程，场地自然地坪标高的测量成为土方工程开源节流的重要项目。GPS测量技术在土方工程中的应用优势远远超越了全站仪和水准仪，场地面积愈大优势愈发明显。
参考文献：
[1]李毅；陈溪.GPS技术在高程测量中的应用[A].全国测绘科技信息网中南分网第二十三次学术交流会论文集[C].2009年
[2]张双胜，李连文.GPS在大地测量中的应用及其展望[J].内蒙古科技与经济；2003年05期
成功提示
错误提示
警告提示
评论 （0）