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AG体育中国测绘 张胜良:工程测量——建筑施工的“眼睛”和“尺子”
发布时间:2023-07-01
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  AG体育欲与天公试比高,300米、400米、500米、600米……越来越高的摩天大楼,一次次刷新着城市天际线,赋予了现代城市无限的生命力。比如位于深圳福田区的地标建筑——平安金融中心,以建筑总高度达599.1米成为世界超高层办公建筑之最。刷新了15项世界和中国纪录的平安金融中心,代表着世界高层建筑技术成就。然而,这些“之最”也给建筑施工测量和运营维护带来了挑战,而日照、风力、摇摆等不可抗力的因素,更是为施工测量人增加了难度。

  超高层建筑区别于高层建筑的界定高度,按照我国建筑规范规定,100米以上高层建筑称为超高层建筑。我国第一幢超过100米的高层建筑是1976年建造的广州白云宾馆,33层,高114米。

  “工程测量与常规大地测量不太一样,大地测量是把地物绘在图上,工程测量是把设计图纸上的内容落到地面上,相当于逆向测量。所以,工程测量要求的相对精度更高,限定误差只能在2毫米~3毫米。”北京中建华海测绘科技有限公司(以下简称“华海测绘”)执行董事张胜良表示,工程测量非常重要,它是建筑施工的一双“眼睛”,是每道工序验收的一把“尺子”,墙面的平整度、高度的准确性等都要靠工程测量人在施工现场把控。

  在建筑施工测量行业深耕几十年的华海测绘,对超高层建筑测量有着深入理解和技术积累,国贸三期、中央电视台新台址、深圳平安金融中心、北京中信大厦、天津津塔……国内众多建筑施工测量现场,都有华海测绘人奋斗的身影。作为这些超高层建筑工程测量负责人,张胜良自1994年从原武汉测绘科技大学工程测量专业毕业后,30年来始终扎根于工程测量行业,用他的话说,主要“办公地点”被定格在每一个工程测量一线。他也见证了我国建筑业“基建狂魔”般的超高速发展,见证了我国工程测量领域的技术进步。

  就让我们来听一听这位工程测量达人对超高层建筑测量的理解,听他讲一讲工程测量在超高层建筑领域的突破与创新,以及对工程测量高质量发展的一些建议。

  近年来,我国超高层建筑如雨后春笋般层出不穷,数量和高度不断刷新着纪录。世界高层建筑与都市人居学会(CTBUH)的数据显示,在2022年全球摩天高楼排行榜TOP50榜单中,中国上榜25个,占据半壁江山。可以说,在超高层建筑建设方面彰显了大国实力。

  “你听说过‘4天建一层楼’的故事吗?”张胜良开门见山地说,画设计图要一层楼一层楼地画,建筑施工可不是这种模式。张胜良为记者讲起当年在深圳平安金融中心施工测量中的技术创新。

  “4天建一层楼”是说,4天时间可以建起大楼的一个结构层。业界知道,混凝土凝固时间是28天,如果等混凝土凝固了再进行后续工作,那么支模板、绑钢筋的工人们就要休息28天,如此算一算,118层的深圳平安金融中心要白白耗费掉多少工时呢?

  中建集团突破创新,采用“小流水施工”法,将每一层分成4个或者若干个施工段,根据施工顺序,组织各施工队依次连续在各施工段上完成自己的工序,使施工有节奏地推进。平安金融中心从200米到300米仅耗时85天,意味着施工速度达到了4天一个结构层,大大提高了施工作业效率。

  张胜良表示,工程测量要把施工图纸上的轴线、墙壁、柱子等内容一一明确告诉现场施工工人,并用墨线在实地标注出来(即:放样),以便后续绑钢筋和支模板的工人能够按照这些测量标线,准确的卡位来施工,并各负其责。每一道工序流水作业时间都是卡着点走的,测量做到哪儿,后续放线、绑钢筋、支模板就支到哪,测量做不出来,后面就做不出来。也就是说,留给测量这道工序的时间很短,这无疑给精准施工测量带来了极大困难。

  “毫不夸张地说,一旦出错的话,就会给国家造成巨大的无法挽回的损失,那要承担相应的责任,该坐牢就要坐牢。”张胜良举例说,央视新台址大楼工程造价40多亿元,用钢量是鸟巢用钢量的两倍,对测量精度要求非常高。一旦看错了仪器的一个数,比如把4.25米,报成3.25米,1米的高差,对于超高层建筑来说,安全隐患不可想象。所以,精准的建筑工程测量有利于保障工程的规划、设计、施工等方面的质量与安全,对于建筑工程高质高效完成,具有重要意义。

  张胜良望着办公室窗外陷入深思。他想起了那些曾经奋战过的一个个建筑工地……在施工现场,混凝土浇筑的工人们配合着测量人员找位、打浆、支模板;测量师傅通过水准仪注视着水准塔尺并大声喊着“过来点,再向左靠一靠”,然后突然一挥手,“打!”一声令下,顷刻间,混凝土从运输管道中喷泄而出,不可阻挡。

  “刚从武测毕业那阵子,在工地上,看着有经验的老师傅信心满满‘一挥手’的样子,至今都让我印象深刻。”收回视线的张胜良有些感慨地说,“那时候,我可没有那份自信,虽然心里知道,我反复校核的测量数据很精准,但就是不敢‘挥手’。那可是千斤重担,责任重大啊!不在建筑工地历练几年,哪能有这样的胆识和自信。”

  “干好超高层工程测量有什么秘诀吗?”张胜良回答说,首先你要能看懂人家的建筑施工图、结构图、水电图,还要会读这些图,知道它的需求。测绘人懂得很多测量知识,熟悉水准测量、导线测量方法,能熟练操作水准仪、全站仪等设备应用,但是隔行如隔山。只有把所学的测绘知识运用到建筑行业领域,跨界合作,解决实际问题,才能成为一个合格的工程测量人。

  工程测量比一般测量要难得多,尽管有时工程测量会被别人瞧不起,或者他们认为工程测量没有太高的技术含量。但不可否认的是,“4天一个结构层”的建设速度,其中就有我们工程测量的重要贡献。

  工程测量不仅难,而且非常辛苦。张胜良清楚地记得,在那次超高层建筑施工现场,要立起一个钢柱,开始吊装时,钢柱上面没有任何支撑的地方,好几百米高,就靠一个安全带和一根缆绳把人挂在上面,相当于在光秃秃的悬崖峭壁上干活。钢柱上面一个是吊装工人,一个是焊接工人,再一个就是工程测量人员AG体育。他们可不是在上面看风景,而是要进行施工测量作业,不能出一点差错。一待就是一整天,到吃饭的时候,工友们把饭菜吊上去。要知道,在建楼初期,楼梯都是非常简易的,更别说电梯了。几百米好几十层高的楼,爬上去一次都不容易,还要背着仪器设备上楼,要防止被地面上的钉子扎伤。

  “建筑施工测量专业性很强,也非常重要。测量是施工的一双‘眼睛’,也是做完每道工序最后验收的一把‘尺子’。”张胜良反复强调着这句。

  测绘是急先锋,是国民经济建设的“先行官”,为各行业领域提供精确空间位置服务。这在建筑施工测量领域体现得极为明显。工程测量贯穿于建筑工程施工的全过程全流程中。有专家如此形容工程测量:它是建筑工程施工主旋律的序曲、尾声及。

  在张胜良看来,超高层建筑施工测量全面融合到建筑施工、运营和后期健康监测的各个环节。从规划开始,哪儿要建一栋楼,要先测一张包括地理信息的规划图;根据规划图,再制作设计图,房子在哪儿建、哪间是加工厂、哪个地方走水(线路)、走电(线路),这些都需要图的指引,而图从哪儿来,靠测绘测量中来;进入施工阶段,基坑在哪儿挖,临建在哪儿建,都要落实到图上,落实到实际地块上。

  做基础、结构、装修,一直到最后竣工,每一道工序和环节都少不了工程测量。如果建设的是住宅楼,还要进行房产测绘,包括小区市政水电路气等方方面面都需要工程测量,需要测量人员拿着仪器去实地测量。所以,建筑施工测量是贯穿始终的一道重要工序。

  超高层建筑工程测量要求精度极高。张胜良表示,达到1毫米的精度说起来容易,实现起来是很不容易的。因为工程测量不像在实验室里做测量,可以反复测量。

  比如测量一个瓶子,可以用不同方法去测,精度能达到1毫米已经不简单了。而工程测量是逆向测量,达到1毫米精度更难。首先要想象着空间位置上有这么一个瓶子,哪个位置是瓶盖,哪儿是瓶底,它有多大,中心点在哪儿,把它落到哪里,还要保证尺寸精准,可以想象得到它有多难。

  “我做梦都想着能有一本规范,作为建筑施工测量行业的参考。”张胜良说,建筑施工测量用什么样的方法、用什么设备来保证测量的精准高效,最简单的一个方法就是查规范,按照规范操作。

  2017年AG体育,由中建一局参编、张胜良作为主要起草人之一,编撰起草的我国第一部《建筑施工测量标准》问世,作为行业标准一直沿用至今;2022年,由中国测绘学会发布的《超高层建筑施工测量规范》团体标准下发执行。两个标准的出台,并没有让张胜良满足,他还想着要把第一部标准升级迭代。

  不可否认,标准的出台,进一步完善了现行建筑施工标准体系,填补了我国超高层建筑、复杂形体建筑、大型工业厂房等领域施工测量技术的空白,促进了整个行业技术进步。“写这部规划,也是希望后来的人在超高层建筑施工测量上别再走弯路,别再费劲去研究,他们可以看着规范去操作。”张胜良如是说。

  近年来,随着我国经济的发展和城市化进程的加速,我国的超高层建筑数量和高度不断刷新纪录,成为全球超高层建筑数量最多的国家之一。翻阅《超高层建筑施工测量规范》可以发现,里面集成了时下超高层建筑施工测量新技术新方法,从技术准备、场区控制测量、深基坑及主体结构施工测量,一直到最后超高层建筑的健康监测,每一个环节都有新技术运用,包括轴线竖向传递的内控法测量控制、归心测量、标高的竖向传递、压缩变形测量等。

  回忆起当年中央电视台新台址建设遇到的诸多难题,张胜良坦言,世界上超高层建筑施工测量中遇到过的难题,我们基本上都遇到了。比如工程测量设备,当年铅直仪(即:铅直坐标仪)是由国外一家企业所垄断,设备控制点精度为1/100000(十万分之一)。华海测绘找到该生产厂家,提出购买铅直仪的意愿,对方却以“不生产了”“欧洲建的楼不高”为由,就是不卖给我们。

  其实,有时候“卡脖子”并不是坏事,反而倒逼着人们奋发图强、自主创新。没有退路的华海测绘人开始自己摸索,并组织科研力量攻关。他们找到国内相关生产厂家,通力合作,经过一系列改进,高精度国产铅直仪问世了,坐标控制点精度从1/200000提升到现在的1/400000,达到国际领先水平AG体育,该产品广泛应用在了“深圳平安金融中心”“央视新址”等超高层建筑施工测量上。国外那家企业丢掉了一个重要客户,也失掉了1/100000铅直仪产品市场,

  在说到超高层建筑施工测量监控目前还存在哪些难题时,张胜良直言,“难题多多,甚至让人有越干越怕的感觉。”他讲了这样一件事,某地正在建设的一栋高楼,分包给了两家公司来干,这两家公司也不互相沟通,你做你的,我做我的。近日,工程完工后,工人们把中间隔板一拆发现,两家做的地下车库高度足足相差了1米。据说第一天测量人员就跑了,第二天负责生产建设的项目副经理也跑了。

  张胜良分析认为,其原因很有可能有一家单位开始定位就定错了。他告诉记者,这样的例子在施工测量中并不鲜见,比如大家都知道水往低处流,下大雨时,雨水自然流淌到市政管道里。但在某地市政施工测量时,测量员定位定错了,造成雨水倒灌,严重影响城市居民生活。

  再如,测量时把楼层高度弄错了,本来是2.5米高,竣工后业主测量发现,房子变成了2米高,意味着这一层房子无法出售,造成了巨大经济损失。再如AG体育,施工测量时,把钢梁位置定偏了,造成的案例隐患令人担忧。诸如此类的问题还有很多。

  “为什么我说越干越怕,就是因为知道的越多,就越知道其中的危险性AG体育,也就越害怕。”张胜良表示,超高层建筑的后期健康监测也非常重要。像央视新台址主楼,其由两座塔楼(分别高234米和194米)同时向内倾斜6度,顶端有一个重达18000吨的超级悬臂结构,将两座高差达40米的塔楼连接在一起,形成了一个不规则的环形。就是这么一个世界独一无二的超高层建筑,后期健康监测和维护不可或缺。

  实际上,张胜良曾经把业界知名测量监测专家找来,与央视相关负责人一起商量大楼后期健康监测问题。毕竟大楼建成已经10年有余,它的结构有没有发生变化、下沉了多少、水平位移情况如何等安全问题都不了解。央视方面则表示,建筑健康监测国家没有强制规定,也没有这方面的预算投资。为此,婉拒了对大楼进行健康监测。

  对超高层建筑的健康监测是一个新领域。张胜良认为,测什么?测哪里?怎么测?都是技术问题,健康监测也不只是到地下室测一测有没有沉降那么简单。仅就测量几何形变监测而言,就有建筑水平位移、沉降、倾斜、挠度、主体摆幅、机电设备井铅垂度、电梯轨道铅垂度与平顺度等。而且,建筑结构健康监测里,测量只是其中很小一部分。

  张胜良反复强调,建筑施工测量很重要,而且特别重要。他呼吁业界,要把建筑质量、建筑监测、建筑施工测量重视起来,并建议,一是从国家层面重视起来。二是高校人才培养方面也要重视起来,不仅要开设建筑施工测量这门课程,还要有老师专门从理论上去探索和研究,并做好人才储备。三是加强测绘人员管理,建筑施工测量人员必须要有资质,实行持证上岗,并且一定要严格按照相关规范去操作,测绘规范也要不断修订、修编。

  第一,在资金上,要在工程造价中划定工程测量预算,保证工程测量有序推进。实际上,大家都知道测绘测量的重要性,离不开也代替不了,但由于国家没有资金投入,使得工程测量人员和必要的测量仪器设备也没有保证,这是以往造成工程测量出现诸多质量问题的一大原因。

  第二,从国家政策法规上来推动,要形成整体系列的政策规范,形成一整套的建筑施工流程。同时,利用新技术打造建筑施工信息化管理平台,打通数据“最后一公里”,实现资源共享,从而提高整个建筑施工监测管理水平,加快推动中国建造的高质量发展。

  第三,通过信息化管理平台,对建筑施工全流程进行监督管理。实行“谁干谁负责到底”的终身机制。并且将监督管理前置,不能等出了问题再来管理。比如项目上的这笔预算花了没有,是否聘用了合格人员。通过信息手段上报,通过信息化手段管控,进而避免巨大损失的发生。

  “建筑高度谁说了算?”这个“世界难题”藏在张胜良心里已经好久,他也纠结了好久。“这里融合了很多技术,像深圳平安金融中心,大家都说它的高度是600米,请问是谁说的?我们搞测量的专业人都不敢说。”张胜良认为,在盖大楼的时候,每加盖一层都有一个荷载(重量),加一层就加一层重量,下面就要压缩变形一次。那么,到底是怎么变化的?变化的量有多大?对建筑产生了哪些影响?这些难题都要靠测量数据来说话,有了数据积累,才能进行分析。并且,这里面好多没有解决的“世界难题”和技术有待专家们去研究探索。

  “不管怎么说,工程测量非常重要,它是建筑施工的一双‘眼睛’,是每道工序验收的一把‘尺子’”张胜良不断强调着,他心心念念的还是超高层建筑的健康安全问题。

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