修建施工手冊（第四版）施工測量：高層修建施工測量4-5

1、4-5 高層建筑施工測量4-5-1 高層建筑施工測量的特點及根本要求4-5-1-1 高層建筑施工測量的特點1由于建筑層數(shù)多、高度高，結(jié)構(gòu)豎向偏差直接影響工程受力情況，故施工測量中要求豎向投點精度高，所選用的儀器和測量方法要適應結(jié)構(gòu)類型、施工方法和場地情況。2由于建筑結(jié)構(gòu)復雜，設備和裝修標準較高，特別是高速電梯的安裝等，對施工測量精度要求亦高。一般情況在設計圖紙中有說明，總的允許偏差值，由于施工時亦有誤差產(chǎn)生，為此測量誤差只能控制在總的總偏差值之內(nèi)。3由于建筑平面、立面造型既新穎且復雜多變，故要求開工前先制定施測方案，儀器配備，測量人員的分工，并經(jīng)工程指揮部組織有關專家論證方可實施。4-5-1-

2、2 高層建筑施工測量的根本準那么1遵守國家法令、政策和標準，明確為工程施工效勞。2遵守先整體后局部和高精度控制低精度的工作程序。3要有嚴格審核制度。4建立一切定位、放線工作要經(jīng)自檢、互檢合格后，方可申請主管部門驗收的工作制度。4-5-2 建立施工控制網(wǎng)近十幾年來我國高層建筑大量興起，高層建筑中的施工測量已引起重視。在高層建筑施工過程中有大量的施工測量問題，施工測量應緊密配合施工，起到指導施工的作用。4-5-2-1 平面控制高層建筑必須建立施工控制網(wǎng)。一般建立施工方格控制網(wǎng)較為實用，使用方便，精度可以保證，自檢也方便。建立施工方格控制網(wǎng)，必須從整個施工過程考慮，打樁、挖土、澆筑根底墊層和建筑物施

3、工過程中的定軸線均能應用所建立的施工控制網(wǎng)。由于打樁、挖土對施工控制網(wǎng)的影響較大，除了經(jīng)常復測校核外，最好隨著施工的進行，將控制網(wǎng)延伸到施工影響區(qū)之外。目前在高層建筑施工中，采用“升梁提模和鋼結(jié)構(gòu)吊裝雙梁平臺整體同步提升等施工工藝，必須將控制軸線及時投影到建筑面層上，然后根據(jù)控制軸線作柱列線等細部放樣，以備綁扎鋼筋、立模板和澆筑混凝土之用。1建立局部直角坐標系統(tǒng)為了將高層建筑物的設計放樣到實地上去，一般要建立局部的直角坐標系統(tǒng)。為了簡化設計點位的坐標計算和在現(xiàn)場便于建筑物放樣，該局部系統(tǒng)坐標軸的方向應嚴格平行于建筑物的主軸線或街道的中心線。施工方格網(wǎng)布設應與總平面圖相配合，以便在施工過程中能夠

4、保存最多數(shù)量的控制點標志。下面結(jié)合上海商城工程介紹施工過程中平面控制網(wǎng)的建立圖4-152。圖中為施工控制點，為紅三角標志，作控制方向用，在打樁期間建立A/ eq oac(,11)、A/ eq oac(,16)、K/、K/ eq oac(,16)為施工方格網(wǎng)，由于挖土及建造過程中 eq oac(,K)線上的控制點不能再利用，為此將 eq oac(,K)線上所有的控制點延至南京西路南側(cè)，隨著施工建筑不斷升高，用架設在施工控制點上的儀器直接投線有困難時，將利用已投至遠方高樓上的紅三角標志作為控制。在該工程中確定以和 eq oac(,H)軸線為主要中心“十字控制。當中心點用串線法確定后，儀器必須架設在

5、中心點上，分別實測“十字四個交角，看是否滿足906的要求。中心點確定后，以設計距離逐步進行放樣。另以紅三角標志作校核用。在主樓施工時，均以 eq oac(,D)及軸為中心控制軸線?？紤]到建筑物結(jié)構(gòu)上升到一定高度時，外部布置的紅三角標志逐漸失去控制作用，在地下結(jié)構(gòu)局部澆筑到0時，在0面層上根據(jù) eq oac(,D)、軸線測定四個主要柱列軸線點，組成一矩形內(nèi)控制，并在上升的每層樓板上與該四個柱列軸線相對應的位置留出20cm20cm的預留孔，作為該四個柱列軸線點向上作垂直傳遞用，且與 eq oac(,D)、軸線作相互校核。當主樓施工到一定高度時，外控制和遠方紅三角標志均失去作用，此時必須以內(nèi)控制作主

6、要依據(jù)。必須注意，外控制、紅三角標志、內(nèi)控制之間的關系必須保持一致，這樣無論施工到哪一階段，都能確保一定的精度。在該項工程中控制點之間距離誤差要求到達2mm，測角中誤差5，其余均按施工測量規(guī)程進行。圖4-152 上海商城平面控制網(wǎng)2用極坐標法和直角坐標法的放樣在工業(yè)企業(yè)建筑場地上，一般地面較為平坦，適宜于用簡單的測量工具進行平面位置的放樣。在平面位置的放樣方法中，通常用的是極坐標法和直角坐標法。用極坐標法放樣時，要相對于起始方向先測設己知的角度，再由控制點測設規(guī)定的距離。當用直角坐標法放樣時，那么先要在地面上設有兩條互相垂直的軸線，作為放樣控制點。此時，沿著Z軸測設縱坐標，再由縱坐標的端點對Z

7、軸作垂線，在垂線上測設橫坐標。為了進行校核，可以按上述順序從另一軸線上作第二次放樣。為了使放樣工作精確和迅速，在整個建筑場地應布設方格網(wǎng)作為放樣工作的控制，這樣，建筑物的各點就可根據(jù)最近的方格網(wǎng)頂點來放樣。下面分析用極坐標法和直角坐標法放樣點位的精度。1極坐標法設有通過控制點O的坐標軸Ox和Oy，待放樣點C圖4-153的坐標等于x和y。放樣是用極坐標法，由位于Ox軸上離點O距離為c的點A來進行。也就是說，在A點測設出預先算得之角度，再由點A測設距離到點c。因此，為了放樣C點，需要進行以下工作：圖4-1531在Ox方向上量出由點O到點A的距離。；2儀器對中；3在A點安置儀器測設角度；4沿著所測設

8、的方向，由A點量出距離b；5在地面上標定C點的位置。以上各項工作均具有一定的誤差。由于各項誤差都是互不相關的發(fā)生，所以彼此均是獨立的，按誤差理論可得用極坐標法測設C點的總誤差： 4-59式中 ，1丈量c與b的誤差系數(shù)；e對中誤差；m測設角度誤差；標定誤差。由上式可看出，C點離開A點O點愈遠，那么誤差愈大。尤其是b的增大影響更大。此外，我們還可看出，總誤差不取決于角度的大小，而是決定于測設角度的精度。為此，為了減少誤差M，需要提高測設長度和角度的精度。2直角坐標法直角坐標法是極坐標法的一種特殊情況。此時90，此外，b和c均是直接丈量的，所以誤差系數(shù)1。由此得C點位置的總誤差為 4-603施工方格

9、控制網(wǎng)點的精測和檢核測量建立施工方格控制網(wǎng)點，一般要經(jīng)過初定、精測和檢測三步。1初定 初定即把施工方格網(wǎng)點的設計坐標放到地面上。此階段可以利用打入的5cm5cm30cm小木樁作埋設標志用。由于該點為埋石點，在埋設標志時必須挖掉，為此在初定時必須定出前前方向樁，離標樁約23m，根據(jù)埋設點和方向樁定出與方向線大致垂直的左右兩個，這樣當埋設標志時，只要前后和左右用麻線一拉，此交點即為原來初定的施工方格網(wǎng)點圖4-154。另配一架水準儀，為了掌握其頂面標高，在前或后的方向樁上測一標高。因前前方向樁在埋設標志時不會挖掉，可以在埋設時隨時引測。為了滿足施工方格網(wǎng)的設計要求，標樁頂部現(xiàn)澆混凝土，并在頂面放置2

10、00mm200mm不銹鋼板。方格網(wǎng)點的埋設見圖4-155。圖4-154 初定點位及方向樁示意圖圖4-155 方格網(wǎng)控制點標志埋設圖1-混凝土保護樁；2-預制鋼筋混凝土樁；3-水準標志；4-不銹鋼標板；5-300mm300mm混凝土2精測 方格網(wǎng)控制點初定并將標樁埋設好后，將設計的坐標值必須精密測定到標板上。為了減少計算工作量，一般可以采用現(xiàn)場改正。改正方法如下：1180時的改正方法。詳見圖4-156長軸線改正示意圖。圖4-156 長軸線改正示意 4-61改正后用同樣方法進行檢查，其180之差應10。290時的改正方法。詳見圖4-157短軸線改正示意圖。圖4-157 短軸線改正示意 4-62式中

11、 l軸線點至軸線端點的距離；設計角為直角時。改正后檢查其結(jié)果，90之差應6。3檢測 精測時點位在現(xiàn)場雖作了改正但為了檢查有否錯誤以及計算方格控制網(wǎng)的測量精度，必須進行檢測，測角用T2經(jīng)緯儀兩個測回，距離往返觀測，最后根據(jù)所測得的數(shù)據(jù)進行平差計算坐標值和測量精度。4-5-2-2 高程控制水準測量在整個測量工作中所占工作量很大，同時也是測量工作的重要局部。正確而周密地加以組織和較合理地布置高程控制水準點，能在很大程度上使立面布置、管道敷設和建筑物施工得以順利進行，建筑工地上的高程控制必須以精確的起算數(shù)據(jù)來保證施工的要求。高層建筑工地上的高程控制點，要聯(lián)測到國家水準標志上或城市水準點上。高層建筑物的

12、外部水準點標高系統(tǒng)與城市水準點的標高系統(tǒng)必須統(tǒng)一，因為要由城市向建筑工地敷設許多管道和電纜等。利用水準點標高計算誤差公式求得的標高誤差為m2n2Li2Li 4-63式中 n每公里平均偶然誤差，在三等水準測量中相當于4mm。平均系統(tǒng)誤差，相當于0.8mm；L為公里數(shù)，假設為2km。將上述代入那么得m4-5-3 建構(gòu)筑物主要軸線的定位及標定4-5-3-1 樁位放樣在軟土地基區(qū)的高層建筑常用樁基，一般都打入鋼管樁或鋼筋混凝土方樁。由于高層建筑的上部荷重主要由鋼管樁或鋼筋混凝土方樁承受，所以對樁位要求較高，按規(guī)定鋼管樁及鋼筋混凝土樁的定位偏差不得超過D/2D為圓樁直徑或方樁邊長，為此在定樁位時必須按照

13、建筑施工控制網(wǎng)，實地定出控制軸線，再按設計的樁位圖中所示尺寸逐一加以定出樁位，定出的樁位之間尺寸必須再進行一次校核，以防定錯，詳見圖4-158。圖4-158 樁位圖單位：mm4-5-3-2 建筑物基坑與根底的測定高層建筑由于采用箱形根底和樁根底較多，所以其基坑較深，有的達20余m。在開挖其基坑時，應當根據(jù)標準和設計所規(guī)定的精度高程和平面完成土方工程。基坑下輪廓線的定線和土方工程的定線，可以沿著建筑物的設計軸線，也可以沿著基坑的輪廓線進行定點，最理想的是根據(jù)施工控制網(wǎng)來定線。根據(jù)設計圖紙進行放樣，常用的方法有：1投影法根據(jù)建筑物的對應控制點，投影建筑物的輪廓線。具體作法如圖4-159所示。將儀器

14、設置在A2，后視A2，投影A2A2方向線，將儀器移至A3，后視A3，定出A3A3方向線。用同樣方法在B2B3控制點上定出B2B2，B3B3方向線，此方向線的交點即為建筑物的四個角點，然后按設計圖紙用鋼尺或皮尺定出其開挖基坑的邊界線。圖4-159 建筑物放樣示意2主軸線法建筑方格網(wǎng)一般都確定一條或兩條主軸線。主軸線的形式有“L字形、“T字形或“十字形等布置形式。這些主軸線是作為建筑物施工的主要控制依據(jù)。因此，當建筑物放樣時，按照建筑物柱列線或輪廓線與主軸線的關系，在建筑場地上定出主軸線后，然后根據(jù)主軸線逐一定出建筑物的輪廓線。3極坐標法由于建筑物的造型格式從單一的方形向“S形、扇面形、圓筒形、多

15、面體形等復雜的幾何圖形開展，這樣對建筑物的放樣定位帶來了一定的復雜性，極坐標法是比擬靈活的放樣定位方法。具體做法是，首先將設計要素如輪廓坐標，曲線半徑、圓心坐標等與施工控制網(wǎng)點的關系，計算其方向角及邊長，在工作控制點上按其計算所得的方向角和邊長，逐一測定點位。將所有建筑物的輪廓點位定出后，再行檢查是否滿足設計要求?？傊?，根據(jù)施工場地的具體條件和建筑物幾何圖形的繁簡情況，測量人員可選擇最適宜的工作方法進行放樣定位。4-5-3-3 建筑物根底上的平面與高程控制1建筑物根底上的平面控制由外部控制點或施工控制點向根底外表引測。如果采用流水作業(yè)法施工，當?shù)谝粚拥闹恿⒑煤?，馬上開始砌筑墻壁時，標樁與根底

16、之間的通視很快就會阻斷。由于高層建筑的根底尺寸較大，因而就不得不在高層建筑根底外表上做出許多要求精確測定的軸線。而所有這一切都要求在根底上直接標定起算軸線標志。使定線工作轉(zhuǎn)向根底外表，以便在其外表上測出平面控制點。建立這種控制點時，可將建筑物對稱軸線作為起算軸線，如果根底面上有了平面控制點，那就能完全保證在規(guī)定的精度范圍內(nèi)進行精密定線工作。圖4-160所示為某一高層層面軸線投點圖，根據(jù)施工控制軸線8、11、D主要軸線，儀器架設在，后視 eq oac(,8)投點，架在D后視D投點，此交點為8/D。以同樣方法交出11/D，此兩個主要軸線點定出后，必須再進行檢查，看測出之交角是否滿足精度要求1801

17、0和906，再用精密丈量的方法求得實際定出的距離，再與設計距離比擬是否滿足精度要求，如果超限那么必須重測。精度要求由設計部門提出或甲方提出，一般規(guī)定根底面上的距離誤差在5mm以內(nèi)。當高層建筑施工到一定高度后，地面控制點無法直接投線時，那么可利用事先在做施工控制網(wǎng)投至遠方高處紅三角標志作為控制。圖4-161所示為某高層建筑施工到8層時用遠方高處的紅三角，用串線的方法定出8層根底面的控制點。圖4-160 軸線放樣圖圖4-161 8層底板的軸線投放串線法是利用三點成一直線的原理。如圖4-161假設測定8軸線，將儀器安置在8/D處目估，將望遠鏡照準8紅三角，倒轉(zhuǎn)望遠鏡測出8紅三角的偏差值，松動儀器中心

18、螺栓，移動儀器大約偏差值的1/2，再照準8目標、固定度盤，倒轉(zhuǎn)望遠鏡照準8目標。這樣往返測量屢次，使儀器中心嚴格歸化到8軸線上，最后測定8軸線的直線角是否滿足18010。如測角已滿足18010，即儀器中心已置于8軸線上，可以在建筑面上投放軸線。總之，高層建筑施工時在根底面上放樣，要根據(jù)實際情況采取切實可行的方法進行，但必須經(jīng)過校對和復核，以確保無誤。當用外控法投測軸線時，應每隔數(shù)層用內(nèi)控法測一次，以提高精度，減少豎向偏差的積累。為保證精度應注意以下幾點：1軸線的延長控制點要準確，標志要明顯，并要保護好。2盡量選用望遠鏡放大倍率大于25倍、有光學投點器的經(jīng)緯儀，以T2級經(jīng)緯儀投測為好。3儀器要進

19、行嚴格的檢驗和校正。4測量時盡量選在早晨、黃昏、陰天、無風的氣候條件下進行，以減少旁折光的影響。2建筑物根底上的高程控制根底上高程控制的用途，是利用工程標高保證高層建筑施工各階段的工作。高程控制水準點必須滿足根底整個面積之用，而且還要有高精度的絕對標高。必須用二等水準測量確定水準標面的標高。水準網(wǎng)的主要技術要求按工程測量標準，必須把水準儀置于兩水準尺的中間，II等水準前后視距不等差不得超過1m，III等水準前后視距不等差不得大于2m，IV等水準前后視距不等差不得大于4m。如果采用帶有平行玻璃板的水準儀并配有銦鋼水準尺時，那就利用主副尺讀數(shù)。主副尺的常數(shù)一般為3.01550，主副尺之讀數(shù)差0.3

20、mm，視線距地面高不應小于0.5m。如果無上述儀器，就采用三絲法，這種方法不需要水準氣泡兩端的讀數(shù)。根底上的整個水準網(wǎng)附合在23個外部控制水準標志上。水準測量必須做好野外記錄，觀測結(jié)束后及時計算高差閉合差，看是否超限，如II等水準允許線路閉合限差為4或1L為公里數(shù)、n為測站數(shù)。結(jié)果滿足精度要求后，即可將水準線路的不符值按測站數(shù)進行平差，計算各水準點的高程，編寫水準測量成果表。4-5-4 高層建筑中的豎向測量豎向測量亦稱垂準測量。垂準測量是工程測量的重要組成局部。它應用比擬廣泛，適用于大型工業(yè)工程的設備安裝、高聳構(gòu)筑物高塔、煙囪、筒倉的施工、礦井的豎向定向，以及高層建筑施工和豎向變形觀測等。在高

21、層建筑施工中豎向測量常用的方法如下：4-5-4-1 激光鉛垂儀法激光鉛垂儀是一種鉛垂定位專用儀器，適用于高層建筑的鉛垂定位測量。該儀器可以從兩個方向向上或向下發(fā)射鉛垂激光束，用它作為鉛垂基準線，精度比擬高，儀器操作也比擬簡單。激光鉛垂儀如圖4-162所示，主要由氦氖激光器、豎軸、發(fā)射望遠鏡、水準管、基座等局部組成。激光器通過兩組固定螺釘固定在套筒內(nèi)。豎軸是一個空心筒軸，兩端有螺扣用來連接激光器套筒和發(fā)射望遠鏡，激光器裝在下端，發(fā)射望遠鏡裝在上端，即構(gòu)成向上發(fā)射的激光鉛垂儀。倒過來安裝即成為向下發(fā)射的激光鉛垂儀。儀器配有專用激光電源。使用時必須熟悉說明書，上海聯(lián)誼大廈就是用激光鉛垂儀法作垂直向上

22、傳遞控制的。用此方法必須在首層面層上作好平面控制，并選擇四個較適宜的位置作控制點圖4-163或用中心“十字控制，在澆筑上升的各層樓面時，必須在相應的位置預留200mm200mm與首層層面控制點相對應的小方孔，保證能使激光束垂直向上穿過預留孔。在首層控制點上架設激光鉛垂儀，調(diào)置儀器對中整平后啟動電源，使激光鉛垂儀發(fā)射出可見的紅色光束，投射到上層預留孔的接收靶上，查看紅色光斑點離靶心最小之點，此點即為第二層上的一個控制點。其余的控制點用同樣方法作向上傳遞。圖4-162 激光鉛垂儀示意1-氦氖激光器；2-豎軸；3-發(fā)射望遠鏡；4-水準管；5-基座圖4-163 內(nèi)控制布置a控制點設置；b垂向預留孔設置

23、1-中心靶；2-滑模平臺；3-通光管；4-防護棚；5-激光鉛垂儀；6-操作間4-5-4-2 天頂垂準測量仰視法垂準測量的傳統(tǒng)方法是采用掛錘球、經(jīng)緯儀投影和激光鉛垂儀法來傳遞坐標，但這幾種方法均受施工場地及周圍環(huán)境的制約，當視線受阻，超過一定高度或自然條件不佳時，施測就無法進行。隨著科技的進步，新一代垂準經(jīng)緯儀的問世，從而解決了傳統(tǒng)垂準測量方法中的難題，能在各種困難條件下進行施測，使垂準測量方法進一步完善。天頂法垂準測量的根本原理，是應用經(jīng)緯儀望遠鏡進行天頂觀測時，經(jīng)緯儀軸系間必須滿足以下條件：水準管軸應垂直于豎軸；視準軸應垂直于橫軸；橫軸應垂直于豎軸。那么視準軸與豎軸是在同一方向線上。當望遠鏡

24、指向天頂時，旋轉(zhuǎn)儀器，利用視準軸線可以在天頂目標上與儀器的空間畫出一個倒錐形軌跡。然后調(diào)動望遠鏡微動手輪，逐步歸化，往復屢次，直至錐形軌跡的半徑到達最小，近似鉛垂。天頂目標分劃上的呈像，經(jīng)望遠鏡棱鏡通過90折射進行觀測。1使用儀器及附屬設備上海第三光學儀器廠的DJK-6普通經(jīng)緯儀和上海第三光學儀器廠于1985年研制成的DJ6-C6垂準經(jīng)緯儀；其他國產(chǎn)的J6、J2經(jīng)緯儀但望遠鏡要短，能置于天頂；附屬設備與儀器望遠鏡目鏡相配的彎管棱鏡組或直角棱鏡；目標分劃板可以根據(jù)需要設計制作。2施測程序及操作方法先標定下標志和中心坐標點位，在地面設置測站，將儀器置中、調(diào)平，裝上彎管棱鏡，在測站天頂上方設置目標分

25、劃板，位置大致與儀器鉛垂或設置在已標出的位置上。將望遠鏡指向天頂，并固定之后調(diào)焦，使目標分劃板呈現(xiàn)清晰，置望遠鏡十字絲與目標分劃板上的參考坐標X、Y軸相互平行，分別置橫絲和縱絲讀取x和y的格值GJ和CJ或置橫絲與目標分劃板Y軸重合，讀取x格值GJ。轉(zhuǎn)動儀器照準架180，重復上述程序，分別讀取x格值GJ和y格值CJ。然后調(diào)動望遠鏡微動手輪，將橫絲與格值重合，將儀器照準架旋轉(zhuǎn)90，置橫絲與目標分劃板X軸平行，讀取y格值CJ，略調(diào)微動手槍，使橫絲與格值相重合。所測得；的讀數(shù)為一個測回，記入手簿作為原始依據(jù)。3數(shù)據(jù)處理及精度評定一測回垂準測量中誤差的精度評定，目前是參照國際標準“ISO/TC172/S

26、C6N8E?垂準儀?野外測試精度評定方法進行計算的，采用DJ6-C6儀器測試時按以下公式計算： 4-64式中 V改正數(shù)；N測站數(shù)；n測回數(shù)；m垂準點位中誤差；r垂準測量相對精度；206265。如上海賓館施工中使用天頂法，在J2級經(jīng)緯儀上安裝彎管目鏡，實測結(jié)果在65m高度上，誤差為2mm，即豎向誤差6。4-5-4-3 天底垂準測量俯視法1天底垂準測量的根本原理如圖4-164所示，利用DJ6-C6光學垂準經(jīng)緯儀上的望遠鏡，旋轉(zhuǎn)進行光學對中取其平均值而定出瞬時垂準線。也就是使儀器能將一個點向另一個高度面上作垂直投影，再利用地面上的測微分劃板測量垂準線和測點之間的偏移量，從而完成垂準測量?；鶞庶c的對中

27、是利用儀器的望遠鏡和目鏡組，先把望遠鏡指向夭底方向，然后調(diào)焦到所觀測目標清晰、無視差，使望遠鏡十字絲與基準點十字分劃線相互平行，讀出基準點的坐標讀數(shù)A1，轉(zhuǎn)動儀器照準架180，再讀一次基準點坐標讀數(shù)A2，由于儀器本身存在系統(tǒng)誤差，A1與A2不重合，故中數(shù)AA1A2/2，這樣儀器中心與基準點坐標A在同一鉛垂線上，再將望遠鏡調(diào)焦至施工層樓面上，在俯視孔上放置十字坐標板此板為儀器的必備附件，用望遠鏡十字絲瞄準十字坐標板，移動十字坐標板，使十字坐標板坐標軸平行于望遠鏡十字絲，并使A讀數(shù)與望遠鏡十字絲中央重合，然后轉(zhuǎn)動儀器，使望遠鏡與坐標板原點O重合，這樣完成一次鉛垂點的投測。一系列的垂準點標定后，作為

28、測站，可作測角放樣以及測設建筑物各層的軸線或垂直度控制和傾斜觀測等測量工作。上海金陵東路售票大樓即應用天底垂準測量方法來完成軸線的投測工作。圖4-164 天底法原理A0-確定的儀器中心；O-基準點2施測程序及操作方法1依據(jù)工程的外形特點及現(xiàn)場情況，擬定出測量方案。并做好觀測前的準備工作，定出建筑物底層控制點的位置，以及在相應各樓層留設俯視孔，一般孔徑為150mm，各層俯視孔的偏差8mm。2把目標分劃板放置在底層控制點上，使目標分劃板中心與控制點標志的中心重合。3開啟目標分劃板附屬照明設備。4在俯視孔位置上安置儀器。5基準點對中。6當垂準點標定在所測樓層面十字絲目標上后，用墨斗線彈在俯視孔邊上。

29、7利用標出來的樓層上十字絲作為測站即可測角放樣，側(cè)設高層建筑物的軸線。數(shù)據(jù)處理和精度評定與天頂垂準測量相同。4-5-5 上海金茂大廈施工測量實例4-5-5-1 概述金茂大廈主體建筑地下3層，地上88層，總建筑面積289500m2，總高度420.50m。主樓152層為辦公室，總面積115438m2，5387層為五星級賓館，88層為觀光層，距地面340.10m，如圖4-165所示。裙房長150.40m，寬45.70m，六層。地下三層，面積57151m2。主樓有電梯55臺，外墻以不銹鋼管為裝飾線條的玻璃幕墻，在主樓24層，51層和85層高度范圍內(nèi)有三道外伸桁架將核心筒與外部鋼結(jié)構(gòu)相連接。圖4-165

30、在塔樓頂部中央有一座高約51m的塔尖，其底部標高為369.50m，頂部標高為420.50m。塔尖于1997年8月8日開始安裝第一段，次日進行后三段的組裝，到14日上午正式提升，僅用了35min，塔尖就穩(wěn)穩(wěn)地坐到了383.50m高的位置上，同時宣告了中華第一高樓金茂大廈塔樓結(jié)構(gòu)工程的根本完成。4-5-5-2 建筑施工對測量精度要求在大廈建筑施工和安裝過程中，測量工作極為重要，它是保證施工質(zhì)量和建筑物平安的重要手段。由于結(jié)構(gòu)的特殊性，塔樓核心筒內(nèi)的控制點與筒外控制點不能直接通視，又因筒內(nèi)樓板澆搗滯后，以及56層以上筒中心塊圓弧內(nèi)為空洞，給測量工作帶來很大困難。設計施工對測量精度要求：竣工后塔樓中心

31、垂直方向偏差不大于30mm，塔筒五個垂準基點相對于塔筒中心點，點位誤差小于2mm，樓層四邊形控制點小于3mm，垂直投點誤差小于3mm。長度精度量距相對誤差為1：20000，在玻璃幕墻安裝中，要求軸線控制點誤差在3mm以內(nèi)，高程點誤差在3mm以內(nèi)。4-5-5-3 施工特點和測量難度1施工特點：塔樓分四踏步施工，分別是核心筒、巨型鋼柱、復合巨型柱和筒內(nèi)外樓板。主樓核心筒為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，采用分體組合式鋼平臺模板系統(tǒng)，復合巨型柱采用爬模施工工藝。塔樓共有45節(jié)鋼柱子連接而成，其中136節(jié)為主體樓層，每層有8根巨型鋼柱和16根復合巨型鋼柱，在其層間，每根巨型鋼柱向核心筒方向共收縮12次，每根鋼柱要轉(zhuǎn)換

32、12個坐標位置。在主樓的三道外伸桁架由于其設計特殊性使外伸桁架從制作到安裝產(chǎn)生了一系列前所未遇的技術難點。2測量的難度：金茂大廈為超高層建筑物，在施工測量時遇到了不少困難，有以下幾種不利情況：1自然影響：在高空作業(yè)時，易受日照、風力、搖擺等不利氣候影響。2建筑物變形影響：設置在建筑物上的測量點由于受到沉降、收縮等影響，其點位亦會發(fā)生變化，一般網(wǎng)點邊長會縮短，影響測量精度。3施工條件的影響：塔樓分四踏步施工核心筒、巨型鋼柱、復合巨型柱混凝土、樓面混凝土，周期長、節(jié)奏快、施工快慢不一。核心筒施工快，樓層面慢，如有一次核心筒施工已達A41層169m時，樓層面只到89m，兩者高度相差達80m，使核心筒

33、十字軸線與樓層四邊形網(wǎng)點在相應高度的層面上無法聯(lián)網(wǎng)，其次筒內(nèi)樓面后施工，搭設中心測量平臺很困難。4結(jié)構(gòu)復雜的影響：由于鋼結(jié)構(gòu)設計的特殊性，塔樓共有45節(jié)鋼柱的垂直度測量，立好每節(jié)鋼柱后，測量時通常水平梁都未安裝，無法設站，故每次設法在核心筒壁上搭設測站。三道外伸桁架的測量，因為施工程序的決定，核心筒的8根立柱，必須先澆進核心筒剪力墻內(nèi)，下面只露出16只巨型柱節(jié)點，待后安裝復合巨型柱上來后，再安裝相關的水平梁及支撐，因此對這先安裝好的8根立柱的位置與標高一定要控制好，否那么產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，使以后的100、150的鎖軸無法鎖進。5使用絕對建筑標高的影響：設計規(guī)定標高引測必須使用絕對標高，即從場地水準基點

34、BM1引測上去，勢必增加許多工作量。其次是先前設置在各樓層上的標高線點變化亦不盡相同，勢必增加許多檢查和修正工作。4-5-5-4 施工平面垂直控制網(wǎng)的建立塔樓控制測量分為平面與垂直控制測量兩大局部，其中平面控制測量在場地區(qū)域內(nèi)建立場地控制網(wǎng)。首先放樣出塔樓中心軸線及根底施工所需用的軸線，而垂直控制測量在塔樓中建立垂直控制點，用Wild ZL天頂垂準儀投測垂直基準線。隨著施工的進展，為了使投測控制點接近施工區(qū)，設置一定的測量平臺，使投測點轉(zhuǎn)換上去，同樣再從測量平臺上的投測點，投測至提升好的施工鋼平臺面上，從標定在施工平臺上的五個垂直軸中心來測設核心筒施工軸線，按設計尺寸來控制和調(diào)整模板的位置，從

35、而保證筒身的垂直。在樓層面上根據(jù)四邊形控制網(wǎng)點，投測在各樓層面上，來測設各層的施工軸線。1坐標系統(tǒng)塔樓SOM建筑坐標軸，兩條正交零軸線交于主樓中心，其坐標為Y1000.00，X500.00。根據(jù)上海建筑設計研究院金茂大廈地下連續(xù)墻平面圖圖號S-2，在墻與紅線轉(zhuǎn)折點所注SOM建筑坐標Y，X與設計坐標A，B兩種坐標，經(jīng)計算其換算方法如下，如圖4-166所示。圖4-166其中：YOX為SOM建筑坐標系AOB為設計坐標系那么P點在兩個系統(tǒng)內(nèi)的坐標，Y、X和A、B的關系式為：YaAcosBsinXbBcosAsin 4-65AYacosXbsinBXbcosYasin 4-66上式中的參數(shù)ab16045

36、4.72施工平面控制網(wǎng)的建立金茂大廈平面控制網(wǎng)以業(yè)主提供的航1、航3和航4來引測，其SOM坐標見表4-46。表4-46點號XmYm航1航3航4主樓中心在建筑施工場地上，平面控制網(wǎng)布設一個通過塔樓中心的十字軸線加密網(wǎng)，點1點4為軸線的端點，17為加密點，如圖4-167所示：十字軸線與塔樓建筑零軸線相重合。圖4-167 場地平面控制網(wǎng)圖3塔樓垂直控制網(wǎng)點的設置依據(jù)場地控制十字軸線，在核心筒段內(nèi)布設一個小十字軸線網(wǎng)點，其點為A1A5，在筒外樓層布設一個正四邊形網(wǎng)，其點為A6A9，如圖4-168所示：十字軸線端點延長通過門洞交于四邊形中間，形成一個田字網(wǎng)型。圖4-168 主樓垂直控制網(wǎng)圖首次垂直控制網(wǎng)

37、點設置于根底承臺面上，由于地下室測量不便，便把承臺面上的控制點精確投測至A3層面上，作為垂準測量基準點。4測量平臺的轉(zhuǎn)換為了保證塔樓控制點垂準線的垂直度，以及最大限度接近施工區(qū)，進行了測量平臺的轉(zhuǎn)換，選擇在A3A17A27A38A48層設置測量平臺，并在各層進行連測，保證點位精度。由于結(jié)構(gòu)原因，在核心筒中心局部56層以上是空洞，以及筒內(nèi)樓層澆搗滯后，無法設站，故在A48層近核心筒壁處，設置四個垂直測量控制點TZ1TZ4，如圖4-169所示。圖4-169 A48層垂準控制點作為53層以上核心筒垂準測量基點，并與樓層四邊形網(wǎng)A6A9相連，又因樓層局部鋼結(jié)構(gòu)尺寸不斷向筒方向收縮，故在54層以上將樓層

38、四邊形邊長從39.100m改為28.550m，并且在A54層、A72層設置測量平臺，同時在各樓層四邊形網(wǎng)上作加密點來測設軸線和復合巨型柱位置。4-5-5-5 垂準測量方法和要求觀測選擇有利時間如清晨和陰天，使用Wild ZL天頂垂準儀進行，儀器標稱精度1：200000儀器旋轉(zhuǎn)180對徑時二次之差。測量時儀器旋轉(zhuǎn)四個方向一測回測定，直至上面標志中心移至十字絲交點為止，然后固定標板。1，投點方法其方法為：置儀對中整平，水平度盤指向0軸線方向，通知上方準備投測，其作業(yè)步驟如下：1指揮上方，使標志中心初步移在鏡里十字絲交點附近圖4-170a。2指揮使標志中心精確移在十字絲交點中心圖4-170b。3垂準

39、儀旋轉(zhuǎn)180，使標志中心折射在縱絲下上，離十字絲交點一微小距離d圖4-170c。4指揮上方，在縱絲上向交點方向移d/2的距離，即此點為儀器旋轉(zhuǎn)小圓軌跡的中心，旋轉(zhuǎn)0和180兩個對徑位置，鏡里會出現(xiàn)的情況圖4-170d。5垂準儀水平旋轉(zhuǎn)90與270位置，按上述方法測量移至在橫絲上圖4-170e。6檢查投點位置正否，旋轉(zhuǎn)四方，如點對稱折射在十字絲線上圖4-170f，那點才算投正。圖4-170點投好后，通知上方，固定標志。2投測精度要求1轉(zhuǎn)換控制網(wǎng)點的精度要求投測到轉(zhuǎn)換平臺上的測點，另用儀器檢查：其方法是在同一測站上，架設TC1700全站儀裝置彎管測量其點天頂角來檢查，求得點位XY和偏差值，偏差值小

40、于2mm不予改正。點位全部投測轉(zhuǎn)換好后，到轉(zhuǎn)換層上去檢查。測量技術指標及限差規(guī)定如下：測回數(shù)1測回測角中誤差8十字軸線交角誤差905四邊形直角誤差9010量距誤差1：20000十字軸線端點誤差2mm四邊形角點誤差3mm由于樓層面混凝土有平面收縮現(xiàn)象，在測量長度時，使邊長不小于設計長度，以免收縮出現(xiàn)更大誤差。2投測至鋼平臺上的十字軸線點的精度要求在轉(zhuǎn)換平臺上投測至鋼平臺上的點投好后，就到鋼平臺面上去檢查，其方法是：在中心點A1架設經(jīng)緯儀測設十字軸線邊角關系，在A53層以上鋼平臺上，儀器設在TZ1TZ4四站來檢查?？紤]到鋼平臺上受施工振動影響較大，以及邊長較短，其限差規(guī)定如下：十字軸線四邊形角90

41、20量距誤差 2mm3mm如果檢測后略超過此限值，那么合理調(diào)整，在鋼平臺上十字軸線調(diào)整一般選南北方向線來調(diào)整。如果交角大于1或邊長誤差大于5mm，那么通知下方進行重測，直至符合要求為止。3照準標志在A53層以上高度時，投測時采用滑動標志，其特點是快速容易標定。1設置方法：在鋼平臺上筒中心或端點預埋滑動標志裝置如圖4-171 a所示，標志坐標線對準十字軸線。2材料：用一塊質(zhì)硬光滑木板，其尺寸為300mm300mm18mm，中間留有100mm100mm正方形空洞，擱置在預先埋好在平臺上的二根相平行角鋼滑槽中，木板上釘有與鋼槽相垂直的二根平行滑尺，相距為150mm，測量時用一塊150mm150mm不

42、銹鋼板標志插在滑尺間，其中點留有3mm通光小孔，如圖4-171b。圖4-171 滑動標志3移動方法：根據(jù)下方指揮，先將木板順Y軸方向，移左或右，使標志中心移在X軸線上，然后再在滑尺間移動標板木板不動，使標志中心移在Y軸線上，這樣點位就定好。經(jīng)過檢查無誤后，就用螺栓固定木板和標板。4-5-5-6 水準測量和塔身高程控制測量1水準測量1高程起算點：以業(yè)主提供的BM1水準點作為場地基準水準點，BM1位于陸家嘴路街心花園處，離基坑東北方向約250m處。其標高BM13.4934m絕對，場地設計建筑標高0.000m14.200m絕對。2樓層控制標高設置：以11等水準測量精度進行，以BM1水準點引測至地下室

43、四個基準標高兩個在核心筒南、北外壁上，另兩個在內(nèi)壁上為14.500m紅三角標志，作為地下室標高引測依據(jù)。建筑物出地面后，以BM1水準點精密地把高程引測至核心筒外壁西北角1.500m處N點，N點紅三角標志如圖4-172所示，作為向上引測高程基準點，并與地下室標高進行連測與檢查。圖4-172 N點紅三角標志2主樓豎向高程控制測量方法以設置在核心筒西北角N點紅三角標志1.500m作為向上引測依據(jù)。1鋼尺丈量引測法：核心筒混凝土每施工一層4.0m或3.2m，在提升完鋼平臺后，拆松模板時，在西北角下面標高點，沿筒壁垂直量上一段層高距離，鋼尺經(jīng)拉力、溫度、尺差等改正，經(jīng)檢查無誤后，以紅三角標志標定，作為鋼

44、平臺上高程放樣依據(jù)。2豎向測距法：豎向測距使用全站儀加彎管，可測得較長段垂距，控制鋼尺逐段丈量累計誤差，檢查已設置在筒壁上的標高。其測量方法如下：在平臺垂直測量孔上，架設TC1700全站儀，利用壁上點高程，測出儀器視高，然后測量至接受點棱鏡鏡面向下垂距。并在棱鏡底面上立水準尺，用水準儀引標高于筒壁上，設置標高標志，豎向高程測量方法如圖4-173所示所求標高點計算公式：圖4-173豎向高程測量圖H2H1aScb1b2 4-67式中 H1點標高；a點與儀器水平時中心高差；S儀器至棱鏡垂距；c棱鏡中心至底面間距常數(shù)18mm；b1棱鏡底面上水準尺讀數(shù)；b2湊整數(shù)。3三角高程測量方法欲在樓層面上求得高程

45、點，其測量方法如下：在近BM1水準點的地面處，設置TC1700全站儀，用二根裝置棱鏡的標桿，一根立在BM1點上，一根立在所求點上，分別測出儀器至BM1點和所求點的高差hl和h2，即可算得所求點的高程，如圖4-174所示。測量時，二處所立的棱鏡標高一致時，其所求點N1高程計算公式如下：圖4-174 三角高程測量示意圖HN1BM1高程h2h1 4-68如果儀器至桿1測得負高差，那么hl前變符號為“。二桿高度不一致時，如桿2大于桿1一差數(shù)時，那么二桿之高差減去這一差數(shù)，否那么相加。塔樓高度在200m50層以上時，用三角高程測量法已無法觀測。在53層以上的高程控制，用設在A48層的TZ1TZ4點豎向高

46、程測量方法進行。4樓層高程控制依據(jù)在核心筒壁西北處紅三角標高標志，施工員在每層核心筒壁四周測設墨斗線彈注安裝水平線，其標高為每層地坪設計標高500mm，供后續(xù)各安裝單位使用。4-5-5-7 塔樓鋼結(jié)構(gòu)安裝測量88層的金茂大廈，高達420.50m，共有45節(jié)鋼柱子組成，其中第136節(jié)為主體樓層，每層有8根巨型鋼柱及16根復合鋼柱，如圖4-175所示。每根巨型鋼柱在坐標軸上XY向筒方向共收縮12次，每次收縮XY為0.750m，每對鋼柱每次垂直向筒方向平移1.0607m，12次在軸上共收進9.000m，平移12.728m，每根鋼柱要轉(zhuǎn)換12個坐標位置，勢必增加測設鋼柱垂直度的難度，尤其在東西方向上。

47、圖4-175 主樓鋼柱位置圖第41節(jié)為塔基底部，42節(jié)為塔基根底，4345節(jié)為塔尖，這樣的超高層鋼結(jié)構(gòu)如轉(zhuǎn)換12個坐標位置垂直度測量允許偏差，現(xiàn)行標準沒有詳細說明，現(xiàn)規(guī)定每節(jié)鋼柱垂直度限差在10mm之內(nèi)，主體結(jié)構(gòu)整體垂直度如公式4-69所示：H/250010.050.0mm 4-69式中 H柱總高度。即總體垂直度不得超過50mm，為此機械施工公司制定了嚴密的施工方案，測得鋼柱最大偏差為第24節(jié)A6柱總體偏差為28mm，從而保證了鋼結(jié)構(gòu)封頂時總體垂直偏差大大小于50mm的要求。18根巨型鋼柱垂直度測量1地面測量法：利用場地控制網(wǎng)，將外圍柱軸線延長至塔樓外場地上，設置測點，同時在1層柱子面上，設置

48、軸線標志，一根柱子設二個基準標志東西和南北，作為投測依據(jù)。在相應測站上，用T2經(jīng)緯儀進行正倒鏡投測，在上節(jié)柱子上量出偏差，求得位移量。隨著建筑物不斷升高，此基準線方向標志必須向上傳遞，利用上部軸線重新設置方向標志。第一次設置的一層方向標志，一直用到第一道外伸析架安裝完成。第二次方向標志設在第18層鋼柱上，一直用到第二道外伸桁架安裝結(jié)束。第三次基準方向標志，設在48層的鋼柱上。2聯(lián)合測量法：當結(jié)構(gòu)安裝到150m以上時，采用高空和地面聯(lián)合測量法。在安裝時，高空由當班工，測量安裝節(jié)柱的本節(jié)垂直度，使用J2型經(jīng)緯儀，地面測量總體垂直度，使用T2型經(jīng)緯儀。測好后，互相對照，從而為下一節(jié)柱子安裝提供垂直偏

49、差的依據(jù)。在高空測量中，架設儀器困難，測量人員自己動手解決了擱置儀器問題，即利用鋼管、扣件及螺栓，制作一個簡單的可固定在核心筒上安放儀器小平臺，這樣可解決一個方向的測量問題。另一個方向測量，將儀器安置在已安裝好的鋼梁上，這個方法一直使用到88層。3坐標測量法：該方法也是總體垂直度測量的一種方法，其方法在53層以上時，在每逢各節(jié)柱頂?shù)臉菍用嫔?，在核心筒壁處的測點TZ1TZ3和TZ2TZ4，在其方向一定高度處，在筒壁上預留200mm200mm方孔，使其對向通視，如圖4-176a所示。測量時設置一個擱置平臺，使儀器中心對準樓面上測點，如圖4-176b所示。從孔中看到對向后視點，測量各節(jié)柱頂中心位置坐

50、標，算得偏差和垂直度。圖4-176 垂直度測量2三道外伸桁架的測量三道外伸桁架的安裝是整個鋼結(jié)構(gòu)工程的關鍵，要求較高。依施工程序，核心筒的8根立柱必須先澆進核心筒剪力墻內(nèi)，樓層下面只露出16只巨型柱節(jié)點，待安裝復合柱上來后，再安裝相關的水平梁及支撐。因此對這先安裝好的8根立柱的軸線與標高控制至關重要，特別是軸線，如控制不好，產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，以后200和協(xié)50的鎖軸，無法鎖進。測量方法：在測設三道外伸桁架時，鋼平臺較長時間分別停留在24層、51層和85層相應高度范圍內(nèi)，根據(jù)投測在鋼平臺上的十字軸線點來測設8根立柱和鋼結(jié)構(gòu)的位置，如圖4-177所示。8根立柱位置控制在3mm內(nèi)，等澆好混凝土后再測一次，求得8根立柱的實際偏差值，為外伸桁架復