1、超高层建筑内控法测量施工技术中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号： 随着我国经济的快速发展，建筑科学技术的不断提高，高层建筑不断涌现。高层建筑可以带来明显的社会经济效益：首先使人口集中，利用建筑内部的竖向和横向交通缩短部门间的距离，从而提高效率；其实能使大面积建筑的用地规模缩小，有可能在城市中心地段选址；可以减少市政建设投资和缩短建筑工期。高层建筑发展趋势明显，总结高层建筑施工测量方法有很大的示范意义。 上海月星环球商业中心南北两座主楼 195.5 米高，劲性结构。建筑施工现场比较狭窄，施工进度计划中各专业工作安排紧凑，各种工序经常交叉作业显得尤为拥挤，施工中垂直度、轴线偏差控制也比
2、较严格。两座主楼因高度大，竖向投测的高度大于普通经纬仪的最大仰角范围，因此选用了激光垂准仪利用内控法测量，进行了垂直度控制，以保证工程质量，这也是本工程测量的重点和难点。 为了便于这一技术的推广应用，在工程施工中通过偏差纠正和分析，取得了一些施工成果。本施工技术适用于高层或超高层建筑垂直度控制。2 工程概况和特点 本工程为上海月星环球商业中心南北两座主楼 195.5 米高，地下 3层，地上 45 层，型钢混凝土结构。建筑施工现场比较狭窄，本工程主体钢结构采用的是混凝土劲性钢结构；总建筑面积 45 万平方米，其中钢结构总制作安装量约 10500 吨。 内控测量法是当场地比较狭小，建筑高度大时，通
3、常在建筑物首层测设内轴线控制网，利用建筑物各层楼面控制网平行，交点均在垂准线上的原理，使用仪器或吊线坠法确定垂准线，定位各层控制网的测量方法。本工程使用激光垂准仪投测垂准线，其优点是仪器设置在首层或地下室，不受建筑外部场地影响，不受或受交叉施工影响小，受风力、温度变化、震动影响小，精准度高。 本工程在主楼地下二层，利用“内控法” 建立控制点。每幢楼根据建筑特点在地下二层设置 7 个主控制点。基于 7 个主控制点，利用导线往返观测的方法，确定首层平面控制网。通过对控制点的垂直投测，将控制点投递到上层楼面，利用前面相同的测量方法测设各楼层的平面控制网。最后进行细部测量与安装。每 60 米高，将控制
4、点永久传递一次，减少垂直投递误差。 图 1 测量控制点示意图 本工程采用某公司出品的 JC100 全自动激光垂准仪,其主要技术指标:一测回垂准测量标准偏差：上出光1mm/100m,下出光1mm/100m；自动安平精度1；自动安平范围3；光源：激光二极管,波长635nm。 3 测量工艺原理 内控测量法是利用仪器或吊线，在建筑内部通过各层楼板预留测量孔洞，对首层确定的控制网进行垂直投测，并实现控制点的垂直投递，建立各楼层控制网进行的建筑测量施工。一般选用激光垂准仪，利用激光发散性小原理，向天顶方向发射激光束， 通过标靶接收光斑，确定控制点的垂直投测。 4 工作流程和操作要点 4.1 工作流程 第一
5、步：对移交的基准点进行复测，验证其准确性。依据复测后的基准点，利用“内控法” 在首层建立控制点。一般根据建筑规模和柱网形式在首层设置数个控制点。基于首层控制点，利用导线往返观测的方法，确定首层平面控制网。 第二步：控制点的垂直引测。 第三步：根据引测上来的控制点，测设各楼层的平面控制网。 第四步：安装定位：柱轴线的测量柱垂直度的测量校核柱顶标高的测量校核。 4.2 首层控制点的建立 首层控制点位设在受风力，温度，震动影响小，拘束度大的部位。一般设在首层地坪。控制网网形与建筑物柱网平行，闭合，且分布均匀。控制点间相互通视，所在位置不易沉降、变形，便于长期保存。在地面上设置首层控制点，点位上固定
6、10010010mm 钢板。然后用电子全站仪精确测定其位置，用钢针刻上十字线（根据轴线相交角度）表示点位，线宽 0.2mm，并在交点上打样冲眼，钢板以外的地面上应放出十字延长线。对控制点进行复测，以误差最小为准，要求控制网的测距相对中误差小于 L/25000，测角中误差小于 2，并测定首层控制点标高。 为防止控制点碰动造成测量差错，对控制点采取必要的安全保护措施，如利用膨胀螺栓将钢板与混凝土固定或预埋钢板。 一般首层控制点在外层框架设 4 个点为一组，形成轴线控制网，闭合。复检控制点间角度，可复验两控制网间的内外距离。 图 2：首层控制点样式 4.3 各层楼面轴线控制网的竖向传递 随着结构的不
7、断升高，逐层向上投测轴线。根据设置的内控点，在以后各楼层面预留 300300mm 孔洞，将激光垂准仪架设在底层内控点上，经对中整平后打开电源开关，由望远镜向天顶垂直方向发出激光，并通过在楼板上事先预留好的孔洞投射到接收靶上（接收靶用半透明有机玻璃制成，并将光靶固定在预留洞口上） 。 图 3：垂直投点工作示意图 旋转望远镜使得光斑最小，旋转铅垂仪分别从0、90、180、270向光靶投点，由于仪器的激光发射的透镜组是悬挂的,转动仪器时会引起透镜组的晃动,所以测量时会看到激光束的核心光斑由内向外运动,然后又由外向内运动,最后稳定在某一点上。故上方测量人员看到激光束的核心光斑投射到透明有机玻璃板上后,
8、等待约 30s。这过程中核心光斑由外向内运动,然后逐渐稳定下来。用 0.2mm 定出这四个点，若四点重合则传递无误差，若四点不重合，则找出四点对角线的交点做为传递上来的控制点。垂直投点工作示意见如下（图 4）： 图 4：控制点的确定 注：环形靶为透明薄片，中心镂空，便于标示接收点。 始终以底层内控点为投测依据，不仅避免了逐层向上投测易产生的累计误差，而且由于激光仪器设在首层室内，各种震动干扰相对较少，又不受大风、强光等气候因素影响，因此仪器稳定、操作简便、精度可靠。 按高层建筑混凝土结构技术规程JGJ322002 规定:高层建筑结构施工轴线竖向投测允许偏差为层间偏差3mm,总高 H150m 时
9、轴线垂直度偏差H/1000 且30mm。 轴线竖向投测的允许偏差 表 1 4.4 各层轴线控制网的建立 垂准仪竖向投点接收确定后，通过两点定线，可以将控制轴线快速定位，并弹墨线（见图 5） 。对投测点的准确性检测可通过：将经纬仪架设到其中一点上方，使经纬仪与除对角线外的其中一点通视，角度归零，旋转经纬仪到另一点，观察刻度值变化是否满足固定转角数值。 图 5：控制轴线定位 4.5 安装定位 各层测量控制网建立后，构件安装、模板搭设均可通过从控制网引测，完成对应工作的细部测量与检查。 4.6 注意事项 4.6.1 测量环境：风力不大于 4 级；仪器架设远离震源或暂停附近震动机械施工；选择外部光线较
10、弱时，如阴天或清晨。 4.6.2 仪器：此垂准仪有效工作距离 150m，JC100 垂准仪投点在大于60m 距离投点时出现光斑模糊。为使测量精确，可按每 60m 高度传递一次基准控制点，减少测量误差(由于距离增大光斑扩散引起)。 4.6.3 沉降对垂直投测有一定的影响。沉降观测应根据建筑物设置的观测点与固定（永久性水准点）的测点进行观测，施工中应按期或按层进度进行观测和记录直至竣工。垂直投测应结合沉降观测结果，适时修正。 5 材料机具与劳动组织 5.1 主要材料机具设备 主要材料机具表 2 5.2 劳动组织 5.2.1 测量工作应专业人员施测，并有经国家认可的相关岗位资质。测量施工队伍所配置设
11、备的操作人员，应经专业培训合格后方可持证上岗。 5.2.2 测量人员能力要求： 1）识图、审图、绘图的能力。 2）掌握不同工程类型、不同施工方法对测量放线不同要求的能力。 3）了解仪器构造、原理，掌握仪器的使用、检校的能力。 4）对各种几何形状、数据、点位的计算与校核的能力。 5）了解误差理论，能针对误差产生的原因采取措施，及对各种观测数据处理的能力。 6）针对不同工程采用不同观测方法与校测方法，具备高精度、高速度的实测能力。 7）针对不同现场、工程情况，综合分析处理问题的能力。 6 质量控制 6.1 执行有关测量技术规范和标准，按照规范要求进行测量设计、作业、检查和验收，保证各项成果的精度和
12、可靠性。 6.2 测量点的交接必须由双方持表在现场核对、交接确认。 6.3 用于测量的图纸资料应认真研究复核，必要时应做现场核对，确认无误后方可使用。抄录已知数据资料，必须核对。两计算人应分别独立查阅抄录，并互相核实。 6.4 各种测量的原始记录含电子记录，必须在现场同步做出，严禁事后补记、补绘。原始资料不允许涂改。不合格时，应按规范要求补测或重测。 6.5 测量的作业工作必须有多余观测，并构成闭合检测条件。内业工作应坚持两组独立平行计算并相互校核。 6.6 利用已知成果时必须坚持“先检查、后复测利用”的原则。 6.7 重要定位和放样，必须坚持用不同的方法或手段进行复核测量，或换人检查复测无误
13、后才能施工。 6.8 投入工程的检测设备、仪器使用前进行状态检验，标识复查； 7 安全措施 7.1 加强入厂人员的安全教育。 7.2 各楼层预留的测量孔洞利用栏杆围挡，长期不使用时，利用木模板遮盖孔洞。 7.3 临边，洞口架设栏杆防护。 8 工程应用前景 内控法测量施工技术在上海月星环球商业中心工程应用，由于全自动激光垂准仪是自动安平、且范围大、精度高，所以只要调平圆水准泡即可；没有望远镜筒，不需要人工对光，激光直接投射；上方楼层记点方便，不需要反复调整，所以由摆脚架开始到完成投点作业的整个投测过程可在 10min 内完成。方法简单，施测速度快。不受建筑外部场地影响，不受或受交叉施工影响小，受风力、温度变化、震动影响小，精准度高，非常适合超高层建筑测量施工。 本施工技术利用内控法测量，测量速度快，精度高。内控法测量，在高层建筑施工测量中有广泛的应用前景。
