浅谈高层建筑施工测量要点

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  【中图分类号】TU761.6
  一、引言
  随着我国现代化城市的发展, 高层建筑日益增多。測量的质量如何将直接影响建筑物的质量, 施工测量贯穿于施工全过程, 应配合施工进度, 若有差错, 将延误工期。下面针对高层建筑施工测量的主要内容与专业测量特点, 对高层建筑施工测量工作进行阐述。
  二、高层建筑工程施工测量的几个特点
  1.精度要求高
  高层建筑的精度的准确与否直接决定着施工的质量。首先,为加快施工速度,高层建筑大多采用阶梯状流水施工流程,大量采用工厂预制、现场装配的施工工艺,如钢结构工程,幕墙工程,工业化生产也对施工测量精度提出了较高的要求。高层建筑由于结构超高,结构受力受施工测量精度影响比较大,如果施工测量误差很大,不但会影响建筑功能正常发挥,如长距离高速电梯的正常运行,而月.会恶化高层建筑结构受力,因此必须严格控制施工测量误差。
  2.影响因素多
  高层建筑施工测量精度除建筑设计,施工工艺和施工环境影响外,还受受测量仪器精度和测量技术人员素质影响。建筑高度越大、造型越复杂,施工过程中高层建筑变形遗显著。基础刚度越小,施工过程中超高层建筑沉降越大,差异沉降也越显著。建筑侧向刚度越小,施工过程中超高层建筑受施工环境和施工荷载影响就越大。
  3.技术难度大
  高层建筑结构超高,平面控制网和高程垂直传递距离长,测站转换多,由于空间位置不断变化,高空测量控制网的稳定性也较差,测量累计误差较大。高层建筑高度大,侧向刚度小,特别是体形奇特时,施工过程中受环境影响极为显著。特别是高层建筑施工高空作业多,作业条件差,测量通视困难,高空架设仪器和接收装置也比较困难,常需设计特殊装置以满足观测条件,这些都极大地增加了高层建筑施工测量的技术难度。
  三、测量方法
  1.经纬仪投测法
  高层建筑物的平面控制网和主轴线是根据复核后的红线桩或平面控制坐标点来测设的,平面网的控制轴线应包括建筑物的主要轴线,间距宜为30~50m,并组成封闭图形,其量距精度要求较高,且向上投测的次数愈多,对距离测设精度要求愈高,一般不得低于1/10000,测角精度不得低于20″。
  高层建筑物的基础工程完工后,须用经纬仪将建筑物的主轴线(或称中心轴线)精确地投测到建筑物底部侧面,并设标志,以供下一步施工与向上投测之用。另以主轴线为基准,重新把建筑物角点投测到基础顶面,并对原来所作的柱列轴线进行复核。然后再分量各开间柱列轴线间的距离,往返丈量距离的精度要求与基础轴线测设精度相同。
  随着建筑物的升高,要逐层将轴线向上投测传递。如图所示,向上投测传递轴线时,是将经纬仪安置在远离建筑物的轴线控制桩3、3′和C、C′上,分别以正、倒镜两个盘位照准建筑物底部侧面所设的轴线标志a、a′和b、b′,向上投测到每层楼面上,取正、倒镜两投测点的中点,即得投测在该层上的轴线点a1、a1′和b1、b1′。a1a1′和b1b1′两线的交点O′即为该层楼面的投测中心。
  当建筑物层数增至相当高度时(一般为10层以上),经纬仪向上投测的仰角增大,则投点误差也随着增大,投点精度降低,且观测操作不方便。因此,必须将主轴线控制桩引测到远处的稳固地点或附近大楼的屋面上,如图所示。所选轴线控制桩位置距建筑物宜在(0.8~1.5)H(m)外(H为建筑物总高),以减小仰角。
  为了保证投测质量,使用的经纬仪必须进行检验校正,尤其是照准部水准管轴应精密垂直仪器竖轴。投测时,应精密整平。为避免日照、风力等不良影响,宜在阴天、无风时进行投测。
  2.铅垂仪投测法
  激光铅垂仪是一种供铅直定位的专用仪器,适用于高层建筑、烟囱和高塔架的铅直定位测量。主要由氮氛激光器、竖轴、发射望远镜、管水准器和基座等部件组成,基本构造如图所示。激光器通过两组固定螺钉固装在套筒内。仪器的竖轴是一个空心轴,两端有螺扣,激光器套筒安装在下端(或上端),发射望远镜装在上端(或下端),即构成向下(或向上)发射的激光铅直仪。仪器上设置有两个互成90°的管水准器,分划值一般为20″/mm,仪器配有专用激光电源。
  为了把建筑物轴线投测到各层楼面上,根据梁、柱的结构尺寸,投测点距轴线500~800mm为宜。每条轴线至少需要两个投测点,其连线应严格平行于原轴线。为了使激光束能从底层直接打到顶层,在各层楼面的投测点处需预留孔洞,或利用通风道、垃圾道以及电梯升降道等。如图所示,将激光铅垂仪安置在底层测站点O,进行严格对中、整平,接通电源,启辉激光器发射铅垂激光束,作为铅垂基准线。通过发射望远镜调焦,使激光束会聚成红色耀目光斑,投射到上层施工楼面预留孔的绘有坐标网的接收靶P上,水平移动接收靶P,使靶心与红色光斑重合,靶心位置即为测站点O的铅垂投影位置,并以此作为该层楼面上的一个控制点。
  当建筑物不太高(一般在100m以内),垂直控制测量精度要求不太高时,亦可用重锤法代替铅垂仪投测。悬挂重锤的钢丝表示铅垂线,重锤重量随施工楼面高度而异,高度在50以内时约15,100以内时约25,钢丝直径为1㎜,投测时,重锤浸在废机油中并采取挡风措施,以减少摆动。此外,配有90°弯管目镜的经纬仪也可作为光学铅垂仪使用,其方法与激光铅垂仪一样,不同的是一个激光斑,一个是光学视线点。
  3.高程传递
  (1)利用皮数杆传递高程
  在皮数杆上自±0.00m标高线起,门窗口、过梁、楼板等构件的标高都已注明。一层楼砌好后,则从一层皮数杆起一层一层往上接。
  (2)利用钢尺直接丈量
  在标高精度要求较高时,可用钢尺沿某一墙角自±0.00m标高处起向上直接丈量,把高程传递上去。然后根据由下面传递上来的高程立皮数杆,作为该层墙身砌筑和安装门窗、过梁及室内装修、地坪抹灰等控制标高的依据。
  (3)悬吊钢尺法
  在楼梯间悬吊钢尺,钢尺下端挂一重锤,使钢尺处于铅垂状态,用水准仪在下面与上面楼层分别读数,按水准测量原理把高程传递上去。
  四、测量中的注意事项
  1.施工前工程测量控制要点包括:(1)熟悉工程特点。 (2)审核施工单位的测量方案。 (3)复核业主提供的工程施工测量原始依据。(4)对周边环境状况进行调查观测记录。
  2.确保测量精度质量控制。在高层建筑施工过程中,为了使竣工测量图与拨地测量图能进行同精度比较,利于规划正确地开展执法管理,对于竣工测量的平面控制精度非常高,一般要求不低于拨地测量的控制精度。比如《城市测量规范》规定:拨地测量应按三级导线的技术要求执行,在控制布设困难的情况下,允许同级附合一次,布设三级补导线,相对于起算点的最弱点点位中误差不得大干5cm,竣工测量的平面控制精度按上述技术要求执行。在确保测量精度质量控制中,首先要合理分析综合误差,由于客观条件的不同,我们很难正确地作出施工误差和测量放样误差在综合误差中各所占的份额。比如考虑到工程竣工验收时,在对现场各类项目的检查中,建筑物轴线位置的检查频率是最高的,而建筑物轴线点一经测量放样在现场标定以后,继之的各项施工就是以它为基准。
  3.施工后的质量控制
  当主体结构施工完成后,结构中间验收前,监理工程师应在施工单位完成结构自检基础上,对施工单位测量结果进行抽测,作为结构中间验收的依据。当单位工程完工后,在竣工验收资料齐全、施工单位完成自检的基础上,监理工程师应对外墙大角轴线、墙面垂直度、平整度、建筑物全高、建筑沉降等进行实测复核,以此作为单位工程验收的依据。
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