盛世江城超高層建筑垂直度控制方法

孫彪?潘春雨

摘要：超高層建筑測量和垂直度精度控制是保證工程質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，也是工程技術(shù)管理的難點。本文結(jié)合盛世江城項目一期超高層住宅工程，闡述了項目測量控制網(wǎng)的建立，詳細(xì)探討了激光鉛垂儀內(nèi)控法和全站儀外控法原理及其在工程中的應(yīng)用，并對主體結(jié)構(gòu)垂直測量結(jié)果進(jìn)行了分析。工程測量實踐表明：采用內(nèi)控法和外控法能夠控制超高層住宅結(jié)構(gòu)垂直度滿足規(guī)范精度要求，且有較好的測量控制效果，給類似超高層建筑的垂直度控制提供技術(shù)支持和經(jīng)驗借鑒。

關(guān)鍵詞：超高層建筑;測量;垂直度;控制方法

1工程概況

本工程為電建地產(chǎn)·盛世江城項目，位于武漢市江漢區(qū)姑嫂樹K2的地塊。項目分三期開發(fā)，一期一標(biāo)段含三棟超高層住宅（即11#、12#、13#樓）和一棟三層框架幼兒園，布置圖如圖?？偨ㄖ娣e為14.82萬平方米，其中11#樓地下1層、地上42層，建筑高度122.1m，12#樓地下1層、地上52層，建筑高度152.5m，13#樓地下1層、地上42+1層商業(yè)，建筑高度126.15m。

本項目屬高容積率超高層住宅項目，樓棟數(shù)量多且各樓棟所采用的測量方法基本相同。故本文以12#樓（地上52層，樓高152.5m）為分析對象，采用激光鉛垂儀內(nèi)控法結(jié)合全站儀外控法對超高層復(fù)雜結(jié)構(gòu)的垂直度控制進(jìn)行研究。

2 測量控制網(wǎng)建立

為了確定各建筑物的平面位置和標(biāo)高，必先在現(xiàn)場建立統(tǒng)一的平面控制網(wǎng)，從整體到局部，從高精度到低精度逐級加密。為此，建立了兩類控制網(wǎng)，即內(nèi)控網(wǎng)和外控網(wǎng)。

2.1 首級控制網(wǎng)布設(shè)

為了充分考慮項目總體規(guī)劃、施工總平面布置和測量通視要求等多種因素，首先建立了平面首級控制網(wǎng)（即主控網(wǎng)），其主要用于引測各單體建筑物的標(biāo)高和軸線控制點。平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)都用附和導(dǎo)線方法觀測，首級控制網(wǎng)觀測路線為R1-R2-R3-S1-S2-S3。

2.2 二級控制網(wǎng)布設(shè)

施工測量主控網(wǎng)建立后，根據(jù)實際情況將建筑物平面軸線偏移一定距離，在CAD中將偏移后的軸線位置的坐標(biāo)放樣出來。然后以放樣出來的坐標(biāo)為依據(jù)，通過測設(shè)定出各軸線作為二級平面控制網(wǎng)（即內(nèi)控網(wǎng)），內(nèi)控網(wǎng)軸線位置。

2.3 高程控制網(wǎng)

高程控制網(wǎng)采用國家二等水準(zhǔn)精度進(jìn)行測設(shè)，其布設(shè)方法需引用首級控制網(wǎng)所埋設(shè)控制點，控制網(wǎng)布設(shè)為附和水準(zhǔn)路線，并用兩個城市高程點進(jìn)行檢測以確定起算點的正確性后，再由起算點與控制網(wǎng)聯(lián)測。

3 ±0.000以上超高層測量

3.1 外控法測量

外控法測量是在建筑物外部，利用電子全站儀根據(jù)建筑物軸線控制樁來進(jìn)行樓層軸線的豎向引測的一種測量方法。各樓層標(biāo)高引測方法和主要步驟為：（1）在±0.000m砼樓面架設(shè)全站儀，通過氣溫、氣壓計測量氣溫、氣壓，對全站儀進(jìn)行氣象改正設(shè)置。（2）全站儀望遠(yuǎn)鏡垂直向上，順著激光控制點的預(yù)留洞口垂直往上測量距離，頂部反射棱鏡放在需要測量標(biāo)高的樓層，鏡頭向下對準(zhǔn)全站儀（3）將望遠(yuǎn)鏡豎直角調(diào)整到90度，對準(zhǔn)接收靶直接測距，得高程點到施工層的高差。將水準(zhǔn)儀安置在施工樓層上，后視豎立在棱鏡面處水準(zhǔn)尺，讀數(shù)b，前視施工樓層上B點水準(zhǔn)尺，讀數(shù)c，則B點高程HB為：HB=H+h+b-c。（4）全站儀后視核心筒墻面+1.000m標(biāo)高基準(zhǔn)線，測得儀器高度值。對儀器內(nèi)Z向坐標(biāo)進(jìn)行設(shè)置，包括反射棱鏡的常數(shù)設(shè)置。

3.2 內(nèi)控法測量

建筑物±0.000以上的軸線傳遞，采用激光鉛垂儀內(nèi)控接力傳遞法進(jìn)行軸線投測，其原理是通過建筑物結(jié)構(gòu)預(yù)留孔利用激光鉛垂儀，將控制點為投測至任意樓層的一種測量方法。

3.3 垂直測量結(jié)果

利用上面投測出的控制點可以對12#樓主樓任意一層的四個邊界角點進(jìn)行坐標(biāo)測量。12#樓外側(cè)軸線相交的四個角點計算后的偏移量分別為：J1北偏7mm，西偏3mm;J2南偏5mm，東偏10mm ;J3南偏4mm，西偏6mm ;J4南偏5mm，西偏6mm。通過偏差量結(jié)果可以看出，其12#樓外側(cè)軸線相交的四個角點偏差值范圍為3mm～10mm，且基本在5mm上下浮動。

4 垂直度控制分析

4.1 測量結(jié)果分析

按上述測量方法確定的軸線控制點豎向傳遞路徑，12#樓垂直測量允許偏差極限值為：

其中H為樓層的高度。

依據(jù)高層建筑測量規(guī)范精度要求：當(dāng)H≥90m時，允許垂直偏差值2≤20mm;

結(jié)合12#樓外側(cè)軸線相交的四個角點的垂直測量結(jié)果可以看出，其偏差值均小于20mm，且偏差范圍不到規(guī)范精度允許值的一半，這說明該主樓結(jié)構(gòu)垂直度不僅完全滿足規(guī)范要求，且整體結(jié)構(gòu)垂直測量控制效果較好。

4.2 技術(shù)要求分析

基于超高層建筑結(jié)構(gòu)垂直度偏差要求較高，在測量過程中嚴(yán)格執(zhí)行技術(shù)交底和動態(tài)管理雙控制度。

首先，垂直向上投測的控制點必須6個以上，原則上越多越精確。且控制點之間需經(jīng)過距離、角度閉合后才能進(jìn)行下一步放線。同時每兩周跟蹤復(fù)核引測控制點和重要軸線的坐標(biāo)和標(biāo)高。

其次，利用全站儀在鋼平臺上放樣剪力墻控制軸線后，應(yīng)變更測站對所放點位坐標(biāo)進(jìn)行檢查，減小控制點的測量誤差，從而提高精度。每次放樣、投測前必須對控制點進(jìn)行復(fù)核無誤后才進(jìn)行細(xì)部放樣工作。

再次，豎向投測所用控制點需定期進(jìn)行水平位移檢測，對控制點和主軸線進(jìn)行自檢;宜以3～5層進(jìn)行一次檢測。豎向投測點位保留在模板上口并拉通線，以便模板校正。

最后，施工過程中需加密層間控制點數(shù)量，減小測量傳遞高度，同時加強復(fù)測和檢查力度。在模板定位的質(zhì)量檢查驗收時，需把偏差較大的模板校正后再報監(jiān)理單位復(fù)核，加強監(jiān)理單位動態(tài)管理力度，監(jiān)督和保證測量技術(shù)要求的實施。

5 結(jié)語

5.1 當(dāng)建筑物高度≥150m，通過運用內(nèi)控法和外控法可使超高層住宅整體垂直度滿足規(guī)范精度要求，且結(jié)構(gòu)垂直測量控制效果較好。此兩種方法在實際應(yīng)用中不僅保證了工程的順利進(jìn)行，還使單體建筑通過了結(jié)構(gòu)驗收。

5.2 本文是基于工程實踐后進(jìn)行的方法總結(jié)，其工程測量思路和垂直度控制方法能給類似超高層建筑工程提供技術(shù)支持和實踐經(jīng)驗。

5.3 基于超高層標(biāo)高和垂直度偏差要求高，建議在超高層建筑工程測量中宜選用1″級以上全站儀和精度為1/200000的激光對中垂準(zhǔn)儀，這是控制測量精度的基本保障。

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