高層建筑施工測量講解

一、高層建筑施工測量的特點

1．由于建筑層數多、高度高，結構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構類型、施工方法和場地情況。

2．由于建筑結構復雜，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生，為此測量誤差只能控制在總的總偏差值之內。

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，并經工程指揮部組織有關專家論證方可實施。

二、建立施工控制網

平面控制

高層建筑必須建立施工控制網。一般建立施工方格控制網較為實用，使用方便，精度可以保證，自檢也方便。建立施工方格控制網，必須從整個施工過程考慮，打樁、挖土、澆筑基礎墊層和建筑物施工過程中的定軸線均能應用所建立的施工控制網。由于打樁、挖土對施工控制網的影響較大，除了經常復測校核外，最好隨著施工的進行，將控制網延伸到施工影響區之外。目前在高層建筑施工中，采用“升梁提?！焙弯摻Y構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

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。為了簡化設計點位的坐標計算和在現場便于建筑物放樣，該局部系統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。施工方格網布設應與總平面圖相配合，以便在施工過程中能夠保存最多數量的控制點標志。

2．用極坐標法和直角坐標法的放樣

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，再由控制點測設規定的距離。當用直角坐標法放樣時，則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作為放樣工作的控制，這樣，建筑物的各點就可根據最近的方格網頂點來放樣。

（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α，再由點A測設距離到點c。因此，為了放樣C點，需要進行下列工作：

1）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α；

4）沿著所測設的方向，由A點量出距離b；

5）在地面上標定C點的位置。

（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α＝90°，此外，b和c均是直接丈量的

3．施工方格控制網點的精測和檢核測量

建立施工方格控制網點，一般要經過初定、精測和檢測三步。

（1）初定 初定即把施工方格網點的設計坐標放到地面上。此階段可以利用打入的5cm×5cm×30cm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后方向樁，離標樁約2~3m，根據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，只要前后和左右用線一拉，此交點即為原來初定的施工方格網點。

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。因前后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的設計要求，標樁頂部現澆混凝土，并在頂面放置200mm×200mm不銹鋼板。方格網點的埋設見圖。

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；5-300mm×300mm混凝土

（2）精測 方格網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。

（3）檢測 精測時點位在現場雖作了改正但為了檢查有否錯誤以及計算方格控制網的測量精度，必須進行檢測，測角用T2經緯儀兩個測回，距離往返觀測，最后根據所測得的數據進行平差計算坐標值和測量精度。

三、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部分。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據來保證施工的要求。

高層建筑工地上的高程控制點，要聯測到國家水準標志上或城市水準點上。高層建筑物的外部水準點標高系統與城市水準點的標高系統必須統一，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

m2＝n2Li＋σ2Li

式中 n——每公里平均偶然誤差，在三等水準測量中相當于±4mm。

σ——平均系統誤差，相當于±0.8mm；

Li——為公里數，假設為2km。

將上述代入則得

四、建筑物主要軸線的定位

1. 樁位放樣

在軟土地基區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，按規定鋼管樁及鋼筋混凝土樁的定位偏差不得超過D/2（D為圓樁直徑或方樁邊長），為此在定樁位時必須按照建筑施工控制網，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。

2. 建筑物基坑與基礎的測定

高層建筑由于采用箱形基礎和樁基礎較多，所以其基坑較深，有的達20余m。在開挖其基坑時，應當根據規范和設計所規定的精度（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，最理想的是根據施工控制網來定線。

根據設計圖紙進行放樣，常用的方法有：

1．投影法

根據建筑物的對應控制點，投影建筑物的輪廓線。具體作法如圖所示。將儀器設置在A2，后視A'2，投影A2A'2方向線，將儀器移至A3，后視A'3，定出A3A'3方向線。用同樣方法在B2B3控制點上定出B2B'2，B3B'3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。

2．主軸線法

建筑方格網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。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、多面體形等復雜的幾何圖形發展，這樣對建筑物的放樣定位帶來了一定的復雜性，極坐標法是比較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。

總之，根據施工場地的具體條件和建筑物幾何圖形的繁簡情況，測量人員可選擇最合適的工作方法進行放樣定位。

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部分。它應用比較廣泛，適用于大型工業工程的設備安裝、高聳構筑物（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。在高層建筑施工中豎向測量常用的方法如下：

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）發射鉛垂激光束，用它作為鉛垂基準線，精度比較高，儀器操作也比較簡單。

激光鉛垂儀,此方法必須在首層面層上作好平面控制，并選擇四個較合適的位置作控制點或用中心“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200mm×200mm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，調置儀器對中整平后啟動電源，使激光鉛垂儀發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.

2)天頂垂準測量（仰視法）

垂準測量的傳統方法是采用掛錘球、經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，新一代垂準經緯儀的問世，從而解決了傳統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。天頂法垂準測量的基本原理，是應用經緯儀望遠鏡進行天頂觀測時，經緯儀軸系間必須滿足下列條件：①水準管軸應垂直于豎軸；②視準軸應垂直于橫軸；③橫軸應垂直于豎軸。則視準軸與豎軸是在同一方向線上。當望遠鏡指向天頂時，旋轉儀器，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。然后調動望遠鏡微動手輪，逐步歸化，往復多次，直至錐形軌跡的半徑達到最小，近似鉛垂。天頂目標分劃上的呈像，經望遠鏡棱鏡通過90°折射進行觀測。

3) 天底垂準測量（俯視法）

（1）依據工程的外形特點及現場情況，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φ150mm，各層俯視孔的偏差≤φ8mm。

（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。

（7）利用標出來的樓層上十字絲作為測站即可測角放樣，側設高層建筑物的軸線。數據處理和精度評定與天頂垂準測量相同。