淺談高層建筑施工測量控制

郭冬霄

洛陽鐵路中偉建筑工程有限公司，河南洛陽 471000

隨著城市化進(jìn)程的加速，高層建筑越來越多地被建造，由于一般高層建筑多為框架及剪力墻結(jié)構(gòu)，施工中，建筑物的垂直度控制成為施工測量的重要內(nèi)容，主要包括軸線定位、高程傳遞和沉降觀測。

1 軸線定位

高層建筑物其軸線尺寸的測設(shè)精度要求較高，對(duì)其基礎(chǔ)定位軸線的測設(shè)，可采用布設(shè)控制網(wǎng)測設(shè)方法進(jìn)行。

當(dāng)基礎(chǔ)工程完工后，房屋軸線復(fù)位時(shí)，仍以主軸線為基準(zhǔn)，將房屋的角點(diǎn)投測于基礎(chǔ)頂面上，并對(duì)原來的矩形控制網(wǎng)進(jìn)行復(fù)核，當(dāng)符合精度要求時(shí)，再分別量取各開間的軸線，要求往返丈量，同時(shí)分別投點(diǎn)于地面固定標(biāo)樁上。

2 樓層的軸線測量工作

高層建筑一般場地有限，且建筑物周邊滿掛安全網(wǎng)，如果在樓層放線時(shí)采用傳統(tǒng)方法，一是地面控制樁離建筑物近，隨著樓層升高豎向觀測角度越來越小，很難操控；二是外架外網(wǎng)影響觀測視線。這就要求我們采取新的軸線測設(shè)方法——內(nèi)控法。采用這種方法所使用的觀測儀器是激光鉛垂儀。

2.1 激光鉛垂儀

激光鉛垂儀主要用于高層建筑、高煙囪、高塔架等的鉛垂定位測量。激光器固定在套筒內(nèi)，豎軸為一空心筒軸，兩端有螺扣，用來連接激光器套筒和發(fā)射望遠(yuǎn)鏡。激光器套筒裝在豎軸下端，發(fā)射望遠(yuǎn)鏡裝在上端，既構(gòu)成向上發(fā)射的激光鉛垂儀，也可倒過來安裝，構(gòu)成向下發(fā)射的激光鉛垂儀。儀器裝有兩個(gè)互相垂直的高靈敏度水準(zhǔn)管，并配有專用的激光電源。儀器可利用激光器底端（全反射鏡端）所發(fā)射的激光束進(jìn)行對(duì)中，利用基座整平螺旋使水準(zhǔn)管氣泡嚴(yán)格居中，接通電源起輝激光器，便可發(fā)射出桔紅色鉛直激光束。

儀器使用前應(yīng)進(jìn)行檢校，使水準(zhǔn)管軸垂直于豎軸、激光束光軸與豎軸線一致。前一項(xiàng)檢校方法與經(jīng)緯儀相同，后一項(xiàng)檢校可利用高建筑物進(jìn)行。將儀器安置在高建筑物近旁并向上發(fā)射激光束，在高建筑上部支出一固定白紙板作接收靶。儀器進(jìn)行調(diào)焦，直至在靶上得到最小直徑的光斑為止，并標(biāo)出其點(diǎn)位。然后儀器水平轉(zhuǎn)動(dòng)每90°即在靶上標(biāo)記一點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)一周后，如靶上四個(gè)標(biāo)點(diǎn)不重合，則需校正。校正時(shí)，先標(biāo)出四個(gè)標(biāo)點(diǎn)的中央位置，然后調(diào)整激光器套筒上兩組固定螺絲，使光斑與中央標(biāo)點(diǎn)重合。

2.2 軸線投設(shè)

地下室施工完畢后，利用地面固定控制樁，將房屋平面主軸線復(fù)測到地下室頂板上，然后選取四個(gè)距離較遠(yuǎn)，又不在同一直線上的縱橫軸線交叉點(diǎn)做為樓層放線基準(zhǔn)點(diǎn)，四個(gè)點(diǎn)最好能構(gòu)成一個(gè)矩形。點(diǎn)位選好后，注意做好標(biāo)記并妥善保護(hù)。

一層頂板施工時(shí)，在相應(yīng)位置預(yù)留空洞，大小200mm 左右，待砼強(qiáng)度滿足上人放線的要求時(shí)，可進(jìn)行二層施工定位放線，將激光鉛垂儀安置在地下室頂板（一層地面）的一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)上，調(diào)平，對(duì)中后，用光靶在放線樓層接收光斑，利用前面所講檢校儀器的方法，調(diào)整光斑達(dá)到要求，在放線洞四邊各標(biāo)兩點(diǎn)，使兩條線交點(diǎn)與光斑重合，用相同方法測出另外三點(diǎn)。然后，用鋼尺經(jīng)緯儀對(duì)四點(diǎn)進(jìn)行復(fù)核，檢查角度，距離是否正確。最后利用校核后的這四個(gè)設(shè)射點(diǎn)測設(shè)出整個(gè)樓層軸線。

用相同方法測設(shè)各施工樓層軸線，但當(dāng)建筑高度超過50m 后，需將控制點(diǎn)上移，重新布設(shè)。

3 高程傳遞

根據(jù)水準(zhǔn)點(diǎn)在建筑物附近測設(shè)出正負(fù)零標(biāo)志。高層建筑的高程傳遞一般采用鋼尺直接丈量的方法，即選用水準(zhǔn)儀在墻體上測設(shè)出+1m的標(biāo)高線，然后從標(biāo)高線起用鋼尺沿墻身往上丈量，將高程傳遞上去，并標(biāo)記在豎向鋼筋上，做為砼施工控制點(diǎn)。為了減少逐層讀數(shù)誤差的影響，可采用數(shù)層累計(jì)讀數(shù)的測法，例如鋼尺在數(shù)層后用到30m時(shí)，將鋼尺零點(diǎn)向上移位，再逐層讀到60m。

4 沉降觀測

沉降觀測，就是測量建筑物上所設(shè)測量點(diǎn)（又稱沉降點(diǎn)）與水準(zhǔn)點(diǎn)之間隨時(shí)間的高差變化量。

4.1 水準(zhǔn)基點(diǎn)的布設(shè)

用于沉降觀測的水準(zhǔn)點(diǎn)稱為水準(zhǔn)基點(diǎn)，一般由三個(gè)水準(zhǔn)基點(diǎn)組成一組，以便相互檢核。水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)埋設(shè)在受壓、受震和沉降范圍以外，埋設(shè)深度應(yīng)在水凍線以下0.5m，以保證水準(zhǔn)基點(diǎn)的穩(wěn)定性。為了便于觀測和保證精度，水準(zhǔn)基點(diǎn)離觀測點(diǎn)的距離應(yīng)不超過100m。

4.2 觀測點(diǎn)的布設(shè)

觀測點(diǎn)的位置和數(shù)量應(yīng)根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)、大小、荷載、基礎(chǔ)形式和地質(zhì)條件等情況而定，特別是點(diǎn)的位置應(yīng)考慮對(duì)建筑物的沉降要具有代表性，并能控制各個(gè)不同方向和區(qū)域?yàn)橐恕Ｓ^測點(diǎn)除均勻布置外，在下列特殊地方也應(yīng)布設(shè)點(diǎn)位：荷重劇烈變化的基礎(chǔ)部分；平面形狀改變或沿沉降縫的兩側(cè)；具有代表性的支柱或基礎(chǔ)；動(dòng)載作用區(qū)域周圍；建筑物縱橫軸線上。

對(duì)于民用建筑，通常沿外墻每隔10m～20m 布設(shè)一點(diǎn)，此外在房屋轉(zhuǎn)角處及沉降縫兩側(cè)也需布設(shè)觀測點(diǎn)。對(duì)于工業(yè)廠房，除承重墻及廠房轉(zhuǎn)角處外，還要在柱身、柱基、設(shè)備基礎(chǔ)、伸縮縫兩側(cè)、地質(zhì)條件改變等處設(shè)立觀測點(diǎn)。

通常采用角鋼、圓鋼或鉚釘作為觀測點(diǎn)的標(biāo)志。其高度應(yīng)高出地面0.5m 左右，以便豎立水準(zhǔn)尺。

4.3 沉降觀測的時(shí)間、方法和要求

觀測點(diǎn)埋設(shè)穩(wěn)固后，即開始根據(jù)水準(zhǔn)點(diǎn)測定各觀測點(diǎn)的高程。以后可根據(jù)施工進(jìn)程，每完成一層和增加一次較大荷重之后（如墻體砌完一層、安裝柱子和屋架、鋪設(shè)屋面、安裝吊車等之后）都要進(jìn)行觀測。若因故中途停工時(shí)間較長，應(yīng)在停工時(shí)和復(fù)工前進(jìn)行觀測。竣工后，可根據(jù)沉降量大小，定期進(jìn)行觀測。開始可每隔1～2個(gè)月觀測一次，以每次沉降量在5mm～10mm 以內(nèi)為限度，否則要增加觀測次數(shù)。以后隨著沉降量的減小可逐漸延長觀測周期，直至沉降穩(wěn)定為止。

對(duì)精度要求較高的沉降觀測須使用S1級(jí)水準(zhǔn)儀外，一般使用S3級(jí)水準(zhǔn)儀即能滿足要求。觀測應(yīng)在成象清晰、穩(wěn)定時(shí)進(jìn)行，同時(shí)應(yīng)盡量在不轉(zhuǎn)站的情況下測出觀測點(diǎn)的高程。在前視各觀測點(diǎn)后，必須再回測后視水準(zhǔn)基點(diǎn)，前后兩次的后視讀數(shù)之差不超過±1mm。前后視觀測宜使用同一根水準(zhǔn)尺，水準(zhǔn)尺離儀器儀表的距離應(yīng)小于50m。當(dāng)選擇幾個(gè)觀測點(diǎn)作為臨時(shí)水準(zhǔn)轉(zhuǎn)點(diǎn)而組成閉合環(huán)時(shí)，其高差閉合差應(yīng)不超過（n為測站數(shù)）。

4.4 觀測成果整理

每次觀測后，應(yīng)檢查手簿中的觀測數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果是否合理、正確、精度是否合格等。然后把歷次各觀測點(diǎn)的高程等有關(guān)數(shù)據(jù)填入相應(yīng)表格，并計(jì)算相臨兩次觀測之間的沉降量和累計(jì)沉降量。為了更清楚地表示沉降、荷重、時(shí)間三者之間的關(guān)系，可分別繪制時(shí)間與沉降量的關(guān)系曲線和時(shí)間與荷重的關(guān)系曲線圖，以便掌握和分析變形情況。