超高層建筑測量關鍵技術研究

【摘 要】隨著社會的不斷進步，建筑設計，施工技術水平不斷提高和完善，再加之土地的不斷匱乏，人口的不斷增長，超高層建筑的產生和推廣成為了一種發展趨勢，使日益匱乏的土地得到了最有效的利用。但是隨著超高層建筑的樣式的多樣化，超高層建筑的日益增多，施工測量在保證超高層的安全性和超高層的使用壽命起著關鍵性的作用，因此施工測量技術在超高層建設過程中的作用越來越受到重視。

【關鍵詞】超高層；建筑；測量；關鍵技術

超高層建筑施工測量和各種形變監測已成為精密工程測量中的熱點問題，其中核心筒的垂直度控制和建筑物的變形監測等可以通過采用高精度的激光垂準儀提高觀測精度，日照和溫度變形改正可以通過溫度傳感器檢測實時溫度并建立其與形變量之間的函數關系，鋼結構的壓縮變形需要建立改正模型，通過模型及鋼構的物理屬性確定修正量。

一、超高層建筑關鍵技術問題

1.1施工控制網的建立

施工過程中周圍地物會產生沉降，所以施工控制網必須采用分級布設、定期復測的方法。平面控制網布設。平面控制網分為：首級平面控制網、二級平面控制網、三級平面控制網與施工控制網。

1）首級平面控制網采用GPS技術布設，控制點要保證點位穩定、觀測環境良好，一般選擇4、5個離施工區500--1000m位置均勻覆蓋施工區的控制點，采用強制觀測墩布設。首級控制網一般每個施工周期復測一次，并與基巖點或者沉降較小的控制點進行聯測，并及時對破壞的控制點進行修復

2）二級平面控制網是場地平面控制網。依據首級平面控制網測設，并作為三級平面控制網建立和校核的基準，同時也可為重要部位的施工放樣提供基準。一般采用大地四邊形布網，離施工區100m左右，盡量減小因施工造成的沉降影響。二級控制網的觀測采用全站儀與GPS結合的方式，可采用埋石或者沖擊鉆埋設倒釘。由于二級平面控制網緊鄰施工現場，受施工影響比較大，穩定性較差，因此必須定期復測校核，一般每月復核一次。

3）三級平面控制網是為各樓層的細部放樣而布設的平面控制網。一般布置在層面上，圍繞核心筒中心布設矩形控制網，但隨著核心筒結構發生變化，控制網亦可布設為矩形和平行四邊形。三級平面控制網位于結構的內部，受施工和建筑沉降影響大，因此必須根據施工情況定期復測校核。

1.2 高程控制網

高程控制網包括首級精密高程控制網和二級控制網。首級高程控制點一般選擇

3～4個控制點，這些點可以與首級平面控制點重合，也可以單獨布設，另外選擇2個高程內控點，預埋水準標志，與上述高程控制點合在一起組成一個精密首級高程控制網。施測時可以分兩次組網觀測，外控點組網觀測一次，便于基礎和附屬建筑物的施工，當施工至±0.0000以上，再將內控點聯網觀測平差。由于首級精密高程控制網其點位距離施工現場比較遠，難以直接為基礎施工和附屬構筑物的施工中標高放樣所用，因此，應在首級高程控制的基礎上，建立施工場區二等水準控制，二等控制點可待0層建好并穩定后，在該層布設3～4個控制點。此外，為了鋼結構安裝時標高控制的需要，應在靠近鋼結構框架的外圍地面上建立三等標高控制點數個，形成閉合環線。

二、超高層建筑基礎施工技術測量

2.1地上結構的標高引測

首層樓面上，根據高程控制網水準點將標高引測至核心筒外壁，作為向上引測標高的基準點。一般以50m左右為一個垂直引測階段，采用鋼卷尺沿核心筒外壁向上引測，在施測的過程中必須施加標準拉力，且應進行溫度及尺長改正。標高引測到施工層后，架水準儀將樓層結構標高引測在核心筒外壁，彈線打釘標記，并標明標高值，作為樓層高程放樣依據。樓層土建、裝飾裝修和機電等施工標高，

根據樓層控制基準標高點測放。在首層塔樓的三級平面控制點架全站儀，利用全站儀天頂測距法分階段復測鋼卷尺引測的標高。

2.2裙樓地上結構施工測量

裙樓的地上結構的施工測量，采用“內控法”，首層樓面上用二級平面控制點復查裙樓的內控點的距離和角度，精度符合要求后，就可以利用內控點投測軸線的控制線，依據控制線可反復出墻、梁和板等細部結構。

2.3地下結構的標高引測

向基坑內引測標高時，依據高程控制點，采用懸吊鋼尺代替水準尺水準測量的方法，并對鋼尺讀數進行溫度、尺長和拉力改正，用閉合水準方法，傳遞到基坑下施工面上，在同一施工平面層上所引測的高程點，不得少于3個，并作相互校核，校核后三點的較差不得超過3mm，取平均值作為該平面施工中標高的基準點。復測基坑內水準環路閉合差，當閉合差較大時重新引測基坑內的標高基準點。

2.4地下結構的平面控制

在地下結構施工的過程中，由于面積大，施工過程復雜，施工工程中各部分變化很快，布設控制點很容易遭到破壞，因此地下結構平面控制采用自由設站的方式，直接利用施工控制網進行后方交會，即可減少控制點向下傳遞的累積誤差，也可減少控制點破壞后重復建設的麻煩。為保證在施工過程中始終有足夠的交匯點和檢核點，可在地下建筑的墻壁和立柱上貼上反射標志，精確測定反射標的位置，可利用這些反射標進行交會定位與檢核。

2.5核心筒內部軸線控制測量

1）平面控制網的建立。核心筒平面控制網采用分級的方式布設，由于結構的特殊性，一般是核心筒先施工，外框結構和核心筒內組合樓板后施工，故平面控制網依據核心筒結構的收斂及外墻厚度的變化采取分階段布設控制，一般每50m分一個階段布設一次控制網。

2）垂直控制網的建立。隨著樓層的逐漸增高及核心筒的收斂，受日照、風力、搖擺和塔吊運轉等不利因素的影響，核心筒處于相對不穩定狀態，垂直控制網一次投測過高會產生過大誤差，為提高測量精度，擬在中間層增加垂直控制網的轉換層。為克服自然環境因素和特殊結構的影響，垂直控制網的傳遞最好選擇溫度較低的清晨，施工現場配合測量控制網的傳遞進行合理避讓，采用高精度垂準儀進行垂直控制點多次投測，盡量減少環境影響及投測誤差。

三、超高層附屬構筑物的施工測量

3.1沉降、日照等變形控制

沉降變形觀測采用二等水準，根據工程進度定期進行。壓縮變形觀測可以通過GPS高程和高精度全站儀天頂法等多種技術進行觀測和綜合分析；日照和風載之類動態變形觀測可以采用GPS實時動態技術、測量機器人和精密天頂法等方法有考慮地進行。風載動態變形應選擇合適的天氣進行數據采集，有效觀測時間根據需要而定，同時要進行氣象觀測。日照動態變形也應選擇合適的天氣進行，有效觀測時間不得少于連續24h，同時應進行氣象和日照方位觀測。

3.2 鋼結構安裝定位控制

安裝鋼結構時，可采用數臺高精度全站儀三維測設（可在節點處貼反光片或立棱鏡），每兩臺為一組，其中一臺為檢測用，結果取平均值。一般平面坐標值比較容易滿足設計要求，但標高因受大氣折光誤差的影響，誤差是平面坐標誤差的2倍以上，因此，要在靠近鋼結構的外圍標高控制點上架設帶有彎管的全站儀，測設每個節點的標高，以此控制節點在標高方向的定位，此辦法基本可以消除大氣折光的影響，保證精度滿足設計要求，將節點整體三維定位精度控制在±10mm以內。

3.3構件壓縮變形改正

各種構件安裝后隨著荷載的不斷增加，會發生壓縮，一般經監理和設計單位共同計算確定各層的壓縮值后，對同層的所有桿件的加工長度放統一的余量。安裝過程中，對同層的所有桿件按一個控制標高進行找平，盡量減小不同部位的壓縮變形不一致的微小差異。由于桿件加工長度放余量，安裝時的壓縮又沒有立即顯現，桿件安裝后的頂標高立刻顯示超過設計標高值。考慮將來的層間壓縮變形，因此將層間壓縮值預先加長到層高的標高控制點間，等層間壓縮變形完成后，層高正好恢復到設計高度。

4、結語：

隨著城市經濟的不斷發展，超高層越來越多，這些建筑大都結構復雜、工期周期長以及對測量精度要求高，同時通視困難，高空架設儀器和接收裝置也比較困難，要采用特殊測量方法對其施工過程進行控制，對建筑物的變形進行安全監測。

參考文獻：

[1]黃周才.復雜體型超超高層建筑施工測量質量控制[J]廣東土木與建筑，2005（9）.

[2]張峰，何凱鋒.超超高層建筑的施工測量與控制[J].鐵道勘察，2005（6）.

[3]周繼忠 ，蔡雪峰 ，聶小龍.超超高層建筑施工測量質量控制[J].福建建筑，2005（2）.