超高層建筑GPS測量控制技術

杜小飛　黃洋　寧靜超

摘要：施工測量是將設計藍圖轉化為現實的必經橋梁.在超高層建筑施工中發揮著極其重要的作用。本文涉及工程首先采用激光垂準儀與全站儀相配合的傳統測量方法對天下花園超高層項目進行施工測量，后通過GPS測量定位技術分別對1#，2#，3#三座塔樓垂直控制網進行檢查校核。GPS測算成果的精度分析表明3棟超高層塔樓整體垂直度均達到了相關國標和行標規范的要求，也充分說明了傳統施工測量控制技術在超高層建筑的精度方面具有一定的可靠性。與傳統測量方法相比，GPS測量控制技術在實際施工過程中有效克服了傳統施工測量放線效率上的局限性。

關鍵詞：超高層建筑；施工測量；GPS測量定位技術；垂直控制網

一、工程概況

本工程名稱為天下花園建設工程，位于南海區桂城街道A18街區地段，桂瀾路東側、夏平路北側。本工程有1#、2#、3#三座塔樓，主樓為60層，總高186.1m，總建筑面積為219633.78m²，建筑工程等級為特級。

二、超高層建筑施工測量的作用和任務

（一）超高層建筑施工測量貫穿超高層建筑施工全過程，是超高層建筑各分部分項工程施工質量和進度的基本保證，是各分部分項工程施工管理必不可少的環節，在超高層建筑施工中發揮極其重要的作用。

（二）超高層建筑施工測量的任務

超高層建筑施工測量任務主要有：①建立平面和高程施工測量控制網，為按設計圖紙施工放樣提供依據；②超高層建筑施工平面和高程控制網點的豎向傳遞；③根據豎向傳遞引測至高空作業層的施工測量控制網點，引測超高層建筑主控軸線，并按設計圖紙放樣超高層建筑的細部結構控制線。超高層建筑施工平面和高程控制網點的豎向傳遞精度控制是超高層建筑施工測量最重要的任務。

三、GPS測量原理

利用GPS定位就是把衛星視為“動態”控制點，在已知其瞬時坐標的條件下，以GPS衛星和接收機天線之間的距離（或距離差）為觀測量，進行空間距離交會，從而確定地面點（接收機）的位置。按照接收機天線在定位過程中所處的狀態，可分為靜態定位和動態定位。按照參考點的不同位置又可分為絕對定位和相對定位。相對定位也叫差分定位，以地面某固定點為參照點，利用兩臺以上GPS接收機，同時觀測同一組衛星，確定各觀測站接收機天線在WGS-84坐標系中的相對位置或基線向量。在動態相對定位中差分GPS和GPS-RTK是當前應用較廣的，廣泛用于大地測量、精密工程測量和精密導航等行業中。

四、工程應用

（一）總體思路

本工程主要采用激光垂準儀與全站儀相配合的傳統測量方法，依據“從整體到局部、從高級到低級、先控制后局部”的工作原則，先在施工現場建立統一的平面控制網和高程控制網，然后以此為基礎，測設建筑物的細部結構。本工程施工測量重難點表現在：一是主體塔樓采用“鴛鴦跳”式的施工方案（即劃分兩個作業面無縫施工）；二是高空交叉作業多，作業條件差，測量通視困難，主體結構平面控制網復核困難；三是隨著樓層的加高，溫差、日照、風速等外界環境以及塔吊、高速施工電梯等機械設備的運行，主體擾動大；四是主體內部平行流水、立體交叉的施工對高空架設儀器、施工測量的效率和精度、平面控制網點的保護等的影響非常嚴重。為了檢驗傳統測量方法在本工程施工測量中的精度，探究超高層建筑施工過程中主體結構的空間穩定性，本工程采用GPS定位測量控制技術分別對三棟塔樓的垂直控制網（軸線平面位置）進行檢查校核，頻度為每施工10層檢查校核一次。根據本工程特點，選擇性能穩定、精度高和易于操作的徠卡GS15靜態GPS接收機為觀測設備，后期處理軟件為Leica Geo Office 7.0專業數據處理軟件。

（二）GPS測量控制網的建立與聯測

1、建立GPS測量控制網

選點：根據現場踏勘本工程東臨居民區、南接新交通地鐵輕圖1軌項目、西倚桂瀾路主干道、北枕環宇城。結合周邊情況僅西側桂瀾路可布設GPS控制網點，分別在廣佛地鐵雷崗站B出口附近自行車道（K1）、陽光國際西門公交車道（K2）布設兩個外部控制點見圖1，以這兩個外部控制點作為檢核各塔樓軸線控制網的基準控制點。各塔樓軸線控制網均由5個內控點組成，我們選用各塔樓分布在各單元的4個內控點和2個外控點作為GPS網點。布網：本工程采用三角形網，三角形網具有圖形幾何性強、可靠性好等優點。同時經平差后網中相鄰點間基線向量的精度分布均勻。兩個外部控制點可以和任意一個主塔樓軸線控制網點構成三角形網，大大提高了GPS網的可靠性和精度。

2、外控點內控點首次聯測

公司精測隊帶領項目部測量班于2014年8月30日至2014年9月3日對三棟塔樓內控點和外控點進行了首次聯測，在不影響現場施工進度的前提下分別在上述累計14個控制點上，同時架設4或6臺徠卡GS15型GPS接收機進行首次靜態聯測觀測（觀測計劃見表1），觀測時長連續時間段至少1.5小時。

3、GPS測量結果精度分析與總結

通過對本工程項目GPS解算成果的精度分析，可以看出本工程3棟超高層塔樓整體垂直度均達到了相關國標和行標規范的要求，也驗證了傳統施工測量控制技術（激光垂準儀）在超高層（高層）建筑的控制精度方面具有一定的可靠性。與傳統測量方法相比，GPS測量控制技術在實際施工過程中有效克服了傳統施工測量放線效率上的局限性。

五、結束語

綜上所述，GPS技術作為一種全新的定位手段，具有無需通視、定位精度高、可實時進行數據處理、可全天候工作、測量速度快等優點，大大提高了工作效率，保證了高層及超高層建筑定位控制測量的精度。目前，隨著衛星定位服務系統（CORS）的建立和GPS軟硬件的不斷更新，GPS技術廣泛應用于高層及超高層建筑施工的測量定位、垂直度和高度偏差控制等方面。