超高層鋼結構施工測量控制技術研究

李紅智 張芳晴

摘要：本文把某高層作為例子，介紹了超高層鋼結構施工測量控制的技術與方法。

關鍵詞：超高層;鋼結構;測量

隨著經濟的不斷發展，導致建筑工程與用地面積之間的矛盾不斷擴大，一定程度上也推動了超高層建筑施工技術的推廣和應用。本文介紹了超高層鋼結構施工測量控制的技術與方法，以期為高層施工質量的提升奠定基礎保障，為建筑企業獲取更多的經濟效益和社會效益，促進高層建筑結構行業的健康穩定的發展。

一、超高層建筑鋼結構施工

鋼結構在國外的發達國家應用得較多，現在鋼結構在國內也越來越多的得到了推廣。由于科學技術的不斷發展進步，對鋼結構的改變較多，不僅建筑形式變得更加靈活多樣，設計理念也更加多元化，改變了傳統的鋼結構建筑。由于建筑高度的不斷增加，導致鋼結構的重量與尺寸都隨之增加，鋼結構企業自身的吊裝與運輸設備也應不斷提高，以適應建筑的具體需求。在超高層建筑中，進行科學合理的結構吊裝是目前施工安裝過程中的重點，其過程中可以采取必要的鋼結構變形監控措施以控制安裝質量，實現施工的合理性和安全性。

二、超高層建筑鋼結構的施工基本原則

（一）科學性

在超高層建筑鋼結構的施工中，科學性原則是最基本的施工原則。主要體現在要堅持科學合理的施工，設計目標和方案都要以科學的角度出發，各項參數要和實際的施工技術有效融合，以此來實現科學且安全的施工，提升施工質量[1]。

（二）簡單性

為了實現高質量的鋼結構施工，在堅持科學性的原則之外，還必須堅持簡單性的原則。一般情況下，超高層建設施工受自身建筑特點的影響，導致具體的施工局限性較大，使得具體的操作環境相對復雜。為了有效地應對這一現狀，在實際的施工過程中，應盡可能地提高設計的容錯率，減少外界對施工的干擾和影響，從而獲得理想的施工效果和質量。

三、工程概況

某高層建筑用地呈L形。建筑高度為530m，裙樓南北185m，東西171m;總建筑面積為39萬㎡，包括4層地下室、100層塔樓、5層裙樓。塔樓為“鋼筋混凝土核心筒+鋼框架”結構體系，核心筒的平面結構縱向不斷變化，其外框由角框柱、邊框柱、鋼梁等組成。

四、測量坐標系轉換

本工程總承包提供的一級控制網控制點，其坐標系為天津城市坐標系。坐標位數多，且與建筑物的定位軸線不平行。為了方便現場鋼結構安裝測量，利用CAD軟件將城市坐標系轉換成與建筑定位軸線相平行的假定施工坐標系[2]。

五、平面控制網的建立

二級平面控制網采用附合導線方法引測。現場采用直角坐標法與極坐標法相結合的方法測設出主控軸線網。±0.000以下采用內控法向上引測，待±0.000層混凝土結構樓板澆筑完畢并達到設計強度，根據測設好的基坑內4個主軸線控制點將軸線引測至±0.000層樓面，在核心筒外圍建立4個控制點，用于外框鋼柱的安裝校正，利用全站儀進行校核，符合精度要求后做好十字線標記并用油漆標注。

六、高程控制網建立

因本工程布設的二級控制網觀測高臺上已安置高程觀測點，所以可以利用已有觀測高臺進行二級高程控制網布設[3]。高程網點應定期進行復測，以保證精度。主體施工的前三個月每15天復核一次，以后每45天復核一次。

七、控制網傳遞

（一）平面控制網的豎向傳遞與校核。塔樓核心筒采用頂模施工，根據本工程的特點，平面控制網的豎向傳遞擬采用內控法。因豎向結構施工進度大于筒外樓層板，沒有水平結構載體來進行觀測，所以內控點傳遞時需在核心筒外墻四個角上搭建觀測平臺，在觀測平臺底板上對應內控點的位置預留200*200mm洞口，洞口處安裝激光捕捉靶。為提高投測點位的精度，將激光垂準儀依次旋轉0°、90°、180°、270°在激光捕捉靶上投點4次，取幾何交點作為最終點位。投測的平面控制網須進行平差，并對投測點進行歸化改正。

高度100m以上時，建筑物結構受混凝土膨脹收縮、風動、日照等外界影響比較大，不同觀測時間測得的點位坐標相差較大[4]。本工程擬采用GPS不間斷觀測，根據不同時間段的觀測數據來確定最佳投點時間，以提高投點的精度。因核心筒結構平面不斷內縮，控制網豎向傳遞過程中要進行轉換，所以需要設置控制網的檢核層及轉換層。

（二）高程控制網的傳遞與校核。目前，超高層建筑標高傳遞的方法有懸吊鋼尺法和全站儀天頂測距法。因鋼尺法受外界影響大、效率低、易累積誤差，故本工程采用全站儀天頂測距法進行標高的傳遞。在核心筒墻面+1.000m標高基準線處放置塔尺，調整全站儀水平讀取塔尺讀數，推算出儀器高度值，然后在全站儀上安裝彎管目鏡后豎直對準上方預留洞口反射棱鏡測距，計算得到反射棱鏡位置的標高，最后通過水準儀測設出核心筒四面設計標高+1.000m線，閉合校驗合格后作為鋼構件安裝與校核的高程控制線[5]。

八、鋼構件的安裝與測量

（一）首節柱地腳螺栓測量。地腳螺栓安裝前先畫出定位板十字中心線。鋼筋綁扎完畢后使用全站儀進行地腳螺栓的測量安裝定位，并在澆筑混凝土時進行跟蹤測量，確保地腳螺栓的定位精度。地腳螺栓安裝軸線偏差≤5㎜，標高偏差≤3㎜。

（二）鋼柱的安裝與測量。在核心筒四個角上的測量平臺上架設全站儀對外框鋼柱進行定位測量調整。對于人員不便到達的位置，可將反射片貼于鋼構件各節點上進行定位，反射片中心要與軟件定位點重合。上節鋼柱吊裝前，測量下節鋼柱頂軸線及標高偏差，為將要安裝的鋼柱帶來參考。誤差在5mm以內，利用焊縫間距使用“無纜風繩校正方法”加以調節。若吊裝的偏差太大，利用焊縫無法調節的，將實測數據反饋給生產廠家，以便調整下一節鋼柱的制作，使整體達到實際設計標準[6]。

（三）鋼梁及其核心筒埋件的定位測量。核心筒預埋件在安裝前應做好定位標記，在土建核心筒墻鋼筋綁扎前將埋件初步就位。待土建鋼筋綁扎完畢，再對預埋件進行精確校正。在核心筒墻體合模完畢后再對預埋件進行整體調整并加強固定。當混凝土澆筑完畢達到強度后在預埋件上彈出鋼梁連接耳板的定位控制線。鋼梁安裝過程中，不得對鋼柱進行調整。在高強螺栓終擰前后，均需對所有鋼柱的垂直度進行測量并記錄。鋼梁施焊過程中必須實時監測鋼柱的垂直度，并依據垂直度偏差情況對焊接順序以及焊接速度進行調整。

九、結語：

綜上所述，超高層鋼結構定位測量受焊接、風動、季節性溫差等外界影響較大，本文介紹的超高層鋼結構施工測量控制的技術與方法，保證了測量精度，為類似的工程測量提供有價值的參考。

參考文獻：

[1]佚名. 超高層鋼結構軟土地基施工測量控制[C]// 裝配式鋼結構建筑工程技術應用. 2018.

[2]佚名. 淺談超高層鋼結構吊裝測量控制技術[J]. 施工技術， 2018， 47（S1）：356-358.

[3]佚名. 國瑞·西安金融中心工程創新技術研究與應用[J]. 建筑技術， 2018， v.49;No.583（07）：5-13.

[4]周也， 楊玉濤， 李達明，等. 復雜超高層組合結構測量控制[J]. 建筑技術開發， 2017（2）：105-107.

[5]汪俊龍， 汪璐. 鋼結構在高速公路橋梁中的應用及其施工研究[J]. 建筑與裝飾， 2017（11）.

[6]周小二， 焦長春， 李志輝. 超高層鋼結構安裝精度控制技術初探[J]. 建設監理， 2016（7）：75-77.

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