01高层建筑施工测量-2

第1章高高层建筑施工工测量●1.1建筑物的定位位放线●1.1.1根据原有建(构)筑物定位●1.1.2根据规划红线线、道路中心心线或场地平平面控制网定定位●1.2高层建筑标高高测量●1.3高层建筑竖向向控制●1.4变形观测测●1.5高层建筑施工工常用测量仪仪器概述●1.1建筑物的定位位放线建筑物的定位位放线，根据据设计给定的的定位依据和和定位条件进进行。当定位依据是是原有建(构)筑物时，要会会同建设单位位和设计单位位到现场，对对定位依据的的建(构)筑物的边、角角、中线、标标高等具体位位置，进行明明确的指定和和确认，必要要时进行拍照照，以便查证证和存档.当定位依据是是规划红线、、道路中心线线或测量控制制点时，在同同建设单位和和设计单位在在现场当面交交桩后，要根根据各点的坐坐标值、标高高值校算其间间距、夹角和和高差，并实实地校测各桩桩位是否正确确，若有不符符，应请建设设单位妥善处处理。●1.1.1根据原有建(构)筑物定位如图1.1所示，ABCD为原有建筑物物，MNQP为新建高层建建筑，M‘N’Q‘P’’为该高层建筑筑的矩形控制制网(在基槽外，作作为开挖后在在各施工层上上恢复中线或或轴线的依据据)。根据原有建(构)筑物定位，常常用的方法有有三种：延长长线法、平行行线法、直角角坐标法。而由于定位条条件的不同，，各种方法又又可分成两类类情况：一类类情况是如图图1.1(a)类，它是仅以以一栋原有建建筑物的位置置和方向为准准，用各(a)图中所示的y、x值确定新建高高层建筑物位位置；另一类类情况则是以以一栋原有建建筑物的位置置和方向为主主，再加另外外的定位条件件，如各(b)图中G为现场中的一一个固定点，，G至新建高层建建筑物的距离离y、x是定位的另一一个条件。(a)(b)(b)(a)(a)(b)图1.1根据原有建筑筑物定位1.延长线法如图1.1(1)所示，是先根根据AB边，定出其平平行线A‘B’；安置经纬仪在B‘，后视A’，用正倒镜法法延长A‘B’直线至M‘；若为图(a)情况，则再延延长至N‘，移经纬仪在在M’和N‘上，定出P’和Q‘，最后校测各对对边长和对角角线长；若为为图(b)情况，则应先先测出G点至BD边的垂距yG，才可以确定定M‘和N’位置。一般可可将经纬仪安安置在BD边的延长点B‘，以A’为后视，测出出∠A‘B’G，用钢尺量出B'G的距离，则yG=B'G×sin(∠A'B'G―90°)。2.平行线法如图1.1(2)，是先根据CD边，定出其平平行线C'D'。若为图(a)情况，新建高高层建筑物的的定位条件是是其西侧与原原有建筑物西西侧同在一直线上，，两建筑物南南北净间距为为x。则由C‘D’可直接测出M‘N’Q‘P’’矩形控制网；；若为图(b)情况，则应先先由C‘D’测出G点至CD边的的垂垂距距和和G点至至AC延长长线线的的垂垂距距，，才才可可以以确确定定M‘‘和N’’位置，，具具体体测测法法基基本本同同前前.3.直角角坐坐标标法法如图图1.1(3)，是是先先根根据据CD边，，定定出出其其平平行行线线C'D'。若若为为图图(a)情况况，，则则可可按按图图示示定定位位条条件件，，由由C'D'直接接测测出出M'N'Q'P'矩形形控控制制网网；；若若为为图图(b)情况况，，则则应应先先测测出出G点至至BD延长长线线和和CD延长长线线的的垂垂距距和和，，然然后后即即可可确确定定M'和N'位置置。。●1.1.2根据据规规划划红红线线、、道道路路中中心心线线或或场场地地平平面面控控制制网网定定位位常用用的的定定位位方方法法有有以以下下四四种种1直角角坐坐标标法法2极坐坐标标法法3交会会法法4综合合法法1.直角角坐坐标标法法如图图1.2为某某饭饭店店定定位位情情况况。。它它是是由由城城市市规规划划部部门门给给定定的的广广场场中中心心正正点点起起，，沿沿道道路路中中心心线线向向西西量量y=123.300m定S点，，然然后后由由S点逆逆时时针针转转90°°定出出建建筑筑群群的的纵纵向向主主轴轴线线———X轴，，由由S点起起向向北北沿沿X轴量量x=84.200m，定定出出建建筑筑群群的的纵纵轴轴(X)与横横轴轴(Y)的交交点点O。图1.2某饭饭店店直直角角坐坐标标法法定定位位图图(单位位：：m)2.极坐坐标标法法如图图1.3为五五幢幢25层运运动动员员公公寓寓，，1～4号楼楼的的西西南南角角正正布布置置在在半半径R=186.000m的圆圆弧弧形形地地下下车车库库的的外外缘缘。。定定位位时时可可将将经经纬纬仪仪安安置置在圆圆心心O点上上，，用用0°°00‘‘00″″后视视A点后后，，按按1～5号点点的的设设计计极极坐坐标数数据据(极角角、、极极距距)，由由A点起起依依次次定定出出各各幢幢塔塔楼楼的的西西南南角角点点1、2、3、4、5，并并实实量量各各点点间间距距作作为为校校核核。。图1.3建筑筑物物极极坐坐标标法法定定位位图图3.交会会法法如图图1.4为某某重重要要路路口口北北侧侧折折线线形形高高层层建建筑筑MNQP，其其两两侧侧均均为为平平行道道路路中中心心线线，，间间距距为为d。定定位位时时，，先先在在规规划划部部门门给给出出的的道道路路中中心心线上上定定出出1、2、3、4点，，并并根根据据d值定定出出各各垂垂线线上上的的1'、2'、3'、4'点，然后后由1‘2’与4‘3’两方向线线交会定定出S‘点，最后后由S’点和建筑筑物四廓尺尺寸定出出矩形控控制网M'S'N'Q'R'P'。图1.4建筑物交交会法定定位图4.综合法以图1.5某小区高高层MNQP为例，其其定位条条件是：：M点正落在在AB规划红线上上，MN平行BC规划红线线，且距距G为8.000m。为了定定位，首首先要确定定MN相对于BC边的位置置。因此此，先在在B点上安置置经纬仪仪，测出∠ABC和∠GBC，并量出出BG间距；算算出MN至BC的垂直距距离MM1=8.000m＋BGsin∠∠GBC和M1B=MMlcot(180°00＇00″－∠ABC)。当求出MMl和M1B后，以BC边为准，，用直角角坐标法法、极坐坐标法或或交会法等等测定矩矩形控制制网M'N'Q'P'，并用所所给定位位条件进进行检测测。图1.5建筑物综综合法定定位图(单位：m)基础验线线时的允允许偏差差如下:长度L≤30m，允许偏偏差±5mm。30m＜L≤60m，允许偏偏差±10mm。60m＜L≤90m，允许偏偏差±15mm。90m＜L，允许偏偏差±20mm。轴线的对对角线尺尺寸的允允许偏差差应为边边长偏差差的倍；；外扩轴轴线夹角角的允许偏偏差应为为±1΄。《工程测量量规范》(GB50026－1993)之7.3.5条专门对对于建筑筑物施工工放线作出出了精度度要求(表1-1)；施工测测量应符符合表1-1关于中误误差的限限值，并可可方便地地应用《高层建筑筑混凝土土结构技技术规程程》(JGJ3－2002，J186－2002)关于测量量允许偏偏差检查查、验收收测量成成果。《工程测量量规范》(GB50026－1993)条文说明明指出：：“目前前，我国国高层建建筑施工工放样的精精度要求求尚无统统一规定定”，这这可以理理解为该该状况为为GB50026－1193的7.3.5条出现之之前的状状况。表1-1建筑物施施工放样样的主要要技术要要求建筑物结构特征测距相对中误差测角中误差(″)在测站上测定高差中误差(mm)根据起始水平面在施工水平面上测定高程中误差(mm)竖向传递轴线点中误差(mm)金属结构、装配式钢筋混凝土结构、建筑物高度100～120m或跨度30～36m1/20000516415层房屋、建筑物高度60～100m或跨度18～30m1/10000102535～15层房屋、建筑物高度15～60m或跨度6～18m1/5000202.542.55层房屋、建筑物高度15m或跨度6m以下1/300030332木结构、工业管线或公路铁路专用线1/2000305--土工竖向整平1/10004510--注：1.对于具有有两种以以上特征征的建筑筑物，应应取要求求高的中中误差值值；2.特殊要求求的工程程项目，，应根据据设计对对限差的的要求，，确定其其放样精精度。●1.2高层建筑筑标高测测量高层建筑筑标高测测量的允允许误差差层间标高高测量偏偏差不应应超过±3mm，建筑全全高(H)测量偏差差不应大大于：(1)H≤30m，±5mm；(2)30m<H≤60m，±10mm；(3)60m<H≤90m，±15mm；(4)90m<H≤120m，±20mm；(5)120m<H≤150m，±25mm；(6)150m<H，±30mm。通常，测测量允许许误差等等于2倍测量中中误差。。建筑物物标高误误差由测测量误差差、施工工误差组组成，而而建筑物物标高误误差的允允许值，，可查相相关结构构施工规规范。2.±±0.000以下标高高测法为控制基基础和±0.000以下各层层的标高高，在基基础开挖挖过程中中，应在基坑坑四周的的护坡钢钢板桩或或混凝土土桩(选其侧面面竖直且且规正者者)上各涂一一条宽10cm的竖向白白漆带。。用水准准仪根据据附近栋栋号的水水准点或±0.000水平线，，测出各各白漆带带上顶的的标高；；然后用用钢尺在白漆带带上量出出±0.000以下，各各负(－)整米数的的水平线线；最后后，将水准仪仪安置在在基坑内内，校测测四周护护坡桩上上各白漆漆带底部部同一标标高的水平平线，当当误差在在±5mm以内时，，则认为为合格。。在施测测基础标高时，，应后视视两条白白漆带上上的水平平线以作作校核。。3.±±0.000以上标高高测法引测步骤骤:(1)先用水准准仪根据据二个栋栋号水准准点或±0.000水平线，，在各向向上引测测处准确地测测出相同同的起始始标高线线(一般多测测+1.000m标高线).(2)用钢尺沿沿铅直方方向，向向上量至至施工层层，并画画出正米米数的水水平线各各层的标标高线均均应由各各处的起起始标高高线向上上直接量量取。(3)将水准仪仪安置到到施工层层，校测测由下面面传递上上来的各各水平线线，误差差应在±6mm以内。在在各层抄抄平时，，应后视视两条水水平线以以作校核核。为了提高高竖向传传递标高高的精度度，近些些年来使使用全站站仪加弯弯管目镜镜，直接接测得较较长竖向向高差，，取得良良好的效效果。如如图1.6所示.图1.6全站仪传传递标高高的原理理图4.标高施测测要点(1)观测时尽尽量做到到前后视视线等长长。(2)由±0.000水平线向向下或向向上量高高差时，，所用钢钢尺应经经过检定定，量高高差时尺尺身应铅铅直并用用标准拉拉力，同同时要进进行尺长长和温度度改正(钢结构不不加温度度改正)。4.标高施测测要点(3)采用预制制构件的的高层结结构施工工时，要要注意每每层的高高差不要超限限，同时时更要注注意控制制各层的的标高，，防止偏偏差积累使建筑筑物总高高度偏差差超限。。(4)为保证竣竣工时±0.000和各层标标高的正正确性，，应请建建设单位位和设计计单位明明确：在在测定±0.000水平线和和基础施施工时，，如何对对待地基基开挖后后的回弹弹与整个个建筑在在施工期期间的下下沉影响响；在钢钢结构工工程中，，钢柱负负荷后对对层高的的影响。。不少高高层建筑筑在基础础施工中中将总下下沉量在在基础垫垫层的设设计标高高中预留留出来，，取得了了较好的的效果。。●1.3高层建筑筑竖向控控制当高层建建筑施工工到±0.000后，随着着结构的的升高，，要将首首层轴线逐层层向上投投测，用用以作为为各层放放线和结结构竖向向控制的的依据。其中，，以建筑筑物外廓廓轴线和和控制电电梯井轴轴线的投投测更为为重要。。以下轴向向应向上上投测:建筑物外外廓轴线线；伸缩缝、、沉降缝缝两侧轴轴线；电梯间、、楼梯间间两侧轴轴线；单元、施施工流水水段分界界轴线。。高层建筑筑轴线的的竖向投投测，常常采用下下列两类类方法：：(1)外控法(2)内控法；；另外还可可用内外外控综合合法。高层建筑筑竖向投投测允许许偏差(正倒镜投投点间距距；引自自《高层建筑筑混凝土土结构技技术规程程》(JGJ3——2002，J186—2002))层间竖向向测量偏偏差不应应超过±3mm，建筑全全高(H)竖向测量量偏差不应大大于：H≤30m，±5mm；(2)30m<H≤60m，±10mm；(3)60m<H≤90m，±15mm；(4)90m<H≤120m，±20mm；(5)120m<H≤150m，±25mm；(6)150m<H，±30mm。2.外控法当施工场地比比较宽阔时，，多使用此法法。施测时主主要是将经纬纬仪安置在高层层建筑附近进进行竖向投测测，故此法也也叫经纬仪竖竖向投测法。由由于场地情况况的不同，安安置经纬仪的的位置不同，，又分为三种投投测方法：(1)延长轴线法、、(2)侧向借线法、、(3)正倒镜挑直法法。1)延长轴线法此法适用于场场地四周宽阔阔，能将高层层建筑轮廓轴轴线延长到建建筑物的总高度度以外，或附附近的多层或或高层建筑物物顶面上，并并可在轴线的延延长线上安置置经纬仪，以以首层轴线为为准，向上逐逐层投测。如图图1.7所示的甲仪器器安置在轴线线的控制桩上上，后视首层轴线后，，抬起望远镜镜将轴线投测测到施工层上上.图1.7延长轴线法2)侧向借线法此法适用于场场地四周较小小，高层建筑筑四廓轴线无无法延长，但但可将轴线向建建筑物外侧平平行移出，俗俗称借线。移移出的尺寸应应视外脚手架的的情况而定，，尽量不超过过2m。如图1.7所示的乙仪器和乙‘仪器是先后安安置在借线上上，以首层的的借线点为后后视，向上投测并指指挥施工层上上的人员，垂垂直视线横向向移动水平尺尺，以视线为准向向内量出借线线尺寸，即可可在施工层上上定出轴线位位置。3)正倒镜挑直法法此法适用于四四廓轴线虽可可延长，但不不能在延长线线上安置经纬纬仪的情况。。如图1.7所示的丙仪器器安置在施工工层8A上点，向下后后视地面上的的轴线点8S后，纵转望远远镜定出8H上点；然后将将仪器移到8H上点上，后视视8A上点后，纵转转望远镜，若若前视正照准准地面上的轴轴线点8N，则两次安置置仪器的位置置就都正在8S8N轴线上。3.内控法当施工场地窄窄小，无法在在建筑物之外外的轴线上安安置仪器施测测时，多使用此法。。施测时在建建筑物的首层层测设室内控控制网，用垂垂准线原理进行竖竖向投测，故故此法也叫垂垂准线投测法法。由于使用用仪器的不同，又又分为以下三三种投测方法法。1)吊线坠法2)天顶准直法3)天底准直法1)吊线坠法吊线坠法是使使用较重的特特制线坠悬吊吊，以首层靠靠近建筑物轮轮廓的轴线交点点为准，直接接向各施工层层悬吊引测轴轴线。使用吊线坠法法向上引测轴轴线中，要特特别注意以下下几点:线坠的几何形形体要规正，，质量要适当当(1～3kg)。吊线要用编织线或没没有扭曲的细细钢丝。(2)悬吊时要上端端固定牢固，，线中间没有有障碍，尤其其是没有侧向抗线。(3)线下端(或线坠尖)的投测人，视视线要垂直结结构面，当线线左、线右投测测小于3～4mm时，取其平均均位置，两次次平均位置之差小于于2～3mm时，再取平均均位置，作为为投测结果。。(4)投测中要防风风吹和振动，，尤其是侧向向风吹。(5)在逐层引测中中，要用更大大的线坠(如5kg)每隔3～5层，由下面直接向上上放一次通线线，以作校测测。(6)若用铅直塑料料管套住吊线线，下端用专专门的观测仪仪器，其精度还可提高。。2)天顶准直法天顶方向是指指测站点正上上方、铅直指指向天空的方方向。天顶准准直法就是使用用能测设天顶顶方向的仪器器，进行竖向向投测，故也也叫仰视法。测设天顶方向向的仪器有以以下五种：配有90°弯管目镜的经经纬仪激光经纬仪激光铅直仪自动天顶准直直仪自动天顶－天天底准直仪3)天底准直法天底方向是指指过测站点、、铅直向下所所指的方向。。天底准直法法就是使用能测测设天底方向向的仪器，进进行竖向投测测，故也叫俯俯视法测设天底方向向的仪器，除除自动天顶—天底准直仪外外，常用的有以下两种:(1)垂准经纬仪(2)自动天底准直直仪。4.内外控综合法法由于受场地的的限制，在高高层建筑施工工中，尤其是是超高层建筑筑施工中，多使使用内控法进进行竖向控制制，但因内控控制法所用内内控网的边长均较较短，一般多多在20～50m之间，每次向向施工画上投投测后，虽可对对内控网各边边长及各夹角角的自身尺寸寸进行校测与与调整，但检查不不了内控网在在施工面上的的整体位移与与转动。为此此近年来，在一些些超高层建(构)筑物的施工中中，多使用内内外控互相结合的测法，，以互相校核核●1.4变形观测测高层建筑施工工从施工准备备到竣工后的的一段时间，，应进行沉降降、位移和倾斜等等变形观测，，包括两部分分：高层建筑施工工对邻近建筑筑物和护坡桩桩的影响、日日照对在建建筑物的影响响；二.在建建筑物各各部位的变形形。1.沉降观测1)施工对邻近建建(构)筑物影响的观观测2)施工塔吊基座座的沉降观测测3)地基回弹观测测4)建筑物的沉降降观测0.150.30等级标高中误差(m)相邻点高差中误差(mm)适用范围观测方法往返较差、附合或环线闭合差(m)一等±0.3±0.1变形特别敏感的高层建筑、高耸构筑物、重要古建筑等参照国家一等水准测量外，尚需双转点，视线≤15m，前后视距差≤0.3m，视距累积差≤1.5m二等±0.5±0.3变形比较敏感的高层建筑、高耸构筑物、古建筑和重要建筑场地的滑坡监测等一等水准测量等级标高中误差(m)相邻点高差中误差(m)适用范围观测方法往返较差、附合或环线闭合差(m)三等±1.0±0.5一般性的高层建筑、高耸构筑物、滑坡监测等二等水准测量四等±2.0±1.0观测精度要求较低的建筑物、构筑物和滑坡监测等三等水准测量表1-2沉降观测的等等级、精度要要求和观测方方法表注：n——测站数。沉降观测应提提供的成果如如下:建筑物平面图图。如图1.8所示，图上应应标有观测点点位置及编号，必要时时应另绘竣工工时及沉降稳稳定时的等沉沉线图。图1.8正倒镜挑直法法(2)下沉量统计表表。这是根据据沉降观测原原始记录整理理而成的各个观测点的每每次下沉量和和累积下沉量量的统计值。。(3)观测点的下沉沉量曲线。如如图1.9所示，图中横横坐标表示时时间。图形分上下两两部分，上部部分为建筑荷荷载曲线，下下部分为各观观测点的下沉曲线线。图1.9某观测点的下下沉量曲线2.建筑物的位位移观测当建筑物在在平面位置置上发生位位移时，应应根据位移移的可能情情况，在其纵向和和横向上分分别设置观观测点和控控制线，用用经纬仪视视准线法或小角度度法进行观观测。和沉沉降观测一一样，水平平位移观测测也分为四个等级级，各等级级的适用范范围同表1-2，各等级的的变形点的的点位中误差分分别为：一一等为±1.5mm，二等为±3.0mm，三等为±6.0mm，四等为±12.0mm。3.建(构)筑物竖向倾倾斜观测一般要在进进行倾斜监监测的建(构)筑物上设置置上、下二二点或上、、中、下多点点观测标志志，各标志志应在同一一竖直面内内。用经纬纬仪正倒镜法，由上上而向下投投测各观测测点的位置置，然后根根据高差计计算倾斜量；或以某某一固定方方向为后视视，用测回回法观测各各点的水平平角及高差，再进行行倾斜量的的计算。●1.5高层建筑施施工常用测测量仪器概概述测量仪器在在近百年中中，大体上上走过了四四代。20世纪初的前前20～30年为第一代代；第二次次世界大战战前后为第第二代，水水准仪为微倾式，，水准管上上方装有符符合折光棱棱镜而提高高了定平精精度经纬仪为光光学度盘与与对中；20世纪60～70年代为第三三代，水准仪上的水水准管与经经纬仪竖盘盘指标水准准管均被自自动补偿机机构代替，从此此测量仪器器走上自动动定平的地地步；20世纪80年代以后水准仪与与经纬仪的的读数为电电子数字化化显示，测测量仪器进进入了自动化、、电子化和和数字化的的时代。下下面简要介介绍当前高高层建筑施工测测量常用的的仪器。工程水准仪仪(S3、S2)望远镜放大大倍数24～28倍，微倾气气泡水准仪仪已被自动动补偿水准仪所代替替，精度为为每公里往往返测高差差平均值的的中误差m为±3～2mm，这是施工工现场使用用最多的水水准仪。图图1.10是北京光学仪器厂厂生产的ALl26A型(S2级)自动补偿水水准仪。图1.10S2级自动补偿偿水准仪2.精密水准仪仪(N3)其望远镜清清澈明丽，，放大超过过40倍，内置平平行板测微微器可直读至0.1mm，估读至0.01mm，升降螺旋旋有刻度，，可测度小小竖直角和坡度变变化。专供供大地一等等水准测量量、地震变变形、沉降降观测等应用，如如图1.11所示。图1.11N3精密水准仪仪3.工程经纬仪仪(J6、J2)J6、J2(如图1.12所示)是目前施工工现场使用用最多的经经纬仪，但逐渐将被被数字化显显示的电子子经纬仪(如图1.13所示)所代替。电子经纬仪仪测角后视视时可直接接置0°00‘‘00″，前视时则则直接显示角度度数值，而而不用测微微估读，因因之实测中中，无论精精度速度均比比同精度的的光学经纬纬仪效果好好，并可自自动记录、、贮存数据。。图1.12J6、J2光学经纬仪仪图1.13电子经纬仪仪4.光电测距仪仪在测线的一一端安置光光电测距仪仪，另一端端安置反射射棱镜，仪仪器照准棱镜后后开机，通通过棱镜反反射回的电电磁波信号号即可精确确测量测线两端点点间的斜距距离(D)，然后经过过竖直角的的改正而得得到两端点间的水平平距离(H)与高差(y)。建筑施工工中多使用用测程为1.4～2.0km的测距仪，，工程定位位时，可用用Ⅱ级精度的测测距仪。将光电测距距仪安装在在光学经纬纬仪或电子子经纬仪上上，就组成成组合式的半站仪仪(如图1.14所示)，但近些年年来逐渐为为整体式的的全站仪(如图1.15所示)所代替。图1.14半站仪图1.15全站仪7.垂准经纬仪仪如图1.17所示，垂准准经纬仪配配有90°弯管目镜。。该仪器既既能使