高层建筑施工测量培训讲义

第1章高层建筑施工测量

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1.1建筑物的定位放线

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1.1.1根据原有建(构)筑物定位

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1.1.2根据规划红线、道路中心线或场地平面控制网定位●

1.2高层建筑标高测量●

1.3高层建筑竖向控制●

1.4变形观测●

1.5高层建筑施工常用测量仪器概述●

1.1建筑物的定位放线建筑物的定位放线，根据设计给定的定位依据和定位条件进行。

当定位依据是原有建(构)筑物时，要会同建设单位和设计单位到现场，对定位依据的建(构)筑物的边、角、中线、标高等具体位置，进行明确的指定和确认，必要时进行拍照，以便查证和存档.

当定位依据是规划红线、道路中心线或测量控制点时，在同建设单位和设计单位在现场当面交桩后，要根据各点的坐标值、标高值校算其间距、夹角和高差，并实地校测各桩位是否正确，若有不符，应请建设单位妥善处理。

●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，MNQP为新建高层建筑，M‘N’Q‘P’为该高层建筑的矩形控制网(在基槽外，作为开挖后在各施工层上恢复中线或轴线的依据)。根据原有建(构)筑物定位，常用的方法有三种：延长线法、平行线法、直角坐标法。而由于定位条件的不同，各种方法又可分成两类情况：一类情况是如图1.1(a)类，它是仅以一栋原有建筑物的位置和方向为准，用各(a)图中所示的y、x值确定新建高层建筑物位置；另一类情况则是以一栋原有建筑物的位置和方向为主，再加另外的定位条件，如各(b)图中G为现场中的一个固定点，G至新建高层建筑物的距离y、x是定位的另一个条件。(a)(b)(b)(a)(a)(b)图1.1根据原有建筑物定位1.延长线法

如图1.1(1)所示，是先根据AB边，定出其平行线A‘B’；安置经纬仪在B‘，后视A’，用正倒镜法延长A‘B’直线至M‘；若为图(a)情况，则再延长至N‘，移经纬仪在M’和N‘上，定出P’和Q‘，最后校测各对边长和对角线长；若为图(b)情况，则应先测出G点至BD边的垂距yG，才可以确定M‘和N’位置。一般可将经纬仪安置在BD边的延长点B‘，以A’为后视，测出∠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，定出其平行线C'D'。若为图(a)情况，新建高层建筑物的定位条件是其西侧与原有建筑物西侧同在一直线上，两建筑物南北净间距为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，则应先由C‘D’测出G点至CD边的垂距和G点至AC延长线的垂距，才可以确定M‘和N’位置，具体测法基本同前.3.直角坐标法如图1.1(3)，是先根据CD边，定出其平行线C'D'。若为图(a)情况，则可按图示定位条件，由C'D'直接测出M'N'Q'P'矩形控制网；若为图(b)情况，则应先测出G点至BD延长线和CD延长线的垂距和，然后即可确定M'和N'位置。

●1.1.2根据规划红线、道路中心线或场地平面控制网定位

常用的定位方法有以下四种

1直角坐标法2极坐标法3交会法4综合法1.直角坐标法

如图1.2为某饭店定位情况。它是由城市规划部门给定的广场中心正点起，沿道路中心线向西量y=123.300m定S点，然后由S点逆时针转90°定出建筑群的纵向主轴线——X轴，由S点起向北沿X轴量x=84.200m，定出建筑群的纵轴(X)与横轴(Y)的交点O。

图1.2某饭店直角坐标法定位图(单位：m)2.极坐标法如图1.3为五幢25层运动员公寓，1～4号楼的西南角正布置在半径R=186.000m的圆弧形地下车库的外缘。定位时可将经纬仪安置在圆心O点上，用0°00‘00″后视A点后，按1～5号点的设计极坐标数据(极角、极距)，由A点起依次定出各幢塔楼的西南角点1、2、3、

4、5，并实量各点间距作为校核。图1.3建筑物极坐标法定位图3.交会法如图1.4为某重要路口北侧折线形高层建筑MNQP，其两侧均为平行道路中心线，间距为d。定位时，先在规划部门给出的道路中心线上定出1、2、3、4点，并根据d值定出各垂线上的1'、2'、3'、4'点，然后由1‘2’与4‘3’两方向线交会定出S‘点，最后由S’点和建筑物四廓尺寸定出矩形控制网M'S'N'Q'R'P'。图1.4建筑物交会法定位图4.综合法以图1.5某小区高层MNQP为例，其定位条件是：M点正落在AB规划红线上，MN平行BC规划红线，且距G为8.000m。为了定位，首先要确定MN相对于BC边的位置。因此，先在B点上安置经纬仪，测出∠ABC和∠GBC，并量出BG间距；算出MN至BC的垂直距离MM1=8.000m＋BGsin∠GBC和M1B=MMlcot(180°00＇00″－∠ABC)。当求出MMl和M1B后，以BC边为准，用直角坐标法、极坐标法或交会法等测定矩形控制网M'N'Q'P'，并用所给定位条件进行检测。图1.5建筑物综合法定位图(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高层建筑标高测测量高层建筑标高测测量的允许误差差层间标高测量偏偏差不应超过±3mm，建筑全高(H)测量偏差不应大大于：(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，测量允许许误差等于2倍测量中误差。。建筑物标高误误差由测量误差差、施工误差组组成，而建筑物物标高误差的允允许值，可查相相关结构施工规规范。2.±0.000以下标高测法为控制基础和±0.000以下各层的标高高，在基础开挖挖过程中，应在基坑四周的的护坡钢板桩或或混凝土桩(选其侧面竖直且且规正者)上各涂一条宽10cm的竖向白漆带。。用水准仪根据据附近栋号的水水准点或±0.000水平线，测出各各白漆带上顶的的标高；然后用用钢尺在白漆带上量出出±0.000以下，各负(－)整米数的水平线线；最后，将水准仪安置在在基坑内，校测测四周护坡桩上上各白漆带底部部同一标高的水平线线，当误差差在±5mm以内时，则则认为合格格。在施测测基础标高时，应应后视两条条白漆带上上的水平线线以作校核核。3.±0.000以上标高测测法引测步骤:(1)先用水准仪仪根据二个个栋号水准准点或±0.000水平线，在在各向上引引测处准确地测出出相同的起起始标高线线(一般多测+1.000m标高线).(2)用钢尺沿铅铅直方向，，向上量至至施工层，，并画出正正米数的水水平线各层层的标高线线均应由各各处的起始始标高线向向上直接量量取。(3)将水准仪安安置到施工工层，校测测由下面传传递上来的的各水平线线，误差应应在±6mm以内。在各各层抄平时时，应后视视两条水平平线以作校校核。为了提高竖竖向传递标标高的精度度，近些年年来使用全全站仪加弯弯管目镜，，直接测得得较长竖向向高差，取取得良好的的效果。如如图1.6所示.图1.6全站仪传递递标高的原原理图4.标高施测要要点(1)观测时尽量量做到前后后视线等长长。(2)由±0.000水平线向下下或向上量量高差时，，所用钢尺尺应经过检检定，量高高差时尺身身应铅直并并用标准拉拉力，同时时要进行尺尺长和温度度改正(钢结构不加加温度改正正)。4.标高施测要要点(3)采用预制构构件的高层层结构施工工时，要注注意每层的的高差不要超限，，同时更要要注意控制制各层的标标高，防止止偏差积累使建筑物物总高度偏偏差超限。。(4)为保证竣工时时±0.000和各层标高的的正确性，应应请建设单位位和设计单位位明确：在测测定±0.000水平线和基础础施工时，如如何对待地基基开挖后的回回弹与整个建建筑在施工期期间的下沉影影响；在钢结结构工程中，，钢柱负荷后后对层高的影影响。不少高高层建筑在基基础施工中将将总下沉量在在基础垫层的的设计标高中中预留出来，，取得了较好好的效果。●1.3高层建筑竖向向控制当高层建筑施施工到±0.000后，随着结构构的升高，要要将首层轴线逐层向上上投测，用以以作为各层放放线和结构竖竖向控制的依依据。其中，以建建筑物外廓轴轴线和控制电电梯井轴线的的投测更为重重要。以下轴向应向向上投测:建筑物外廓轴轴线；伸缩缝、沉降降缝两侧轴线线；电梯间、楼梯梯间两侧轴线线；单元、施工流流水段分界轴轴线。高层建筑轴线线的竖向投测测，常采用下下列两类方法法：(1)外控法(2)内控法；另外还可用内内外控综合法法。高层建筑竖向向投测允许偏偏差(正倒镜投点间间距；引自《高层建筑混凝凝土结构技术术规程》(JGJ3—2002，J186——2002))层间竖向测量量偏差不应超超过±3mm，建筑全高(H)竖向测量偏差不应大于：：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，向向下后视视地面上上的轴线线点8S后，纵转转望远镜镜定出8H上点；然然后将仪仪器移到到8H上点上，，后视8A上点后，，纵转望望远镜，，若前视视正照准准地面上上的轴线线点8N，则两次次安置仪仪器的位位置就都都正在8S8N轴线上。。3.内控法当施工场场地窄小小，无法法在建筑筑物之外外的轴线线上安置置仪器施施测时，，多使用此此法。施施测时在在建筑物物的首层层测设室室内控制制网，用用垂准线原理进进行竖向向投测，，故此法法也叫垂垂准线投投测法。。由于使使用仪器的不同同，又分分为以下下三种投投测方法法。1)吊线坠法法2)天顶准直直法3)天底准直直法1)吊线坠法法吊线坠法法是使用用较重的的特制线线坠悬吊吊，以首首层靠近近建筑物物轮廓的轴线线交点为为准，直直接向各各施工层层悬吊引引测轴线线。使用吊线线坠法向向上引测测轴线中中，要特特别注意意以下几几点:线坠的几几何形体体要规正正，质量量要适当当(1～3kg)。吊线要要用编织线线或没有有扭曲的的细钢丝丝。(2)悬吊时要要上端固固定牢固固，线中中间没有有障碍，，尤其是是没有侧向抗线线。(3)线下端(或线坠尖尖)的投测人人，视线线要垂直直结构面面，当线线左、线右右投测小小于3～4mm时，取其其平均位位置，两两次平均均位置之差差小于2～3mm时，再取取平均位位置，作作为投测测结果。。(4)投测中要要防风吹吹和振动动，尤其其是侧向向风吹。。(5)在逐层引引测中，，要用更更大的线线坠(如5kg)每隔3～5层，由下面直接接向上放放一次通通线，以以作校测测。(6)若用铅直直塑料管管套住吊吊线，下下端用专专门的观观测仪器器，其精精度还可提提高。2)天顶准直直法天顶方向向是指测测站点正正上方、、铅直指指向天空空的方向向。天顶顶准直法就是是使用能能测设天天顶方向向的仪器器，进行行竖向投投测，故故也叫仰视法法。测设天顶顶方向的的仪器有有以下五五种：配有90°弯管目镜镜的经纬纬仪激光经纬纬仪激光铅直直仪自动天顶顶准直仪仪自动天顶顶－天底底准直仪仪3)天底准直直法天底方向向是指过过测站点点、铅直直向下所所指的方方向。天天底准直直法就是使用用能测设设天底方方向的仪仪器，进进行竖向向投测，，故也叫叫俯视法法测设天底底方向的的仪器，，除自动动天顶—天底准直直仪外，，常用的的有以下下两种种:(1)垂准经经纬仪仪(2)自动天天底准准直仪仪。4.内外控控综合合法由于受受场地地的限限制，，在高高层建建筑施施工中中，尤尤其是是超高高层建建筑施工中中，多多使用用内控控法进进行竖竖向控控制，，但因因内控控制法法所用用内控控网的边边长均均较短短，一一般多多在20～50m之间，，每次次向施施工画画上投投测后，，虽可可对内内控网网各边边长及及各夹夹角的的自身身尺寸寸进行行校测测与调调整，但但检查查不了了内控控网在在施工工面上上的整整体位位移与与转动动。为为此近近年来，，在一一些超超高层层建(构)筑物的的施工工中，，多使使用内内外控控互相相结合的的测法法，以以互相相校核核●1.4变形形观观测测高层建建筑施施工从从施工工准备备到竣竣工后后的一一段时时间，，应进进行沉沉降、、位移和和倾斜斜等变变形观观测，，包括括两部部分：：高层建建筑施施工对对邻近近建筑筑物和和护坡坡桩的的影响响、日日照对对在建建建筑物物的影影响；；二.在建建建筑物物各部部位的的变形形。1.沉降观观测1)施工对对邻近近建(构)筑物影影响的的观测测2)施工塔塔吊基基座的的沉降降观测测3)地基回回弹观观测4)建筑物物的沉沉降观观测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沉降观观测的的等级级、精精度要要求和和观测测方法法表注：n——测站数数。沉降观观测应应提供供的成成果如如下:建筑物物平面面图。。如图图1.8所示，，图上上应标标有观观测点点位置置及编号，，必要要时应应另绘绘竣工工时及及沉降降稳定定时的的等沉沉线图图。图1.8正倒镜镜挑直直法(2)下沉量量统计计表。。这是是根据据沉降降观测测原始始记录录整理理而成成的各各个观测测点的的每次次下沉沉量和和累积积下沉沉量的的统计计值。。(3)观测点点的下下沉量量曲线线。如如图1.9所示，，图中中横坐坐标表表示时时间。。图形分分上下下两部部分，，上部部分为为建筑筑荷载载曲线线，下下部分分为各各观测测点的下下沉曲曲线。。图1.9某观测测点的的下沉沉量曲曲线2.建筑物物的位位移观观测当建筑筑物在在平面面位置置上发发生位位移时时，应应根据据位移移的可可能情情况，，在其纵纵向和和横向向上分分别设设置观观测点点和控控制线线，用用经纬纬仪视视准线线法或小小角度度法进进行观观测。。和沉沉降观观测一一样，，水平平位移移观测测也分分为四个个等级级，各各等级级的适适用范范围同同表1-2，各等等级的的变形形点的的点位中误误差分分别为为：一一等为为±1.5mm，二等等为±3.0mm，三等等为±6.0mm，四等等为±12.0mm。3.建(构)筑物竖竖向倾倾斜观观测一般要要在进进行倾倾斜监监测的的建(构)筑物上上设置置上、、下二二点或或上、、中、下下多点点观测测标志志，各各标志志应在在同一一竖直直面内内。用用经纬纬仪正正倒镜法，，由上上而向向下投投测各各观测测点的的位置置，然然后根根据高高差计计算倾倾斜量；或或以某某一固固定方方向为为后视视，用用测回回法观观测各各点的的水平平角及及高差，再再进行行倾斜斜量的的计算算。●1.5高层建建筑施施工常常用测测量仪仪器概概述测量仪仪器在在近百百年中中，大大体上上走过过了四四代。。20世纪初初的前前20～30年为第第一代代；第第二次次世界界大战战前后后为第第二代代，水水准仪仪为微倾倾式，，水准准管上上方装装有符符合折折光棱棱镜而而提高高了定定平精精度经纬仪仪为光光学度度盘与与对中中；20世纪60～70年代为为第三三代，，水准仪上上的水水准管管与经经纬仪仪竖盘盘指标标水准准管均均被自自动补补偿机机构代替，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)是目前施工现场场使用最多的经经纬仪，但逐渐将被数字字化显示的电子子经纬仪(如图1.13所示)所代替。电子经纬仪测角角后视时可直接接置0°00‘00″，前视时则直接显示角度数值值，而不用测微微估读，因之实实测中，无论精精度速度均比同精精度的光学经纬纬仪效果好，并并可自动记录、、贮存数据。图1.12J6、J2光学经纬仪图1.13电子经纬仪4.光电测距仪在测线的一端安安置光电测距仪仪，另一端安置置反射棱镜，仪仪器照准棱镜后开机机，通过棱镜反反射回的电磁波波信号即可精确确测量测线两端点间的的斜距离(D)，然后后经过过竖直直角的的改正正而得得到两两端点间的的水平平距离离(H)与高差差(y)。建筑筑施工工中多多使用用测程程为1.4～2.0km的测距仪，工程定定位时，可用Ⅱ级精度的测距仪。。将光电测距仪安装装在光学经纬仪或或电子经纬仪上，，就组成组合式的半站仪(如图1.14所示)，但近些年来逐渐渐为整体式的全站站仪(如图1.15所示