第六章高层建筑施工测量ppt课件

第6章高层建筑施工测量 近十多年来 我国的高层建筑蓬勃兴起 高层民用住宅群也在各大 中型城市中悄然屹立 质量第一 已成为建筑企业的立身之本 为了提高工程质量 高层建筑施工测量越来越受到广泛地重视 高层建筑的特点是层数多 高度高 结构复杂 因结构竖向偏差直接影响工程受力情况 故在施工测量中要求竖向投点精度高 所选用的仪器和测量方法要适应结构类型 施工方法和场地情况 由于建筑结构复杂 设备和装修标准较高 特别是高速电梯的安装等 对施工测量精度要求亦高 一般情况在设计图纸中有说明 有各项允许偏差值 施工测量误差必须控制在允许偏差值以内 因此 面对建筑平面 立面造型的复杂多变 要求在工程开工前 先制定施工测量方案 仪器配置 测量人员的分工 并经工程指挥部组织有关专家论证后方可实施 高层建筑施工测量的主要任务是将建筑物的基础轴线准确的向高层引测 并保证各层相应的轴线位于同一竖直面内 要控制与检核轴线向上投测的竖向偏差每层不超过5 全楼累计误差不大于20 在高层建筑施工中 要由下层楼面向上层传递高程 以使上层楼板 门窗口 室内装修等工程的标高符合设计要求 1 施工测量的目的和内容是把设计的高层建筑的平面位置和高程 按一定的精度要求测设到地面上 作为施工的依据 并在施工过程中进行一系列的测量工作 以衔接和指导各工序间的施工 施工测量贯穿于整个施工过程中 从场地平整 建筑物定位 基础施工 建筑物构件的安装 测绘竣工图 变形观测等 都需要进行施工测量 高层建筑施工测量概述 2 高层建筑施工测量的特点 1 由于建筑物层数多 高度高 结构竖向偏差直接影响工程受力情况 故施工测量中要求竖向投点精度高 2 由于建筑物结构复杂 设备和装修标准较高 故施工测量的精度要求高 3 由于建筑物施工范围小 干扰大 控制点密度大 使用频繁 故施工测量应首先制定科学的施测方案 3 高层建筑施工测量的原则施工测量和测绘地形图一样 也要遵循 从整体到局部 先控制后碎部 的原则 即先在施工现场建立统一的平面控制网和高程控制网 然后以此为基础 测设出各个建筑物和构筑物的位置 施工测量的检核工作也很重要 必须加强外业和内业的检核工作 测量准备 施工测量准备工作是保证施工测量全过程顺利进行的重要环节 包括图纸的审核 测量定位依据点的交接与校核 测量仪器的检定与校核 测量方案的编制与数据准备 施工场地测量等 1 检查各专业图的平面位置标高是否有矛盾 预留洞口是否有冲突 发现问题及时向有关人员反映 以便及时纠正 2 对所有进场的仪器设备及人员进行初步调配 3 复印预定人员的上岗证书 由总工程师组织进行技术交底 4 根据图纸条件及工程内部结构特征确定轴线控制网形式 第一节高层建筑定位放线 一 建立施工测量控制网平面控制网和高程控制网 控制网的桩位 是整个场地内各栋建筑物平面和标高控制 竖向控制的基本依据 是保证场地内整体施工测量精度和分区或分期施工相互衔接的基础 1 平面控制网平面控制网的布置形式应根据建筑设计总平面图上各建筑物 各种管线的布设情况 结合现场的地形情况拟定 平面控制网的形式可布置成正方形或矩形 所以平面控制网又称建筑方格网 当场区面积较大时 常分两级 首级可采用 十 字形 口 字形或 田 字形 然后再加密方格网 平面控制网类别 按网形可划分为 三角网 四边形网 按测量内容可分为 边角网 测角网 测边网 按导线控制点的数量和分布可分为 附合导线 4个控制点 闭合导线 2个控制点 支导线 2控制点 其中 附合导线一般用于施工控制网 规范要求的 由于起算数据较多 一般精度很高 不易出错 闭合导线用于房建施工控制网较多 一般就在建筑的四个角上各部设一个控制点外加一个方向点 就可以观测 精度和网形都很好 支导线相对来说由于缺少必要的测量检核条件 精度很低 而且外业出错了一般不易当场发现 用的较少 平面控制网的布设过程 建立局部直角坐标系 布置时坐标选定应平行建筑物的主轴线 用极坐标法或直角坐标法放样 确定方格网点的位置 形成控制方格网 施工方格控制网点的检测 一 场区平面控制网布设原则及要求1 平面控制应先从整体考虑 遵循先整体 后局部 高精度控制低精度的原则 2 轴线控制网的布设根据总平面图 基础结构平面图等进行布设 3 控制点应选在通视条件良好 安全 易保护的地点 4 控制桩位必须用混凝土保护 需要时用钢管进行围护 涂上红油漆作好警示标识 2 高程控制网 水准点的布设 应尽可能满足安置一次仪器即可测设出所需的高程点 而测绘地形图时敷设的水准点往往是不够的 因此 还需增设一些水准点 建筑方格网点也可兼作高程控制点 只要在方格网点桩面上中心点旁边设置一个突出的半球状标志即可 水准点测量 采用四等水准测量方法测定各水准点的高程 而对连续生产的车间或下水管道等 则需采用三等水准测量的方法测定各水准点的高程 基坑水准测量高程建筑基坑挖土 一般采用机械开挖和人工清理配合 为控制挖土标高 测量人员要观测标高点 基础施工结束后 应检查基础面标高是否符合设计要求 也可检查防潮层 方法 用水准仪测出基础面上若干点的高程和设计高程比较 允许误差为 10mm 高程控制网的建立 1 为保证建筑物竖向施工的精度要求 在场区内应至少布设三个水准控制点 建立高程控制网 在本工程的四周拟布设三个高程控制点 2 水准点应布设在通视良好的位置 距离基坑边线不小于15米 3 高程控制网的精度 不低于三等水准网的精度 4 高程控制网的建立是根据甲方提供的场区水准基点BM1 BM2 BM3 测设一条三等附合水准路线 联测出场区所布设施工水准控制点高程 经平差计算后的结果作为本工程的高程控制网 二 建筑物定位放线 建筑物的定位就是在地面上确定建筑物的位置 即根据设计条件 将建筑物外廓的各轴线交点测设到地面上 建筑物的放线是指根据定位的主轴线桩 详细测设其它各轴线交点的位置 并用木桩 桩上钉小钉 标定出来 称为中心桩 并据此按基础宽和放坡宽用白灰线撒出基槽边界线 垂直度的控制 1 控制垂直度是保证高层建筑的质量基础 也是关键的环节之一 为了控制建筑物的垂直度 首先应根据建筑物轴线将四个边角柱 墙 的位置确定 在安装四个边角柱 墙 的模板时 弹出边角柱 墙 的尺寸线和控制线 立模 加支撑 采用吊线的方法测定模板的垂直度 在保证垂直度100 后 对模板进行加固并浇筑混凝土 对于建筑物内部构件采用同样的方法控制垂直度 2 过程中的垂直度控制 激光垂准仪加重锤进行双重较验 这样更能增添垂直度的准确性 同时加上内 外双控使高层建筑的竖向投测误差能减小到最低限度 轴线的控制 轴线传递 高层建筑施工过程中 脚手架与施工层同步向上 加上施工场地和经纬仪观测角度的限制 导致从外围一些基准点无法引测 所以高层建筑一般采用内控的方法控制轴线 在首层结构施工复核轴线无误后 在 层楼面弹出建筑物主轴控制线 控制线距离主轴线尺寸依据工程实际情况而定 一般为一米 纵横控制线的交叉点即为主轴线控制点 二层及以上施工时 以一层楼面为基准在每层楼面相应位置留设200 200mm方洞 采用激光垂准仪向上引测下层楼面的控制点 再用经纬仪及钢卷尺进行轴线校正 放出各层轴线和细部尺寸线 一 建筑物基槽放线 1 测量程序 串镜法具体操作P223 1 制定测量方案 2 当高层建筑楼层逐渐升高 地面投影测量受仰角限制 一台经纬仪已不可能同时观测到A D两点时 设置两台经纬仪于高层楼层端部 估测近于AD轴线的B C两点 B C两点位置可参照与建筑物外边设计尺寸 此数一般为常数 每一楼层均相同 两台仪器操作人员照准各自方向的地面AD方向目标 再倒转望远镜 相互观测B C两测站点 此时两台仪器可能都不在AB直线上 按串镜法测量调整仪器 反复进行 逐步趋近仪器 使测站点B C归化到与AD线段重合 B C两点因有建筑外边参照 变量不会很大 熟练掌握串镜法的测量人员 仅调整数次即可满足要求 2 基坑水准测量 二 建筑物基础放线1 检测轴线控制桩2 投测四大角与主轴线3 测定基础细部线位4 验线 平面控制网桩位间距不应大于所有钢尺长度 并应组成闭合图形 其测量允许偏差应符合下表规定 三 高层建筑物定位测量允许偏差 基础放线尺寸允许偏差应符合下表的规定 第二节高层建筑标高控制 在建筑物的四个大角和和电梯井进行标高的定位 各层施工时标高在这几个位置向上引测 同时辅以多层标高总和的复核 然后用水准仪抄平 复核此几点是否在同一水平面上 以确保标高的准确性 达到准确控制标高的目的 每层混凝土浇筑完毕后 在建筑物楼梯间位置设置本单元或者本层标准50线引测点 为二次结构和装饰装修工程提供可靠的标高控制依据 一 地下结构标高控制高层建筑结构的基础较深 地下结构的标高为 0 000以下的标高 步骤如下 1 在基础开挖过程中 应在基坑四周的护坡钢板桩或混凝土桩上各涂一条宽10cm的竖向白漆带 2 用水准仪根据统一的 0 000水平线 测出各白漆带上顶的标高 3 用钢尺在白漆带上量出 0 000以下 各负整米数的水平线 4 最后用水准仪校测四周护坡桩各白漆带底部同一标高水平线 精度要求 误差在 3mm以内 二 主体结构标高控制 主体标高控制即 0 000以上的标高控制 主要沿结构外墙 边柱 或楼梯间等向上竖直进行 引测步骤如下 用水准仪根据两个栋号水准点或 0 000水平线 在各向向上引测出准确的测出相同的起始标高线 用钢尺沿垂直方向 向上量至施工层 并画出正米数的水平线 安置水准仪于施工层 校测由下面传递上来的各水平线 三 高层建筑物标高投测允许偏差 标高竖向传递允许偏差 高层建筑物标高按层投测记录 偏差应符合下表的规定 第三节高层建筑轴线引测 亦称竖向测量 垂准测量 常用的引测方法 吊线坠法 经纬仪法 双站四点串镜法 激光铅垂仪法 天顶垂准法 天底垂准法等 一 吊线坠法轴线引测吊线坠法是利用钢丝悬挂重锤球的方法 进行轴线竖向投测 一般用于高度在50 100m的高层建筑施工中 锤球的重量约为10 20kg 钢丝的直径约为0 5 0 8mm 投测方法如下 在预留孔上面安置十字架 挂上锤球 对准首层预埋标志 当锤球线静止时 固定十字架 并在预留孔四周作出标记 作为以后恢复轴线及放样的依据 此时 十字架中心即为轴线控制点在该楼面上的投测点 二 双站四点串镜法轴线引测 施工场地建筑物高度与平面控制桩的距离比不能满足1 0 8的要求 经纬仪仰角受限 测设过程如下 1 与施工人员协商制定建筑物轴线控制测量方案 2 设置两台经纬仪于高层楼面顶部 估测近于AD轴线的B C两点 然后两台仪器人员倒镜相互观测B C两测站点 用串镜法进行调整 直至B C两点在AD轴线上 3 为了减少测量误差 测量期间应严格检查仪器 4 轴线投测到施工层面后 精测轴线间正交角和距离 三 激光铅垂仪法激光铅垂仪是一种专用铅垂定位的仪器 适用于高层建筑的铅垂定位测量 该仪器可以从两个方向 向上或向下 发射铅垂激光束 用它作为铅垂基准线 精度较高 操作简单 激光铅垂仪主要氦氖激光器 竖轴发射望远镜 水准管 基座等部分组成 如下图所示 激光铅垂仪向上投测地面控制点的步骤 1 将激光铅垂仪安置在地面控制点上 进行严格对中 整平 2 接通激光电源 起辉激光器 即可发射出铅直激光基准线 3 在楼板的预留孔上放置绘有坐标网的接收靶 激光光斑所指示的位置 即为地面控制点的铅直投影位置 四 天顶法与天底法轴线引测 对于100m 300m的高层建筑 可用激光经纬仪进行天顶 天底垂直测量 测设要求如下 1 根据高层建筑的结构形式 制定可行的测量方案 布设为方形 十字轴线形 工字形等形式 2 测量工作前应校正仪器 3 施工配合测量 测量方法同激光铅垂仪法 高层建筑投测点位图 4个投测点 距轴线0 5 0 8m 高层建筑物轴线引测允许偏差轴线竖向投测允许偏差表7 4施工层放线允许念头表7 5 第四节高层建筑变形观测 建筑物的变形包括三个方面 沉降 水平位移和倾斜 由于建筑物的重量 使地基受荷载而扰动 引起建筑物沉降 由于横向力作用于建筑物地基 使建筑物产生水平位移 建筑物在平面上不均匀沉降 使建筑物产生倾斜 此外 由于沉降与水平位移的共同作用达到一定程度 使建筑物产生裂缝 直至倒塌 变形观测就是用测量的手段 观测建筑物沉降 水平位移和倾斜的变化量 并通过一定时间段的变化量 确定建筑物的变形趋势 以利采取相应措施 一 建筑物变形观测概述 变形观测特点 测量精度高 一般位置精度为1mm 相对精度1ppm 重复观测 测量时间跨度大 观测时间和重复周期取决于观测目的 变形量量大小和速度 严密数据处理方法 数据量大 变形量小 变形原因复杂 变形资料提供快和准确 变形观测内容 一 内部监测 内部应力 应变监测动力特性监测加速度监测 二 外部监测 沉降监测位移监测倾斜监测裂缝监测挠度监测 外部变形观测基本方法 常规大地测量方法 水准测量三角高程测量三角 边 测量 交会测量导线测量全站仪自动跟踪测量 对一个实际工程 变形测量的精度等级按以下原则确定 1 绝对沉降 如沉降量 平均沉降量等 的观测中误差 对于特高精度要求的工程可按地基条件 结合经验与分析具体确定 对于其他精度要求的工程 可按低 中 高压缩性地基土的类别 分别选 0 5mm 1 0mm 2 5mm 2 相对沉降 如沉降差 基础倾斜 局部倾斜等 局部地基沉降 如基坑回弹 地基土分层沉降等 以及膨胀土地基变形等的观测中误差 均不应超过其变形允许值的1 20 3 建筑物整体性变形 如工程设施的整体垂直挠曲等 的观测中误差 不应超过允许垂直偏差的1 10 4 结构段变形 如平置构件挠度等 的观测中误差 不应超过变形允许值的1 6 5 对于科研项目变形量的观测中误差 可视所需提高观测精度的程度 将上列各项观测中误差乘以1 5 1 2系数后采用 二 沉降观测 1 高程基准点和沉降观测点的设置 点位稳固 在沉降变形区以外 不宜过远 通常一站能引测到观测点 每个工地设置2 3个 以便检核 一般需要与国家水准点联测 获得绝对高程 冻土地区应埋深至冻土线以下0 5米处 基准点 沉降点埋设图 沉降点分布示意图 沉降观测点的布置 一定密度 均匀分布在待观测建筑物外围 能反映建筑物整体沉降情形的位置 观测时间按工程进展具体确定 观测精度须使用DS1级精密水准仪及铟钢带精密水准尺 沉降数据报至1mm 0 1mm 控制视线长度 一般不超过50m 测站位置相对固定 以尽量减少仪器i角的影响 2 沉降观测的时间 方法和精度要求 中华人民共和国行业标准 建筑变形测量规程JGJ T8 97 规定 建筑物使用阶段的观测次数 应视地基土类型和沉降速度大小而定 除有特殊要求者外 一般情况下 可在第一年观测3 4次 第二年观测2 3次 第三年后每年1次 直至稳定为止 观测期限一般不少于如下规定 砂土地基2年 膨胀土地基3年 粘土地基5年 软土地基10年 沉降是否进入稳定阶段 应由沉降量与时间关系曲线判定 一般观测工程 若沉降速度小于0 01 0 04mm d 可认为已进入稳定阶段 具体取值宜根据各地区地基土的压缩性确定 沉降观测 观测的周期和观测量时间 1 建筑物施工阶段的观测 应随施工进度及时进行 一般建筑 可在基础完工后或地下室施工完成后开始观测 大型 高层建筑 可在基础垫层或基础底部完成后开始观测 观测次数与间隔时间应视地基与加荷情况而定 民用建筑可每加高1 5层观测一次 工业建筑可按不同施工阶段 如回填基坑 安装柱子和屋架 砌筑墙体 设备安装等 分别进行观测 如建筑物均匀增高 应至少在增加荷载的25 50 75 和100 时各测一次 施工过程中如暂时停工 在停工时及重新开工时应各观测一次 停工期间 可每隔2 3个月观测一次 2 在观测过程中 如有基础附近地面荷载突然增减 基础四周大量积水 长时间连续降雨等情况 均应及时增加观测次数 当建筑物突然发生大量沉降 不均匀沉降或严重裂缝时 应立即进行逐日甚至一天数次的连续观测 三 建筑物的倾斜观测 1 建 构 筑物竖向倾斜观测 一般要在进行倾斜监测的建 构 筑物上设置上 下二点或上 中 下多点观测标志 各标志应在同一竖直面内 用经纬仪正倒镜法 由上而下投测各观测点的位置 然后根据高差计算倾斜量 或以某一固定方向为后视 用测回法观测各点的水平角及高差 再进行倾斜量的计算 2 建 构 筑物不均匀下沉对竖向倾斜影响的观测 这是高层建筑中最常见的倾斜变形观测 利用沉降观测的数据和观测点的间距 即可计算由于不均匀下沉对倾斜的影响 1 建筑主体倾斜观测应测定建筑顶部观测点相对于底部固定点或上层相对于下层观测点的倾斜度 倾斜方向及倾斜速率 刚性建筑的整体倾斜 可通过测量顶面或基础的差异沉降来间接确定 2 主体倾斜观测点的测站点的布设应符合下列要求 1 当从建筑外部观测时 测站点的点位应选在与倾斜方向成正交的方向线上距照准目标1 5 2 0倍目标高度的固定位置 当利用建筑内部竖向通道观测时 可将通道底部中心点作为测站点 2 对于整体倾斜 观测点及底部固定点应沿着对应测站点的建筑主体竖直线 在顶部和底部上下对应布设 对于分层倾斜 应按分层部位上下对应布设 3 按前方交会法布设的测站点 基线端点的选设应顾及测距或长度丈量的要求 按方向线水平角法布设的测站点 应设置好定向点 3 主体倾斜观测点位的标志设置应符合下列要求 1 建筑顶部和墙体上的观测点标志可采用埋入式照准标志 当有特殊要求时 应专门设计 2 不便埋设标志的塔形 圆形建筑以及竖直构件 可以照准视线所切同高边缘确定的位置或用高度角控制的位置作为观测点位 3 位于地面的测站点和定向点 可根据不同的观测要求 使用带有强制对中装置的观测墩或混凝土标石 4 对于一次性倾斜观测项目 观测点标志可采用标记形式或直接利用符合位置与照准要求的建筑特征部位 测站点可采用小标石或临时性标志 4 主体倾斜观测的精度可根据给定的倾斜量允许值 当由基础倾斜间接确定建筑整体倾斜时 基础差异沉降的观测精度应按本规范规定确定 5 主体倾斜观测的周期可视倾斜速度每1 3个月观测一次 当遇基础附近因大量堆载或缺载 场地降雨长期积水等而导致倾斜速度加快时 应及时增加观测次数 倾斜观测应避开强日照和风荷载影响大的时间段 建筑物主体的倾斜观测 应测定建筑物顶部观测点相对于底部观测点的偏移值 再根据建筑物的高度 计算建筑物主体的倾斜度 即 倾斜测量主要是测定建筑物主体的偏移值h 偏移值 h的测定一般采用经纬仪投影法 2 上部倾斜观测 通常采用直接观测法 挂垂球法 经纬仪 全站仪 垂直投影法 由于高度角较大 投影读数以盘左 盘右取平均 观测位置过近时 可加装直角目镜 以利观测高处 加测水平距离 可根据垂直角计算出观测高度H 1 护坡桩的位移观测 无论是钢板护坡桩还是混凝土护坡桩 在基坑开挖后 由于受侧压力的影响 桩身均会向基坑方向产生位移 为监测其位移情况 一般要在护坡桩基坑一侧500mm左右设置平行控制线 用经纬仪视准线法 定期进行观测 以确保护坡桩的安全 2 日照对高层建筑物上部位移变形的观测 这项观测对施工中如何正确控制高层建 构 筑物的竖向偏差具有重要作用 观测随建 构 筑物施工高度的增加 一般每30m左右实测一次 实测时应选在日照有明显变化的晴天天气进行 从清晨起每一小时观测一次 至次日清晨 以测得其位移变化数值与方向 并记录向阳面与背阳面的温度 竖向位置以使用天顶法为宜 3 建筑物本身的位移观测 由于地质或其它原因 当建筑物在平面位置上发生位移时 应根据位移的可能情况 在其纵向和横向上分别设置观测点和控制线 用经纬仪视准线或小角度法进行观测 四 建筑物的位移观测 一般规定 1 建筑位移观测可根据需要 分别或组合测定建筑主体倾斜 水平位移 挠度和基坑壁侧向位移 并对建筑场地滑坡进行监测 2 位移观测应根据建筑的特点和施测要求做好观测方案的设计和技术准备工作 并取得委托方及有关人员的配合 3 位移观测的标志应根据不同建筑的特点为进行设计 标志应牢固 适用 美观 若受条件限制或对于高耸建筑 也可选定变形体上特征明显的塔尖细 避雷针 圆柱 球 体边缘等作为观测点 对于基坑等临时性结构或岩土体 标志应坚固 耐用 便于保护 4 位移观测可根据现场作业条件和经济因素选用视准线法 测角交会法或方向差交会法 极坐标法 激光准直法 投点法 测小角法 测斜法 正倒垂线法 激光位移计自动测记法 GPS法 激光扫描法或近景摄影测量法等 5 各类建筑位移观测应根据本规范规定及时提交相应的阶段性成果和综合成果 建筑水平位移观测 1 建筑水平位移观测点的位置应选在墙角 柱基及裂缝两边等处 标志可采用墙上标志 具体形式及其埋设应根据点位条件和观测要求确定 2 水平位移观测的周期 对于不良地基土地区的观测 可与一并进行的沉降观测协调确定 对于受基础施工影响的有关观测 应按施工进度的需要确定 可逐日或隔2 3d观测一次 直至施工结束 3 当测量地面观测点在特定方向的位移时 可使用视准线 激光准直 测边角等方法 1 基准点上观测法测定观测点的角度变化 计算位移量 瞄准测点的视线方向必须与测点的位移方向基本垂直 精度要求较高时 可在A点建立观测墩 以消除对中误差 2 位移点上观测法以位移点M为测站 观测对基准点A B的水平角变化 从而计算位移量 位移点M与基准点A B位于基本一直线上 且M点位移方向垂直于A B直线 五 挠度观测 1 建筑基础和建筑主体以及墙 柱等到独立构筑物的挠度观测 应按一定周期测定其挠度值 2 挠度观测的周期应根据