采用先进测量仪器与内控对超高层建筑物垂直度和倾斜度监测

1、摘要 采用先进测量仪器与内控对超高层建筑物垂直度和倾斜度监测关键词 垂直度、倾斜度、内控法、监测一、项目概述南海市信联大厦35层(包括2层地下室)，楼高128.45m，是目前南海市在建的最高一座综合性标志性建筑，设计上对大楼的垂直度和施工测量有较高的要求，主轴线要求偏差不超过h/1000(h为建筑物总高)，总偏差值不超过30mm。设计要求建筑物主体倾斜度1/1000，最大不超过3。该大楼已于2001年1月结构封顶。在主体结构验收前我们对南海市信联大厦进行垂直度检测，做出客观、真实的评价。二、监测内容检测信联大厦垂直度控制轴线与建筑主轴线之间的相互关系，据此计算大楼的垂直度，并对信联大厦建筑物的

2、东北角、东南角的倾斜度进行监测。三、监测仪器监测仪器设备有：一台瑞士wild zl激光垂准仪，标称精度为1/200000；一台瑞士徕卡全站仪tcr1102，测角精度为2，测距精度为(2mm2ppm)；对讲机三台；一个瑞士徕卡小棱镜gmp111；二个60cm60cm的瑞士徕卡反射片。四、监测方案的选择1、方法的选择由于施工时已设有一条平行于纵向主轴线的控制轴线，其2个控制点在各层的传递孔现仍全部开通，鉴此，对大楼的垂直度监测充分利用原布施的垂直度控制轴线，采用内控形式，用瑞士wild zl激光垂准仪(标称精度1/200000)分别独立进行竖向投测，按检测要求，计算出大楼现状的垂直度。2、精度估算

3、根据过去工程实践，如广东国际大厦63层主楼工程等，wild zl激光垂准仪显示出性能好、精度高、防潮、防尘、防震等特性。在一个投测段(50m)内，据理论推算和实践证明：wild zl激光垂准仪投点精度约为1mm，而施工放样精度约为7mm。因此，用wild zl激光垂准仪进行投测，能满足精度要求，影响垂直度的主要因素是施工放样的精度。五、检测方案的实施1、全楼分四段投测。如上图：将大楼分成四个投测段，第一段由1层至10层，第二段由11层至20层，第三段由21层至30层，第四段由31层至天台层。采取分段控制、分段锁定、分段投测。2、根据现场条件，对原有首层平行于纵向主轴线的一条控制轴线进行检测，用

4、瑞士徕卡全站仪tcr1102对控制轴线的边长及其与纵横向主轴线的距离进行复核。测得控制轴线长29.990m，控制轴线的南端端点a3距(f)(f)轴线1.000mm，控制轴线与纵向轴线的距离为9.010m。因此，以(f)(f)轴线与轴线的交点为原点，纵向为x轴，建立测量直角坐标系。控制轴线的两个控制点的坐标分别为：a1(30990，9010)，a3(1000，9010)，单位为mm。投测时，以首层控制轴线的二个控制点作为向上投测的依据。3、以首层控制轴线的二个控制点为依据，分别向上投测第1、2、3、4段，各段分段控制、分段锁定、分段投测。分段锁定均实测该段首层控制轴线的边长与首层控制轴线的边长进

5、行比较，若边长相对误差不超过1/10000，则将投测出的2个控制点进行调整并标定出，作为上一段投测的依据。如此依次检测标定出10层、20层、30层、天台层的平面控制点。分段投测时，各控制点用wild zl激光垂准仪(090180270四个方向投测)分别进行投测，取矢量平均后的中点作为最后投测点位。4、垂直度检测各投测层以投测经检核的2个控制点为基准，在2个控制点的轴线方向上外分2个新的控制点，在4个控制点上分别架设瑞士徕卡全站仪tcr1102，用极坐标法或角度交会法测出所选定的8个观测点的坐标，此坐标与相应设计坐标之差，即为其纵横x、y方向的偏差值，记入固定的表格内作为计算垂直度的依据，详见下

6、面数据处理部分。8个观测点的位置详见下图。注：a1、a3为垂直度控制轴线的2个控制点，1、2、3、4、5、6、7、8为柱列轴线上的8个观测点。观测点7、8为建筑物外立面的东北角、东南角。在10层，观测点1、2、3、4、5、6为圆柱的中心；在20层、30层和天台层观测点1、2、3、4、5、6为方柱的中心。六、数据处理1、垂直度偏差计算的数学模型由各投测层8个观测点纵横坐标值与设计坐标值的偏差，计算该层的实际形心与设计形心的坐标差。实际形心与设计形心的坐标差，反映出该层大楼的倾斜方向、偏差值和垂直度。2、数据处理(1)垂直度偏差值及计算表由各投测层8个观测点的纵横坐标偏差值，计算该层大楼的倾斜方向

7、、偏差值和垂直度。下面列出第10层、第20层、第30层、天台的记录计算表。(2)建筑物主体倾斜的监测在首层、10层、20层、30层和天台层，各层以投测经检核的2个控制点为基准，在2个控制点的轴线方向上外分2个新的控制点，在这2个控制点上分别架设瑞士徕卡全站仪tcr1102，用极坐标法测出观测点7、8(建筑物外立面的东北角、东南角)的坐标，从而计算出信联大厦外立面的东北角、东南角的倾斜度。倾斜度的计算公式为：各层偏差值： s= dx2dy2各层倾斜度： i=式中：dx、dy该层观测点与首层观测点纵横坐标差； h该层标高七、南海信联大厦垂直度监测的结果通过对监测资料的计算、分析，得出以下结果：a.信联大厦10层、20层、30层和天台层的垂直度偏差值分别为5.65、25.48、20.48、16.10mm，垂直度分别为1/6800、1/2800、1/5200、1/7600，满足规范和设计要求，即垂直度偏差值30mm，垂直度1/1000。b.信联大厦东北角10层、20层、30层的倾斜度分别为1/800、1/3