高层建筑施工测量

高层建筑施工测量第一页，共47页。1.1建筑物的定位放线

建筑物的定位就是在地面上确定建筑的位置。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，称为定位桩（又称角桩），作为基础和细部放样的依据。第二页，共47页。

放线定位的方法主要有：根据与原有建筑物的关系定位、根据建筑方格网定位、根据控制点的坐标定位、根据与原有道路的关系定位和根据规划红线定位等方法第三页，共47页。1.1.1根据原有建(构)筑物定位根据原有建(构)筑物定位，常用的方法有三种：平行线法延长线法直角坐标法第四页，共47页。一、延长线法如图所示，先根据MN边，定出其平行线M‘N’；安置经纬仪在N‘，后视M’，用正倒镜法延长M‘N’直线至A‘；若为图(a)情况，则再延长至B’，移经纬仪在A‘和B’上，定出C'和D'，最后校测各对边长和对角线长；若为图(b)情况，则应先测出K点至NQ边的垂距xK，才可以确定A'和B'位置。一般可将经纬仪安置在QN边的延长点N'，以M‘为后视，测出∠M'N'K，用钢尺量出N'K的距离，则xK=N'K×sin(∠M'N'K―90°)。第五页，共47页。二、平行线法如图是先根据PQ边，定出其平行线P‘Q’。若为图(a)情况，新建高层建筑物的定位条件是其东侧与原有建筑物东侧同在一直线上，两建筑物南北净间距为Y。则由P'Q'可直接测出A'B'C'D'矩形控制网；若为图(b)情况，则应先由PQ测出K点至PQ边的垂距yK和K点至MP延长线的垂距xK，才可以确定M'和N'位置，具体测法基本同前。第六页，共47页。三、直角坐标法如图是先根据PQ边，定出其平行线P‘Q’。若为图(a)情况，则可按图示定位条件，由P‘Q’直接测A‘B’C‘D’矩形控制网；若为图(b)情况，则应先测出K点至NQ延长线和PQ延长线的垂距xK和yK，然后即可确定A'和B'位置。第七页，共47页。1.1.2根据规划红线、道路中心线或场地平面控制网定位

一、直角坐标法道路中心线第八页，共47页。

所示为某高层宾馆的定位情况。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x=100.000m定出S点，然后由S点转90°（逆时针为正）定出建筑物的纵向主轴线—X轴，再由S点起向北沿X轴量x=70.000m，定出建筑群的纵轴(Y)与横轴(X)的交点O。第九页，共47页。二、极坐标法

如图为五幢18层住在楼，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。第十页，共47页。建筑物极坐标定位图

第十一页，共47页。三、交会法如图所示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'。第十二页，共47页。

建筑物交会法定位图

第十三页，共47页。四、综合法

某小区高层ABCD为例，其定位条件是：A点正落在EF规划红线上，AB平行FG规划红线，且距K为10.000m。为了定位，首先要确定AB相对于FG边的位置。因此，先在F点上安置经纬仪，测出∠EFG和∠KFG，并量出FK的间距；算出AB至FG的垂直距离AA1=10.000m＋FKsin∠KFG和A1F=AAlcot(180°00‘00″－∠EFG)。当求出AAl和A1F后，以FG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A‘B’C‘D’

，并用所给定位条件进行检测。第十四页，共47页。建筑物综合法定位图(单位：m)

第十五页，共47页。基础验线时的允许偏差如下(引自《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3－2010))长度L(B)≤30m，允许偏差±5mm。30m＜L(B)≤60m，允许偏差±10mm。60m＜L(B)≤90m，允许偏差±15mm。90m＜L(B)，允许偏差±20mm。轴线的对角线尺寸的允许偏差应为边长偏差的倍；外廓轴线夹角的允许偏差应为±1′。第十六页，共47页。《工程测量规范》(GB50026－2007)之8.3.11条专门对于建筑物施工放线作出了精度要求，见表1-1所示；施工测量应符合表1-1关于中误差的限值，并可方便地应用《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3－2010)关于测量允许偏差检查、验收测量成果。第十七页，共47页。表1-1建筑物施工放样的允许偏差项目内容允许偏差(mm)基础桩位放样单排桩或群桩中的边桩±10群桩±20各施工层上放线外廓主轴线长度L≤30m±530m＜L≤60m±1060m＜L≤90m±1590m＜L±20细部轴线±2承重墙、梁、柱边线±3非承重墙边线±3门窗洞口线±3第十八页，共47页。1.2高层建筑标高测量标高的竖向传递，应从首层起始标高线竖直量取，且每栋建筑应由三处分别向上传递。当测得三个点的标高差值小于3mm时，应取其平均值，再与设计标高值比；引自《工程测量规范》(GB50026－2007)《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3－2010))第十九页，共47页。表1-2标高传递的允许误差项目内容允许偏差(mm)标高竖向传递每层±3总高H(m)H≤30m±530m＜H≤60m±1060m＜H≤90m±1590m＜H≤120m±20120m＜H≤150m±25150m＜H±30第二十页，共47页。±0.000以下标高测法为控制基础和±0.000以下各层的标高，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(选其侧面竖直且规正者)上各涂一条宽10cm的竖向白漆带。用水准仪根据附近栋号的水准点或±0.000水平线，测出各白漆带上顶的标高；然后用钢尺在白漆带上量出±0.000以下，各负(－)整米数的水平线；最后，将水准仪安置在基坑内，校测四周护坡桩上各白漆带底部同一标高的水平线，当误差在±5mm以内时，则认为合格。在施测基础标高时，应后视两条白漆带上的水平线以作校核。第二十一页，共47页。±0.000以上标高测法±0.000以上标高测法，主要是用钢尺沿结构外墙、边柱或楼梯间等向上竖直测量。一般高层建筑至少要由三处向上引测，以便于相互校核和适应分段施工的需要。引测步骤是：(1)先用水准仪根据二个栋号水准点或±0.000水平线，在各向上引测处准确地测出相同的起始标高线(一般多测+1.000m标高线)。第二十二页，共47页。(2)用钢尺沿铅直方向，向上量至施工层，并画出正(+)米数的水平线，各层的标高线均应由各处的起始标高线向上直接量取。高差超过一整钢尺长时，应在该层精确测定第二条起始标高线，作为再向上引测的依据。《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2010)规定：标高的竖向传递，应从首层起始标高线竖直量取，且每栋建筑应由三处分别向上传递；当三个点的标高差值小于3mm时，应取其平均值；否则应重新引测。第二十三页，共47页。(3)将水准仪安置到施工层，校测由下面传递上来的各水平线，误差应在±6mm以内。在各层抄平时，应后视两条水平线以作校核。为了提高竖向传递标高的精度，近些年来使用全站仪加弯管目镜，直接测得较长竖向高差，取得良好的效果。如图1-6所示，将全站仪安置在首层，以水平视线后视已知点高程(HA)，求出视线高(HA+a)，然后用铅直视线测出施工层上水平放置的棱镜的铅直距离(即高差h)，最后在施工层上用水准仪测出棱镜至欲求点高程(HB)。第二十四页，共47页。标高测量施工要点

(1)观测时尽量做到前后视线等长。测设水平线时，最好采用直接调整水准仪的仪器高度，使后视时的视线正对准水平线，前视时则可直接用铅笔标出视线标高点，然后用铝合金直尺以硬铅笔画水平线。这种测法比一般在木板上标记出视线再量反数的测法，能提高精度1～2mm，但只能测出各层在+1.300m或+1.400m处的标高线。第二十五页，共47页。(2)由±0.000水平线向下或向上量高差时，所用钢尺应经过检定，量高差时尺身应铅直并用标准拉力，同时要进行尺长和温度改正(钢结构不加温度改正)。(3)采用预制构件的高层结构施工时，要注意每层的高差不要超限，同时更要注意控制各层的标高，防止偏差积累使建筑物总高度偏差超限。为此，在各施工层标高测出后，应根据偏差情况，在下一层施工时对层高进行适当的调整。第二十六页，共47页。(4)为保证竣工时±0.000和各层标高的正确性，应请建设单位和设计单位明确：在测定±0.000水平线和基础施工时，如何对待地基开挖后的回弹与整个建筑在施工期间的下沉影响；在钢结构工程中，钢柱负荷后对层高的影响。不少高层建筑在基础施工中将总下沉量在基础垫层的设计标高中预留出来，取得了较好的效果。第二十七页，共47页。1.3高层建筑竖向控制当高层建筑施工到±0.000后，随着结构的升高，要将首层轴线逐层向上投测，用以作为各层放线和结构竖向控制的依据。其中，以建筑物外廓轴线和控制电梯井轴线的投测更为重要。《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2010，J186—2002)规定以下轴线应向上投测：建筑物外廓轴线；伸缩缝、沉降缝两侧轴线；电梯间、楼梯间两侧轴线；单元、施工流水段分界轴线。第二十八页，共47页。高层建筑物轴线的竖向投测，常采用外控法和内控法两种；另外还可用内外控综合法。无论使用哪类方法向上投测轴线，都必须在基础工程完成后，根据建筑场地平面控制网，校测建筑物轴线控制桩后，将建筑轮廓和各细部轴线精确地弹测到±0.000首层平面上，作为向上投测轴线的依据。表1-3轴线竖向传递允许偏差项目内容允许偏差(mm)轴线竖向投测每层3总高H(m)H≤30m530m＜H≤60m1060m＜H≤90m1590m＜H≤120m20120m＜H≤150m25150m＜H30第二十九页，共47页。外控法是在建筑物外部，利用经纬仪，根据建筑物轴线控制桩来进行轴线的竖向投测，亦称作“经纬仪引桩投测法”。当施工场地比较宽阔时，多使用此法。施测时主要是将经纬仪安置在高层建筑附近进行竖向投测，故此法也叫经纬仪竖向投测法。具体操作方法如下：1)在建筑物底部投测中心轴线位置高层建筑的基础工程完工后，将经纬仪安置在轴线控制桩A1、A1′、B1和B1′上，把建筑物主轴线精确地投测到建筑物的底部，并设立标志，如图1-7中的a1、a1′、b1和b1′，以供下一步施工与向上投测之用。

外控法

第三十页，共47页。A1 B1 A1′

B1′

a1′

b1′

a2′

b2′

a1 b1 a2 b2 O1 O2 图1-7经纬仪投测中心轴线

2)向上投测中心线随着建筑物不断升高，要逐层将轴线向上传递，如图1-7所示，将经纬仪安置在中心轴线控制桩A1、A1′、B1和B1′上，严格整平仪器，用望远镜瞄准建筑物底部已标出的轴线a1、a1′、b1和b1′点，用盘左和盘右分别向上投测到每层楼板上，并取其中点作为该层中心轴线的投影点，如图1-7中的a2、a2′、b2和b2′。第三十一页，共47页。3)增设轴线引桩当楼房逐渐增高，而轴线控制桩距建筑物又较近时，望远镜的仰角较大，操作不便，投测精度也会降低。为此，要将原中心轴线控制桩引测到更远的安全地方，或者附近大楼的屋面。图1-8经纬仪引桩投测第三十二页，共47页。具体作法是：将经纬仪安置在已经投测上去的较高层（如第十层）楼面轴线a10a10′上，如图1-8所示，瞄准地面上原有的轴线控制桩A1和A1′点，用盘左、盘右分中投点法，将轴线延长到远处A2和A2′点，并用标志固定其位置，A2、A2′即为新投测的A1A1′轴控制桩。更高各层的中心轴线，可将经纬仪安置在新的引桩上，按上述方法继续进行投测。根据施工场地情况的不同，安置经纬仪的位置不同，又分为三种投测方法：延长轴线法、侧向借线法、正倒镜挑直法。第三十三页，共47页。当施工场地窄小，无法在建筑物之外的轴线上安置仪器施测时，多使用此法。施测时在建筑物的首层测设室内控制网，用垂准线原理进行竖向投测，故此法也叫垂准线投测法。依据使用仪器的不同，又分为以下三种投测方法。内控法1)吊线坠法吊线坠法是使用较重的特制线坠悬吊，以首层靠近建筑物轮廓的轴线交点为准，直接向各施工层悬吊引测轴线，见图1-10所示。施测中，如果采取的措施得当，使用线坠引测铅直线是既经济、简单，又直观、准确的方法。一般在3~4m层高的情况下，只要认真操作，由下一层向上一层悬吊铅直线的误差不会大于±3mm。若采取依次逐层悬吊16层，其总误差不会大于第三十四页，共47页。但在使用吊线坠法向上引测轴线中，要特别注意以下要点。(1)线坠的几何形体要规正，质量要适当(1～3kg)。吊线要用编织线或没有扭曲的细钢丝。(2)悬吊时要上端固定牢固，线中间没有障碍，尤其是没有侧向抗线。(3)线下端(或线坠尖)的投测人，视线要垂直结构面，当线左、线右投测小于3～4mm时，取其平均位置，两次平均位置之差小于2～3mm时，再取平均位置，作为投测结果。(4)投测中要防风吹和振动，尤其是侧向风吹。(5)在逐层引测中，要用更大的线坠(如5kg)每隔3～5层，由下面直接向上放一次通线，以作校测。(6)若用铅直塑料管套住吊线，下端用专门的观测仪器，其精度还可提高。第三十五页，共47页。2)天顶垂准测量法（仰视法）垂准测量的传统方法是采用挂锤球、经纬仪投影和激光铅垂仪法来传递坐标，但这几种方法均受施工场地及周围环境的制约，当视线受阻，超过一定高度或自然条件不佳时，施测就无法进行。随着科技的进步，新一代垂准经纬仪的问世，从而解决了传统垂准测量方法中的难题，能在各种困难条件下进行施测，使垂准测量方法进一步完善。第三十六页，共47页。如上海宾馆施工中使用天顶法，在J2级经纬仪上安装弯管目镜，实测结果在65m高度上，误差为±2mm，即竖向误差±6"。常用测设天顶方向的仪器有以下五种：配有90°弯管目镜的经纬仪、激光经纬仪、激光铅直仪、自动天顶准直仪、自动天顶－天底准直仪。天顶法仪器均安置在施工层的下面。因此，施测中要注意对仪器的安全采取保护措施，防止落物击伤，并经常对光束的竖直方向进行检校。观测时间最好选在阴天又无风的时候，以保证精度。第三十七页，共47页。4.内外控综合法由于受场地的限制，在高层建筑施工中，尤其是超高层建筑施工中，多使用内控法进行竖向控制，但因内控制法所用内控网的边长均较短，一般多在20～50m之间，每次向施工画上投测后，虽可对内控网各边长及各夹角的自身尺寸进行校测与调整，但检查不了内控网在施工面上的整体位移与转动。为此近年来，在一些超高层建(构)筑物的施工中，多使用内外控互相结合的测法，以互相校核。第三十八页，共47页。1.4变形观测高层建筑施工从施工准备到竣工后的一段时间，应进行沉降、位移和倾斜等变形观测，包括两部分：一，高层建筑施工对邻近建筑物和护坡桩的影响、日照对在建建筑物的影响；二，在建建筑物各部位的变形。前一部分观测由施工单位担任，后一部分观测一般多由勘测专业部门担任。一般规定变形观测的误差应小于变形量的1/10～1/20。为此，变形观测应使用精密水准议(S1、S0.5)、精密经纬仪(J2、J1)和精密的测量方法。每项工程至少要有三个稳固可靠的基准点，并每半年复测一次。所用仪器、设备要固定，观测人员要固定，观测的条件、环境基本相同，观测的路线、镜位、程序、方法要固定。第三十九页，共47页。1.沉降观测1)施工对邻近建(构)筑物影响的观测打桩(包括护坡桩)和采用井点降低水位等，均会使邻近建(构)筑物产生不均匀的沉降、裂缝和位移等变形。为此，在打桩前，除在打桩、井点降水影响范围以外设基准点，还要根据设计要求，对距基坑一定范围的建(构)筑物上设置沉降观测点，并精确地测出其原始标高。以后根据施工进展，及时进行复测，以便针对变形情况，采取安全防护措施。第四十页，共47页。2)施工塔吊基座的沉降观测高层建筑施工使用的塔吊基座随着施工的进展，塔身逐步增高，尤其在雨季时，可能会因塔基下沉、倾斜而发生事故。因此，要根据情况及时对塔基四角进行沉降观测，检查塔基下沉和倾斜状况，以确保塔吊运转安全，工作正常。第四十一页，共47页。3)地基回弹观测一般基坑越深，挖土后基坑底面的原土向上回弹量越大，建筑物施工后其下沉也越大。为了测定地基的回弹值，基坑开挖前，在拟建高层建筑的纵、横主轴线上，用钻机打直径l00mm的钻孔至基础底面以下300～500mm处，在钻孔套管内压设特制的测量标志，并用特制的吊杆或吊锤等测定标志顶面的原始标高。当套管提出后，测量标志即留在原处，在套管提出后所形成的钻孔内装满熟石灰粉，以表示点位。待基坑挖至底面时，按石灰粉的位