房屋高层建筑施工测量

第1章高层建筑施工测量●1.1建筑物的定位放线●1.1.1根据原有建(构)筑物定位●1.1.2根据规划红线、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°)。GxGy2.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bbb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bbb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)bbb基础验线时的允许偏差如下:长度L≤30m，允许偏差±5mm。30m＜L≤60m，允许偏差±10mm。60m＜L≤90m，允许偏差±15mm。90m＜L，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；外扩轴线夹角的允许偏差应为±1΄。《工程测量规范》(GB50026－1993)之7.3.5条专门对于建筑物施工放线作出了精度要求(表1-1)；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》(JGJ3－2002，J186－2002)关于测量允许偏差检查、验收测量成果。《工程测量规范》(GB50026－1993)条文说明指出：“目前，我国高层建筑施工放样的精度要求尚无统一规定”，这可以理解为该状况为GB50026－1193的7.3.5条出现之前的状况。表1-1建筑物施工放样的主要技术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.对于具有两种以上特征的建筑物，应取要求高的中误差值；2.特殊要求的工程项目，应根据设计对限差的要求，确定其放样精度。●1.2高层建筑标高测量1.高层建筑标高测量的允许误差层间标高测量偏差不应超过±3mm，建筑全高(H)测量偏差不应大于：(1)H≤30m，±5mm；(2)30mH≤60m，±10mm；(3)60mH≤90m，±15mm；(4)90mH≤120m，±20mm；(5)120mH≤150m，±25mm；(6)150mH，±30mm。通常，测量允许误差等于2倍测量中误差。建筑物标高误差由测量误差、施工误差组成，而建筑物标高误差的允许值，可查相关结构施工规范。2.±0.000以下标高测法为控制基础和±0.000以下各层的标高，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。3.±0.000以上标高测法引测步骤:(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).(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。(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.图1.6全站仪传递标高的原理图4.标高施测要点(1)观测时尽量做到前后视线等长。(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)。4.标高施测要点(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。(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。●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。以下轴向应向上投测:(1)建筑物外廓轴线；(2)伸缩缝、沉降缝两侧轴线；(3)电梯间、楼梯间两侧轴线；(4)单元、施工流水段分界轴线。高层建筑轴线的竖向投测，常采用下列两类方法：(1)外控法(2)内控法；另外还可用内外控综合法。1.高层建筑竖向投测允许偏差(正倒镜投点间距；引自《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2002，J186—2002))层间竖向测量偏差不应超过±3mm，建筑全高(H)竖向测量偏差不应大于：(1)H≤30m，±5mm；(2)30mH≤60m，±10mm；(3)60mH≤90m，±15mm；(4)90mH≤120m，±20mm；(5)120mH≤150m，±25mm；(6)150mH，±30mm。2.外控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。由于场地情况的不同，安置经纬仪的位置不同，又分为三种投测方法：(1)延长轴线法、(2)侧向借线法、(3)正倒镜挑直法。1)延长轴线法此法适用于场地四周宽阔，能将高层建筑轮廓轴线延长到建筑物的总高度以外，或附近的多层或高层建筑物顶面上，并可在轴线的延长线上安置经纬仪，以首层轴线为准，向上逐层投测。如图1.7所示的甲仪器安置在轴线的控制桩上，后视首层轴线后，抬起望远镜将轴线投测到施工层上.图1.7延长轴线法2)侧向借线法此法适用于场地四周较小，高层建筑四廓轴线无法延长，但可将轴线向建筑物外侧平行移出，俗称借线。移出的尺寸应视外脚手架的情况而定，尽量不超过2m。如图1.7所示的乙仪器和乙‘仪器是先后安置在借线上，以首层的借线点为后视，向上投测并指挥施工层上的人员，垂直视线横向移动水平尺，以视线为准向内量出借线尺寸，即可在施工层上定出轴线位置。3)正倒镜挑直法此法适用于四廓轴线虽可延长，但不能在延长线上安置经纬仪的情况。如图1.7所示的丙仪器安置在施工层8A上点，向下后视地面上的轴线点8S后，纵转望远镜定出8H上点；然后将仪器移到8H上点上，后视8A上点后，纵转望远镜，若前视正照准地面上的轴线点8N，则两次安置仪器的位置就都正在8S8N轴线上。3.内控法当施工场地窄小，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。由于使用仪器的不同，又分为以下三种投测方法。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。使