房屋高層建筑施工測量.ppt

第1章 高層建筑施工測量, 1.1 建筑物的定位放線 1.1.1 根據原有建(構)筑物定位 1.1.2 根據規(guī)劃紅線、道路中心線或場地平面控制網定位 1.2 高層建筑標高測量 1.3 高層建筑豎向控制 1.4 變 形 觀 測 1.5 高層建筑施工常用測量儀器概述, 1.1 建筑物的定位放線 建筑物的定位放線，根據設計給定的定位依據和定位條件進行。 當定位依據是原有建(構)筑物時，要會同建設單位和設計單位到現(xiàn)場，對定位依據的建(構)筑物的邊、角、中線、標高等具體位置，進行明確的指定和確認，必要時進行拍照，以便查證和存檔 . 當定位依據是規(guī)劃紅線、道路中心線或測量控制點時，在同建設單位和設計單位在現(xiàn)場當面交樁后，要根據各點的坐標值、標高值校算其間距、夾角和高差，并實地校測各樁位是否正確，若有不符，應請建設單位妥善處理。, 1.1.1 根據原有建(構)筑物定位 如圖1.1所示，ABCD為原有建筑物，MNQP為新建高層建筑，M N Q P 為該高層建筑的矩形控制網(在基槽外，作為開挖后在各施工層上恢復中線或軸線的依據)。 根據原有建(構)筑物定位，常用的方法有三種：延長線法、平行線法、直角坐標法。 而由于定位條件的不同，各種方法又可分成兩類情況：一類情況是如圖1.1(a)類，它是僅以一棟原有建筑物的位置和方向為準，用各(a)圖中所示的y、x值確定新建高層建筑物位置；另一類情況則是以一棟原有建筑物的位置和方向為主，再加另外的定位條件，如各(b)圖中G為現(xiàn)場中的一個固定點，G至新建高層建筑物的距離y、x是定位的另一個條件。,(a),(b),(b),(a),(a),(b),圖1.1 根據原有建筑物定位,1.延長線法,如圖1.1(1)所示，是先根據AB邊，定出其平行線A B ；安置 經緯儀在B ，后視A ，用正倒鏡法延長A B 直線至M ；若為 圖(a)情況，則再延長至N ，移經緯儀在M 和N 上，定出P 和Q， 最后校測各對邊長和對角線長；若為圖(b)情況，則應先測出G點 至BD邊的垂距yG，才可以確定M 和N 位置。一般可將經緯儀安 置在BD邊的延長點B ，以A 為后視，測出A B G，用鋼尺量 出B G的距離，則yG=B Gsin (A B G90)。,2. 平行線法 如圖1.1(2)，是先根據CD邊，定出其平行線C D 。若為圖(a) 情況，新建高層建筑物的定位條件是其西側與原有建筑物西側同 在一直線上，兩建筑物南北凈間距為x。則由C D可直接測出 M N Q P 矩形控制網；若為圖(b)情況，則應先由C D 測出G點 至CD邊的垂距和G點至AC延長線的垂距，才可以確定M 和N 位 置，具體測法基本同前.,3.直角坐標法 如圖1.1(3)，是先根據CD邊，定出其平行線C D 。若為圖(a)情況，則可按圖示定位條件，由C D 直接測出M N Q P 矩形控制網；若為圖(b)情況，則應先測出G點至BD延長線和CD延長線的垂距和，然后即可確定M 和N 位置。, 1.1.2 根據規(guī)劃紅線、道路中心線或場地平面控制網定位,常用的定位方法有以下四種,1 直角坐標法 2 極坐標法 3 交會法 4 綜合法,1.直角坐標法 如圖1.2為某飯店定位情況。它是由城市規(guī)劃部門給定的廣場中心正點起，沿道路中心線向西量y=123.300 m定S點，然后由S點逆時針轉90定出建筑群的縱向主軸線X軸，由S點起向北沿X軸量x=84.200 m，定出建筑群的縱軸(X)與橫軸(Y)的交點O。,圖1.2 某飯店直角坐標法定位圖(單位：m),2. 極坐標法 如圖1.3為五幢25層運動員公寓，14號樓的西南角正布置在半 徑R=186.000 m的圓弧形地下車庫的外緣。定位時可將經緯儀安置 在圓心O點上，用00000后視A點后，按15號點的設計極坐 標數據(極角、極距)，由A點起依次定出各幢塔樓的西南角點1、2、 3 、 4、5，并實量各點間距作為校核。,圖1.3 建筑物極坐標法定位圖,3. 交會法 如圖1.4為某重要路口北側折線形高層建筑MNQP，其兩側均為平 行道路中心線，間距為d。定位時，先在規(guī)劃部門給出的道路中心 線上定出1、2、3、4點，并根據d值定出各垂線上的1 、2 、3 、4 點，然后由1 2 與4 3 兩方向線交會定出S 點，最后由S 點和建筑 物四廓尺寸定出矩形控制網M S N Q R P 。,圖1.4 建筑物交會法定位圖,4. 綜合法 以圖1.5某小區(qū)高層MNQP為例，其定位條件是：M點正落在AB規(guī) 劃紅線上，MN平行BC規(guī)劃紅線，且距G為8.000 m。為了定位，首 先要確定MN相對于BC邊的位置。因此，先在B點上安置經緯儀，測 出ABC和GBC，并量出BG間距；算出MN至BC的垂直距離 MM1=8.000 mBGsin GBC和M1B=MMlcot(1800000ABC)。 當求出MMl和M1B后，以BC邊為準，用直角坐標法、極坐標法或 交會法等測定矩形控制網M N Q P ，并用所給定位條件進行檢測。,圖1.5 建筑物綜合法定位圖(單位：m),基礎驗線時的允許偏差如下 : 長度L30 m，允許偏差5 mm。 30 mL60 m，允許偏差10 mm。 60 mL90 m，允許偏差15 mm。 90 mL，允許偏差20 mm。 軸線的對角線尺寸的允許偏差應為邊長偏差的倍；外擴軸線夾角 的允許偏差應為1。,工程測量規(guī)范(GB 500261993)之7.3.5條專門對于建筑物施工 放線作出了精度要求(表1-1)；施工測量應符合表1-1關于中誤差的限 值，并可方便地應用高層建筑混凝土結構技術規(guī)程(JGJ 32002 ，J 1862002)關于測量允許偏差檢查、驗收測量成果。工程測量 規(guī)范(GB 500261993)條文說明指出：“目前，我國高層建筑施工 放樣的精度要求尚無統(tǒng)一規(guī)定”，這可以理解為該狀況為GB 50026 1193的7.3.5條出現(xiàn)之前的狀況。,表1-1 建筑物施工放樣的主要技術要求,注：1. 對于具有兩種以上特征的建筑物，應取要求高的中誤差值； 2. 特殊要求的工程項目，應根據設計對限差的要求，確定其放樣精度。, 1.2 高層建筑標高測量,高層建筑標高測量的允許誤差 層間標高測量偏差不應超過3 mm，建筑全高(H)測量偏差不應大于： (1) H30 m，5 mm； (2) 30 mH60 m，10 mm； (3) 60 mH90 m，15 mm； (4) 90 mH120 m，20 mm； (5) 120 mH150 m，25 mm； (6) 150 mH，30 mm。 通常，測量允許誤差等于2倍測量中誤差。建筑物標高誤差由測量誤差、施工誤差組成，而建筑物標高誤差的允許值，可查相關結構施工規(guī)范。,2. 0.000以下標高測法,為控制基礎和0.000以下各層的標高，在基礎開挖過程中， 應在基坑四周的護坡鋼板樁或混凝土樁(選其側面豎直且規(guī)正者) 上各涂一條寬10 cm的豎向白漆帶。用水準儀根據附近棟號的水 準點或0.000水平線，測出各白漆帶上頂的標高；然后用鋼尺 在白漆帶上量出0.000以下，各負()整米數的水平線；最后， 將水準儀安置在基坑內，校測四周護坡樁上各白漆帶底部同一標 高的水平線，當誤差在5 mm以內時，則認為合格。在施測基礎 標高時，應后視兩條白漆帶上的水平線以作校核。,3. 0.000以上標高測法,引測步驟:,(1)先用水準儀根據二個棟號水準點或0.000水平線，在各向上引測處 準確地測出相同的起始標高線(一般多測+1.000 m標高線) .,(2) 用鋼尺沿鉛直方向，向上量至施工層，并畫出正米數的水平線各層的標高線均應由各處的起始標高線向上直接量取。,(3) 將水準儀安置到施工層，校測由下面?zhèn)鬟f上來的各水平線，誤差應在6 mm以內。在各層抄平時，應后視兩條水平線以作校核。,為了提高豎向傳遞標高的精度，近些年來使用全站儀加彎管目鏡，直接測得較長豎向高差，取得良好的效果。如圖1.6所示.,圖1.6 全站儀傳遞標高的原理圖,4. 標高施測要點,(1) 觀測時盡量做到前后視線等長。,(2) 由0.000水平線向下或向上量高差時，所用鋼尺應經過檢定，量高差時尺身應鉛直并用標準拉力，同時要進行尺長和溫度改正(鋼結構不加溫度改正)。,4. 標高施測要點,(3) 采用預制構件的高層結構施工時，要注意每層的高差 不要超限，同時更要注意控制各層的標高，防止偏差積 累使建筑物總高度偏差超限。,(4) 為保證竣工時0.000和各層標高的正確性，應請建設單位和設計單位明確：在測定0.000水平線和基礎施工時，如何對待地基開挖后的回彈與整個建筑在施工期間的下沉影響；在鋼結構工程中，鋼柱負荷后對層高的影響。不少高層建筑在基礎施工中將總下沉量在基礎墊層的設計標高中預留出來，取得了較好的效果。, 1.3 高層建筑豎向控制,當高層建筑施工到0.000后，隨著結構的升高，要將首層 軸線逐層向上投測，用以作為各層放線和結構豎向控制的依據 。其中，以建筑物外廓軸線和控制電梯井軸線的投測更為重要。,以下軸向應向上投測:,建筑物外廓軸線； 伸縮縫、沉降縫兩側軸線； 電梯間、樓梯間兩側軸線； 單元、施工流水段分界軸線。,高層建筑軸線的豎向投測，常采用下列兩類方法： (1) 外控法 (2) 內控法； 另外還可用內外控綜合法。,高層建筑豎向投測允許偏差 (正倒鏡投點間距；引自高層建筑混凝土結構技術規(guī)程 (JGJ 32002，J 1862002) 層間豎向測量偏差不應超過3 mm，建筑全高(H)豎向測量偏 差不應大于： H30 m，5 mm； (2) 30 mH60 m，10 mm； (3) 60 mH90 m，15 mm； (4) 90 mH120 m，20 mm； (5) 120 mH150 m，25 mm； (6) 150 mH，30 mm。,2. 外控法 當施工場地比較寬闊時，多使用此法。施測時主要是將經緯 儀安置在高層建筑附近進行豎向投測，故此法也叫經緯儀豎 向投測法。由于場地情況的不同，安置經緯儀的位置不同， 又分為三種投測方法： (1) 延長軸線法、 (2) 側向借線法、 (3) 正倒鏡挑直法。,1) 延長軸線法,此法適用于場地四周寬闊，能將高層建筑輪廓軸線延長到建 筑物的總高度以外，或附近的多層或高層建筑物頂面上，并 可在軸線的延長線上安置經緯儀，以首層軸線為準，向上逐 層投測。如圖1.7所示的甲儀器安置在軸線的控制樁上，后視 首層軸線后，抬起望遠鏡將軸線投測到施工層上 .,圖1.7 延長軸線法,2) 側向借線法,此法適用于場地四周較小，高層建筑四廓軸線無法延長，但 可將軸線向建筑物外側平行移出，俗稱借線。移出的尺寸應 視外腳手架的情況而定，盡量不超過2m。如圖1.7所示的乙 儀器和乙 儀器是先后安置在借線上，以首層的借線點為后視， 向上投測并指揮施工層上的人員，垂直視線橫向移動水平尺， 以視線為準向內量出借線尺寸，即可在施工層上定出軸線位置。,3) 正倒鏡挑直法,此法適用于四廓軸線雖可延長，但不能在延長線上安置經緯儀的情況。如圖1.7所示的丙儀器安置在施工層8A上點，向下后視地面上的軸線點8S后，縱轉望遠鏡定出8H上點；然后將儀器移到8H上點上，后視8A上點后，縱轉望遠鏡，若前視正照準地面上的軸線點8N，則兩次安置儀器的位置就都正在8S8N軸線上。,3. 內控法 當施工場地窄小，無法在建筑物之外的軸線上安置儀器施測時， 多使用此法。施測時在建筑物的首層測設室內控制網，用垂準 線原理進行豎向投測，故此法也叫垂準線投測法。由于使用儀 器的不同，又分為以下三種投測方法。,1) 吊線墜法,2) 天頂準直法,3) 天底準直法,1) 吊線墜法,吊線墜法是使用較重的特制線墜懸吊，以首層靠近建筑物輪 廓的軸線交點為準，直接向各施工層懸吊引測軸線。,使用吊線墜法向上引測軸線中，要特別注意以下幾點:,線墜的幾何形體要規(guī)正，質量要適當(13 kg)。吊線要 用編織線或沒有扭曲的細鋼絲。 (2) 懸吊時要上端固定牢固，線中間沒有障礙，尤其是沒有 側向抗線。 (3) 線下端(或線墜尖)的投測人，視線要垂直結構面，當線 左、線右投測小于34 mm時，取其平均位置，兩次平均 位置之差小于23 mm時，再取平均位置，作為投測結果。,(4) 投測中要防風吹和振動，尤其是側向風吹。 (5) 在逐層引測中，要用更大的線墜(如5 kg)每隔35層，由 下面直接向上放一次通線，以作校測。 (6) 若用鉛直塑料管套住吊線，下端用專門的觀測儀器，其精 度還可提高。,2) 天頂準直法,天頂方向是指測站點正上方、鉛直指向天空的方向。天頂準 直法就是使用能測設天頂方向的儀器，進行豎向投測，故也 叫仰視法。,測設天頂方向的儀器有以下五種：,配有90彎管目鏡的經緯儀 激光經緯儀 激光鉛直儀 自動天頂準直儀 自動天頂天底準直儀,3) 天底準直法,天底方向是指過測站點、鉛直向下所指的方向。天底準直法 就是使用能測設天底方向的儀器，進行豎向投測，故也叫俯視法,測設天底方向的儀器，除自動天頂天底準直儀外，常用的 有以下兩種:,(1) 垂準經緯儀 (2) 自動天底準直儀。,4. 內外控綜合法,由于受場地的限制，在高層建筑施工中，尤其是超高層建筑 施工中，多使用內控法進行豎向控制，但因內控制法所用內控 網的邊長均較短，一般多在2050 m之間，每次向施工畫上投 測后，雖可對內控網各邊長及各夾角的自身尺寸進行校測與調 整，但檢查不了內控網在施工面上的整體位移與轉動。為此近 年來，在一些超高層建(構)筑物的施工中，多使用內外控互相 結合的測法，以互相校核, 1.4 變 形 觀 測,高層建筑施工從施工準備到竣工后的一段時間，應進行沉降、 位移和傾斜等變形觀測，包括兩部分：,高層建筑施工對鄰近建筑物和護坡樁的影響、日照對在建 建筑物的影響； 二. 在建建筑物各部位的變形。,1.沉降觀測,1) 施工對鄰近建(構)筑物影響的觀測,2) 施工塔吊基座的沉降觀測,3) 地基回彈觀測,4)建筑物的沉降觀測,0.15,0.30,表1-2 沉降觀測的等級、精度要求和觀測方法表,注：n測站數。,沉降觀測應提供的成果如下:,建筑物平面圖。如圖1.8所示，圖上應標有觀測點位置及 編號，必要時應另繪竣工時及沉降穩(wěn)定時的等沉線圖。,圖1.8 正倒鏡挑直法,(2) 下沉量統(tǒng)計表。這是根據沉降觀測原始記錄整理而成的各 個觀測點的每次下沉量和累積下沉量的統(tǒng)計值。,(3) 觀測點的下沉量曲線。如圖1.9所示，圖中橫坐標表示時間。 圖形分上下兩部分，上部分為建筑荷載曲線，下部分為各觀測 點的下沉曲線。,圖1.9 某觀測點的下沉量曲線,2. 建筑物的位移觀測,當建筑物在平面位置上發(fā)生位移時，應根據位移的可能情況， 在其縱向和橫向上分別設置觀測點和控制線，用經緯儀視準線 法或小角度法進行觀測。和沉降觀測一樣，水平位移觀測也分 為四個等級，各等級的適用范圍同表1-2，各等級的變形點的點 位中誤差分別為：一等為1.5 mm，二等為3.0 mm，三等為 6.0 mm，四等為12.0 mm。,3. 建(構)筑物豎向傾斜觀測,一般要在進行傾斜監(jiān)測的建(構)筑物上設置上、下二點或上、 中、下多點觀測標志，各標志應在同一豎直面內。用經緯儀正倒 鏡法，由上而向下投測各觀測點的位置，然后根據高差計算傾斜 量；或以某一固定方向為后視，用測回法觀測各點的水平角及高 差，再進行傾斜量的計算。, 1.5 高層建筑施工常用測量儀器概述,測量儀器在近百年中，大體上走過了四代。20世紀初的前 2030年為第一代；第二次世界大戰(zhàn)前后為第二代，水準儀 為微傾式，水準管上方裝有符合折光棱鏡而提高了定平精度 經緯儀為光學度盤與對中；20世紀6070年代為第三代，水 準儀上的水準管與經緯儀豎盤指標水準管均被自動補償機構 代替，從此測量儀器走上自動定平的地步；20世紀80年代以 后水準儀與經緯儀的讀數為電子數字化顯示，測量儀器進入 了自動化、電子化和數字化的時代。下面簡要介紹當前高層 建筑施工測量常用的儀器。,工程水準儀(S3、S2),望遠鏡放大倍數2428倍，微傾氣泡水準儀已被自動補償水 準儀所代替，精度為每公里往返測高差平均值的中誤差m為 32mm，這是施工現(xiàn)場使用最多的水準儀。圖1.10是北京 光學儀器廠生產的ALl26A型(S2級)自動補償水準儀。,圖1.10 S2級自動補償水準儀,2. 精密水準儀(N3),其望遠鏡清澈明麗，放大超過40倍，內置平行板測微器可直 讀至0.1 mm，估讀至0.01 mm，升降螺旋有刻度，可測度小豎直 角和坡度變化。專供大地一等水準測量、地震變形、沉降觀測 等應用，如圖1.11所示。,圖1.11 N3精密水準儀,3. 工程經緯儀(J6、J2),J6、J2(如圖1.12所示)是目前施工現(xiàn)場使用最多的經緯儀， 但逐漸將被數字化顯示的電子經緯儀(如圖1.13所示)所代替。 電子經緯儀測角后視時可直接置00000，前視時則直 接顯示角度數值，而不用測微估讀，因之實測中，無論精 度速度均比同精度的光學經緯儀效果好，并可自動記錄、 貯存數據。,圖1.12 J6、J2光學經緯儀,圖1.13 電子經緯儀,4. 光電測距儀,在測線的一端安置光電測距儀，另一端安置反射棱鏡，儀器 照準棱鏡后開機，通過棱鏡反射回的電磁波信號即可精確測量 測線兩端點間的斜距離(D)，然后經過豎直角的改正而得到兩端 點間的水平距離(H)與高差(y)。建筑施工中多使用測程為1.42.0 km的測距儀，工程定位時，可用級精度的測距儀。,將光電測距儀安裝在光學經緯儀或電子經緯儀上，就組成組合 式的半站儀(如圖1.14所示)，但近些年來逐漸為整體式的全站 儀(如圖1.15所示)所代替。,圖1.14 半站儀,圖1.15 全站儀,7. 垂準經緯儀,如圖1.17所示，垂準經緯儀配有90彎管目鏡。該儀器既能使 望遠鏡仰視向上指向天頂，又能使望遠鏡俯視向下，使視線通 過直徑20 mm的空心豎軸指向天底。施測前應將儀器水平轉動 一周，若視線向上或向下一直指在一點上，說明視線方向正處 于鉛直。此儀器一測回(即正倒鏡各觀測一次取平均位