浅议对超高层建筑施工测量与应用

摘要：本文从测量特点施工控制、竖向控制、GPS技术的运用进行阐述对超高层建筑的测量认识、技术及在项目上的应用，供大家参考。

关键词：超高层建筑施工测量 技术 应用

Abstract: this article from the measurement characteristics of the construction control, vertical control, and elaborates the application of GPS technology to measure understanding of super-tall buildings, technology and application in project, for your reference.

Key words: tall building construction measurements technology application

中图分类号：[TU198+.2]文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

前言：

目前，重庆乃至全国对超高层建筑建设如火如荼地进行，如何认识超高层建筑中的施工测量、如何将测量技术恰当应用于施工过程对超高层建筑具有重要的意义。

超高层建筑施工测量特点

技术难度大。超高层建筑结构超高，平面控制网和高程垂直传递距离长，测站转移多，测量累计误差大。超高层建筑高度大，侧向刚度小，特别是体形奇特时，施工过程中受环境影响极为显著，空间位置不断变化，保证高空测量控制网的稳定难度大；通视困难，作业条件差，高空作业多，高空架设仪器和接收装置困难。这些都极大增加了超高层建筑施工测量的技术难度。

测量精度要求高。超高层建筑结构超高，结构受力受施工测量精度影响较大，过大的施工测量误差不但会影响建筑功能正常发挥，如长距离高速电梯的正常运行，而且会恶化超高层建筑结构受力，因此国家规范对超高层建筑施工测量精度要求比一般高层建筑都要高。

影响因素多。超高层建筑施工测量精度除受测量仪器精度和测量技术人员素质影响外，还受建筑设计、施工工艺和施工环境影响。超高层建筑造型、基础和侧向刚度等设计对施工测量精度影响显著。建筑高度越大、造型越复杂，施工过程中超高层建筑变形越显著。基础刚度越小，施工过程中沉降越大，差异沉降越显著。施工环境中风和日照作用下超高层建筑的变形众所周知。中央电视塔施工过程测试表明，日照作用下结构最大水平偏移达132mm。这些都给控制施工测量精度带来很大困难。

施工控制测量

超高层建筑施工测量遵循“从整体到局部、先高级后低级、先控制后碎部”的原则，首先建立施工测量控制网，然后分级布网，逐级控制。控制测量分为平面控制测量与高程控制测量。

平面控制测量。

平面控制一般布设三级控制网。

（1）、首级平面控制网。首级平面控制网是其它各级控制网建立和复核的唯一依据，并作为钢结构吊装等高空测量定位的空中导线网。首级平面控制网一般以建设单位（或放线办）提供的平面控制点为基础建立，布设在视野开阔、远离施工现场稳定可靠之处。布设首级测量控制网，选择较稳定的地面或楼龄在5年以上并且楼高在50m以下的屋顶设置观测站（控制点）。控制点应视线通视，采用GPS定位时高度角15°以上范围无障碍物。首级平面控制网应满足多余观测条件。首级平面控制网可以是导线网或三角网等。

重庆北城超高层酒店项目建设中，建设单位提供了三个控制点，一个在使用6年的钢筋砼人行天桥上，一个在高架桥上，一个在人行道上。因高架桥上受车行的影响大、人行道上使用时间才三年，因此首级平面控制网以人行天桥的为基准主测站，并在超高层酒店四个方向设立四个辅助基准控制方向，均在临近的多层建筑物顶部，且视野开阔，因此作为塔楼高空平面控制网校核和钢结构构件测量定位的空中导线网。

金茂大厦也采用类似方法确定首级平面控制网。

（2）、二级平面控制网。二级平面控制网是场地平面控制网，发挥承上启下的作用，即依据首级平面控制网测设，并作为三级平面控制网建立和校核的基准，同时也作为重要部位的施工放样提供基准。二级平面控制网紧邻施工现场，受施工影响比较大，稳定性较差，因此必须定期复测校核。二级平面控制网多为环绕施工现场的闭合导线网，也可为十字形轴线网。重庆北城超高层酒店项目的二级平面控制网为轴线网。

（3）、三级平面控制网。三级控制网是建筑物平面控制网，为超高层建筑细部放样而布设的平面控制网，一般布置在基础底板上。当结构施工至地面以上时，及时将三级平面控制网转换到±0.000层结构上，以便与二级平面控制网联测校核，进行施工测量控制。三级平面控制网位于超高层建筑内部，受施工和建筑沉降影响大，因此必须定期复测校核。

重庆北城超高层酒店项目采用框-筒结构体系，三级平面控制网由核心筒内外两个平级轴线网组成。依据二级平面控制网的十字轴线，在核心筒内布设一个小十字轴线网，在筒外布设一个正边形网。核心筒内十字轴线网与核心筒外正四边形网通过门洞于于四边形中间，形成一个田字形网，进行联测校核。

2、高程控制测量

高程控制相对简单。高程控制一般分为二级布置。首级高程控制网一般以建设单位提供的高程控制点为基础建立，布设在视野开阔、远离施工现场稳定可靠之处。考虑季节变化、环境影响以及其他不可知因素，定期对高程控制点进行复测。二级高程控制网布设在建筑物内部，以首级高程控制网为依据创建。因建筑物高度的不断增加、自重荷载不断增大，建筑物产生沉降，所以要定期检测高程点的高程修正值，及时进行修正。高程控制网可与平面控制网结合，控制点尽量共享，以减少维护工程量。

超高层建筑高程测量一般采用悬挂钢尺与水准仪相结合的方法进行高程传递，该方法劳动强度大，所需时间长，累积误差随超高层建筑高度增加而增加，测量精度控制越来越困难。因此，可采用测距仪与水准仪相结合的方法进行高程传递。该方法操作程序为：依据二级高程控制点，确定仪器视高，然后利用全站仪的测距功能将高程传递至接收棱镜，最后利用水准仪将高程引测至核心筒壁上，供施工放样使用。该方法具有测量方便快捷和误差小的优点，是超高层建筑高程传递的非常有效的方法。

竖向测量

竖向测量是超高层建筑施工测量最重要的任务，也是超高层建筑施工测量技术研究的主要内容。主要包括外控法、内控法、综合法三种。

外控法。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。外控法操作简单，测量仪器要求低，普通经纬仪即可满足要求。但该方法场地要求高，建筑周边必须开阔，通视条件好。随着城市建筑高度和密度的不断增加，外控法作业条件越来越差，应用范围也越来越小，一般仅限于超高层建筑地下结构和底部结构施工测量使用。

内控法。内控法是超高层建筑基础底板上布设平面控制网，并在其上楼层相应位置上预留200mm*200mm的传递孔，利用垂准线原理进行平面控制网的竖向投测，将平面控制垂直投测到任一楼层，以满足施工放样需要，即在建筑物内部进行竖向测量。

内控法有吊线坠法、垂准仪法。吊线坠法受环境影响大，一般适用于高度在100m以下的高层建筑；垂准仪法受环境影响小，投测距离大，工效高，误差小，因此目前成为超高层建筑竖向超高层建筑竖向测量的主要方法。按照控制点投测方向，垂准仪法可分为天顶准直法和天底准直法。天顶准直法是利用垂直仪将控制点向天顶方向进行竖向投测，因此也称为仰视法。天底垂直法是利用垂准仪将控制点向天方向进行竖向投测，因此也称为俯视法。

综合法。内控法虽然弥补了外控法受环境制约的缺陷，但是随着超高层建筑高度的不断增加，内控法自身缺陷也开始凸显，这就使平面控制网垂直传递过程中整移与转动难以检查的控制，因此，就产生了内控与外控相结合的综合法进行超高层建筑竖向测量。竖向测量采用内控法进行平面控制网的竖向传递，为了控制误差，以首级平面控制网为依据，采用外控法校核传递至高空作业面的平面控制网。目前综合法在复杂的超高层建筑施工测量中应用广泛。

GPS技术的测量应用

传统测量方法随着超高层建筑高度的不断增加和体形的更加复杂而暴露出许多薄弱环节：测量效率低、累计误差大、环境影响大、有效作业时间少。而GPS技术优点体现在不存在误差积累、精度高、速度快、全天候、无需通视、点位不受限制，大大提高超高层建筑施工测量的精度和效率。

重庆北城超高层酒店工程周边场地较为开阔，视线良好，因此在20层以下采用外控法为主进行平面控制网的垂直传递。随着楼层的升高，塔楼受到诸多因素影响产生的偏移越来越显著，严重影响施工测量精度。同时楼层超过20层以后，模板系统上层平台的阻隔使得看清现场的外界参考点越来越差。因此，采用了GPS定位与高精度仪器测斜相结合确定施工控制点的精确空间位置，为施工提供统一的测量放样基准。方法为：首先运用GPS确定测量控制点的空间位置，同时利用测斜仪确定塔楼的变形情况，然后根据测斜仪反映的结构变形情况修正控制点的GPS测量结果，最终得到测量控制点基准空间坐标，用于施工放样。

结束语：

施工测量是建筑各分部分项工程施工的先导性工作，只有测量定位工作完成后，各分部分项工程施工才能大规模展开，测量工作的质量关系到建筑成型质量，而超高层建筑对测量控制要求更高，只有采用恰当的施工测量技术，正确运用到项目中，才能使测量精度满足超高层建筑的要求。

参考文献

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花向红,王新洲.GPS定位技术在超高层建筑中应用初探[J].工程勘察，2000,(2).

杨嗣信.中央电视塔施工和垂直测量[J].施工技术.1992,21(4).