高层建筑工程垂直度的控制方法和选择

工程建设与 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 2006年第2期 工程施工技术 [作者简介]陈美成(1948～)，男，广东潮阳人，工程师，从事建筑施工测 量工作. 高层建筑工程垂直度的控制方法和选择 陈美成 (汕头市潮阳建筑工程总公司,广东 汕头510000) [摘 要] 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 高层建筑工程施工过程中对垂直度的各种控制方法,及其精度与误差 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ,结合工程实例介绍各种控制方法的选择。 [关键词]高层建筑;垂直度;控制方法;精度;误差;选择 [中图分类号]TU974 [文献标识码]A [文章编号]1007-9467(2006)02-0062-02 1垂直度控制的各种方法 1.1 光学垂准仪法 光学垂准仪法的原理是在仪器内部有自动安平装置，保 证入射光线水平，入射光线经五角棱镜后出射光线垂直于 入射光线，而提供一条铅垂线，将控制点垂直投测标定到上 一楼面。光学垂准仪精度很高，如瑞士wild-ZL精密垂准仪， 正倒镜观测时标准偏差为1/200000，即100m时误差仅为 ±0.5mm，使用时可在建筑物选定4个控制点，作为纵横轴线 放样依据，对应于这4个控制点预留20cm×20cm的孔洞， 并在四周砌上阻水圈。 1.2 激光铅直仪法 激光铅直仪利用激光本身具有优良的方向性（ 发射角 极小），将激光管与非调焦望远镜串联，用万向支架悬挂以 实现自由摆动，当静止时激光束处于铅直方向。使用激光铅 直仪控制高层建筑物的垂直度，当建筑物高度为150m时， 平面误差仅约7.5mm。在安置仪器时，可利用激光尾部的副 光作为对中使用。该法的特点是快速、操作简便、能保证精度。 1.3 经纬仪外控法 它是传统的测量方法，将经纬仪安置在建筑物之外进行 轴线投测，以控制建筑物的垂直度。当场地四周宽阔，可将 高层建筑物的四周轴线延长到建筑物总高度以外或附近其 它多层建筑物屋顶上，并在轴线的延长线上安置经纬仪，从 首层轴线通过距离与角度计算，向上逐层投测。 1.4经纬仪天顶法 在经纬仪目镜处安装弯管目镜后，将望远镜指向天顶方 向由弯管目镜观测。当水平转动照准部3600时若视线永远 指在一点时，则说明视线方向处于铅直状态，以此向上传递 轴线和控制竖直偏差。应用经纬仪望远镜进行天顶观测时， 经纬仪轴系间必须满足下列条件：①水准管轴应垂直于竖 轴；②视准轴应垂直于横轴；③横轴应垂直于竖轴。应用经 纬仪正倒镜观测，取其分中值，即可求出铅直的视线方向。 1.5 吊线坠法 使用重量 10kg～20kg的钢坠和直径 0.5mm～1mm的 钢绳制成吊线坠，以首层地面轴线控制点为准，逐层向上悬 吊引测轴线和控制结构的竖向偏差，这虽是一种古老的方 法，但是操作得好，仍然能得到满意的结果。为解决悬吊时 线坠摆动的问题，可将钢坠放置与小油桶中，并在钢坠表面 焊翼片，增加阻尼作用，使吊线坠能迅速稳定下来。为了减 少风力的影响，提高观测精度，在高层建筑工程中使用吊线 坠法施测时，各层面宜加装塑料管套。 2垂直度控制的精度与误差 有关施工规程对高层建筑工程垂直度测量限差的规定 为：层间垂直度测量偏差不应超过3mm；建筑物全高垂直度 测量不应超过 3H/10000（ H为建筑物总高度），且不大于 10mm（ 30m≤H<60m）、15mm（ 60m≤H<90m）、30mm（ 90m≤ H<150m）。 一般规定2倍测量中误差为允许误差Δ，故测量中误 差 M=Δ/2。若建筑物总高为 90m，这时全高测量中误差 M=10mm。这个限差是指测量中所引起的轴线中误差，不考 虑施工因素造成的建筑物偏位（ 如胀模）。其次限差主要顾 及测量误差原因是它带来系统的主要影响，而施工误差却 可能是偶然的、局部的影响。虽然有时数据也较大，但对整 个建筑物偏心影响不大。 对于超过 90m的建筑物可按 3H/10000计算，比如 H=100m时，3H/10000=30mm。 对于个别超高层建筑物，设计人员有时另作规定，如广 州市1989年施工的63层国际贸易大厦，设计规定全高限差 为H/10000，最大不超过50mm。 为了能满足上述测量的精度要求，常采用多种方法进行 高层建筑轴线投测。无论使用哪类方法投测都必须在基础 工程结束后，根据建筑物场地平面控制网校测建筑物轴线 控制桩后，将建筑物四周和各细部轴线精确地弹测到首层 平面上，再精确地延长到建筑物以外适当的地方并妥善保 存起来，作为向上投测轴线的依据。 对于经纬仪外控法，投测时主要有以下几项误差： 1）照准目标误差M照 M照包括首层轴线后视点照准误差对向上投测前视点 的影响即M照后、和照准前视点的误差M照前。当经纬仪望远 镜放大倍数为V，后视线长为D、前视线长为D时： M照后=（ 60″/V）×（ D′/ρ″）×（ D/D′）=60″D/（ ρ″ 工程施工技术 """""#"$ %%%%%$ "$ 62 高层建筑工程垂直度的控制方法和选择 工程建设与设计 2006年第2期 V）； M照前=60″D/（ ρ″V）； 则M照=（ M2照前+M2照后）1/2=1.414×60″D/（ ρ″V）。 2）投点标志误差M标 M标值随投测设备不同而异，一般在1mm～3mm之间， 可取M标=3.0mm。 3）经纬仪竖轴不垂直的误差M竖 当所用经纬仪水平度盘水准管的角值为τ，定平精度 为1/5格，向上投测的高差为H时： M竖=（ H/ρ″）×（ τ/5）。 上述M照与M标为偶然误差，M竖为系统误差。 根据以上3项误差性质，当用正、倒镜投测取其分中 时，其误差为： M均 =[M2竖×（ M2照前 +M2照后）/2]1/2。 若建筑物总高 H=100m，经纬仪（ V=25、ρ″=206265″、 τ=30）向上投测的视线长D=150m，则底部直接向上投测 时，其各项误差为： M照 =±2.5mm、M标=±3.0mm、M竖=±3.0mm，则M均 =±4.0mm。 再考虑现场其它影响（ 如日照、风吹与振动等），可放宽 为±5.0mm，若取2倍中误差为允许误差，则Δ均=2M均= ±10mm。 以上分析结果说明，经纬仪外控法在建筑物高度 H=100m时，其精度是能满足±30mm要求的。 3垂直度控制方法的选择与工程实例 垂直度控制方法的选择，应从工程的施工场地、施工要 求、仪器价格、工程规模、操作人员技术水平等方面综合考 虑。如果建筑物周围场地宽阔，最经济又方便的方法是采用 经纬仪外控法，在场地条件允许下一般为高层建筑工程垂 直度控制的首选方法。精度最好的是光学垂准仪法，但 wild-ZL精密光学垂准仪价格昂贵（ 约8万港元）。目前国内 虽已有生产光学垂准仪，但价格仍然不低。投测速度最快的 是激光铅直仪法，在一些特殊场合（ 如滑模工艺等）表现出 色，但也存在投资大，仪器不能通用，易出故障，另有激光束 在长距离光斑离散，精度降低的问题。这些仪器需由测量技 术人员综合评价，扬长避短，并在工程实践中不断克服与完 善，满足各种工程的特殊要求。 1）光学垂准仪法：广州市 63层国贸大厦工程，总高度 200.18m，使用 wild-ZL精密光学垂准仪，将建筑物分为 4 段，第 1段由首层 -17层、第 2段由 17层 -30层、第 3段由 30层 -47层、第 4段由 47层 -63层，采取分段投测，分段控 制锁定，然后对各层平面再测角、量边、校验、平差的方法，大 幅度地减少施工环境（ 如风、振动、温度梯度）的影响，充分利 用仪器有效地测量。该工程第63层最终偏差仅为15mm。 2）激光铅直仪法：在 100m～200m高烟囱和 300多米 高塔架施工中，在高层建筑，尤其是采用内外筒体滑模施工 工程中都要频繁地、精确地给出轴线控制点（ 有时几个小时 一次），激光铅直仪法表现出极大的优越性。如深圳国际贸 易中心工程50层主楼（ 高160m）采用内外筒整体滑模施工 工艺，使用4台激光铅直仪控制，不但保证了垂直偏差精 度，还为高速优质滑模施工创造了条件。该方法缺点是仪器 往往不止1台，费用较高，而且光电出现故障不易修复，进口 仪器质量较稳定而价格昂贵，另外每层楼面也要预留孔洞。 3）经纬仪外控法：要求施工场地周围比较宽阔，或附 近有低矮建筑物的屋顶可作为施工测量使用，如中山大学 珠海分校一期工程13层图书馆大楼（ 高度58.68m）、广州市 28层检察院大楼工程（ 高度98m），采用该法取得经济方便、 满足精度要求的效果。 4）经纬仪天顶法：广州市淘金家园二期工程 4栋 28层 住宅（ 高度91.7m）。使用此方法需配备弯管目镜，投资少，精 度高，但仪器须有较熟练的操作人员，否则容易出现错误，每 层楼面需预留直径15cm孔洞。 5）吊线坠法：比较适合20层以内的建筑物，实际施工实 践中，在30层左右的建筑物使用吊线法仍能得到较好精度， 满足施工要求，如广州市滨江东路32层海琴湾工程（ 高度 113.8m）、龙口西路 28层希尔顿阳光大厦工程（ 高度 91.8m）。 4提高垂直度控制精度的方法 对于超高层建筑工程，为了提高垂直度控制的精度，克 服仪器自身的缺陷，可采取分段投测、分段控制锁定的方 法。即在每一段对该层投测的控制点，重新测角和量边进行 校验，通过平差得到较准确的控制点，作为下一段投测的依 据。 一般对控制点矩形网边长，可用30m钢尺以100N拉力 悬空丈量两次，并进行温度修正，量边精度要求不低于 1/10000；四个直角用J2光学经纬仪施测，精度不低于20″。 这个方法，在理论上可靠，实际上可行，是提高高层建 筑工程垂直度控制精度的有效方法，适用于以上各种内控 投测方法，使用者可依据工程实际设计 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ，参照使用。 [参考文献] [1]GB50026-93工程测量规范及技术说明[S]. [2]GB50228-96工程测量基本术语标准[S]. ControlMethodandChooseofPerpendicular DegreeinHighConstructionEngineering CHENMei-cheng (ShantouChaoyang constructionengineeringCoShantou 510000，China) [Abstract]Summaryhighconstructionengineerings constructionprocessisinsidetotheperpendicularachoiceforof everykindofcontrolmethod,anditsaccuracyanderrormargin analyzing,joiningtogethersolidanintroductioneverykindof controlmethodinengineering. [Keywords]Highbuildings,perpendicularamethod, accuracy,errormargin,choice. [收稿日期]2005-04-21 !!!!!!! 63