高层建筑物垂直度测量方法探讨

高层建筑物垂直度测量方法探讨 第 18 卷第 6 期水 利 水 电 科 技 进 展1998 年 12 月 高层建筑物垂直度测量方法探讨 李艳 ()河海大学水利水电工程学院 南京 210098 摘要 在分析高层建筑物竖向垂直度监测的常用方法的基础上 ,着重讨论一种快速 、简便且精度 高的竖向垂直度监测的方法 ,并应用于工程实例 。通过实践验证 ,采用这种方法进行垂直度监测 精度很高 ,误差小于 ?5 mm ,远小于 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 规定 关于下班后关闭电源的规定党章中关于入党时间的规定公务员考核规定下载规定办法文件下载宁波关于闷顶的规定 的 ?20 mm 限差要求 。 关键词 竖向垂直度 安全监测 垂准仪 高层建筑物 高层建筑物安全监测的主要工作有两个各层轴线精确向上引测的问题 。常用方法有 方面 ,一方面是建筑物的基础沉降观测 ;另一 经纬仪引桩投测法 、激光铅垂仪和铅垂坐标 方面是建筑物的竖向垂直度监测 。前者主要 法三种 。 是采用周期观测的方法 ,定期测定建筑物在 111 经纬仪引桩投测法 不同重力荷载的作用下 ,其基础各变形观测 经纬仪引桩投测法的基本原理 ,就是在 点的沉降情况 ,及时发现对建筑物不利的下 轴线控制桩上用经纬仪盘左盘右取平均法向 沉现象 ,以便采取适当可行的措施 ,保证建筑 上投测轴线点 。如图 1 和图 2 , 基础施工完 (物的安全运营 这已普遍受到重视 ,并作为施 成后 ,用经纬仪安臵在 4 个轴线控制桩上将 ) 工单位竣工验收的必备条件;后者则是为了 ?轴和 ?轴 精 确 地 投 测 在 塔 楼 底 部 并 标 定保证建筑物各层轴线位臵的一致及设备安装 a , a 和 b , b , 随着建筑物的不断升高 , 用盘 () 如电梯 、外玻璃幕墙的要求 ,所进行的竖向 左盘右取平均法向上投测到每层楼面上 , 并 控制测量 。根据 J GJ —91《钢筋混凝土高层 取中点 o 作 为 该 层 中 心 轴 线 的 投 影 点 。这3 建筑物结构 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 与施工规定》,建筑物竖向误 种方法的优点是简便 , 仪器设备简单 , 但要求 差在本层内不得超过 ?5 mm ,全楼的累积误 建筑物的场地较宽阔 , 视野大且附近有高楼 1 及在阴天或无风天气下进行 。 差不得超过 ?20 mm。因 此 , 对 于 高 层 建 筑物而言 ,在建筑施工过程中如何控制其竖 1 . 2 激光铅垂仪投测法 利用激光铅垂仪进行建筑物轴线自下向 向垂直度 ,更是值得人们探讨的课题 。实践 表明 ,采用改装后的 Ni007 自动安平水准仪 上的投测 , 是一种精度较高 、速度快的方法 。 进行竖向垂直度观测 ,这种方法对于施工场 其基本原理是利用该仪器发射的铅直激光束 地狭小 、周围楼宇较多的建筑物竖向垂直度 的投射光斑 , 在基准点上向上逐层投点 , 从而 观测 ,是一种可行 、快速 、简便的方法 。 确定各层的轴线点位 。这种方法的优点同样 也是方 便 、快 捷 , 对 施 工 场 地 没 有 特 殊 的 要 1 高层建筑物竖向垂直度监测常用方法 求 。但预留孔洞的大小在施工中不易掌握 , 高层建筑物竖向垂直度监测主要是解决 其位臵尺寸小了不便于投测 , 大了则对仪器 作者简介 :李艳 ,女 ,讲师 ,从事工程测量和计算机应用研究 ,曾发表《精密水准仪 i 角误差检验方法及精度比较》等 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 。 精度可达 ?0 . 1″,即直立的视准轴几乎是一 条铅垂线 ,故只需要打开顶盖 ,拆除五棱镜便 成了垂准仪 。由于仪器的竖轴与视准轴不同 轴 ,因此 ,在顶部可加块光楔平移视线 ,使两 轴相差较小 ,避免视准轴绕竖轴转动时形成 一个半径较大的圆标形 ,观测时采用 120?三 个横丝位臵各标定出一条直线 ,其交点或示 误小三角形的内切圆圆心即为垂线点 。 2 . 2 精度分析 利用该垂准仪进行投测垂线点 ,其误差 主要来自仪器对中误差 、仪器本身残余误差 、 照准误差 、标定误差和外界因素影响带来的 图 1 基础轴线控制桩布臵示意图 误差 ,其 计算公式 六西格玛计算公式下载结构力学静力计算公式下载重复性计算公式下载六西格玛计算公式下载年假计算公式 为 2 2 2 2 2 m + m + m + m + = m m 中 仪 照 标 外 垂线点 ( )1 m 为垂准仪仪器对中误差 , 采用校式中 中 正后 配 套 对 中 杆 进 行 对 中 , 其 误 差 m ? 中 ?0 . 5 mm ; m 为 仪 器 残 余 误 差 , 经 反 复 校 仪 正可使 m ??0 . 25 mm ; m 为照准误差 , 仪 照 当投测高度取 40 m , 仪器放大倍数取 30 时 ,图 2 塔楼轴线投测示意图 m = ?0 . 39 mm ; m 为 标 定 误 差 , m ? 照 标 标 和人员不安全 。 ?0 . 7 mm ; m 为 外 界 因 素 影 响 误 差 , 一 般 外 1 . 3 铅直坐标法 [ 2 ] 取 m ? ?0 . 2 mm 。 外铅直坐 标 法测 定 竖 向 垂 直 度 是 一 种 ( ) 由式 1计算得 m ? ?1 mm 。垂线点新的方 法 。它 是 根 据 如 果 竖 向 投 递 点 位 正 2 . 3 应用实例 确 , 轴线放样位臵无误 , 则各层楼面的轴线交 南京市某高层建筑主楼 32 层 ,裙楼 5 层 ,点与底 层 轴 线 交 点 的 坐 标 值 应 该 一 致 的 原 地处市中心繁华地带 ,高楼一面面临城区主要 理 , 在激光铅垂仪投点的基础上 , 再用全站仪 交通干道 ,四周无较高楼宇 。为了对大楼进行 测出每层轴线交点的坐标值 , 即可快速而又 竖向垂直度监测 , 根据此楼宇的特点 , 在最大精确地检查出施工轴线的放样精度 , 达到控 荷载的中心筒上设臵了 3 个监测点 Z, Z, 1 2 制高层建筑物竖向垂直度的目的 。这种方法 (Z,及在主墙面上设臵了 10 个监测点 由于施 3 的显著优点是精度高 , 克服了仅用激光铅垂 工困难 ,这 10 个监测点未用垂准仪投测 , 在此 仪投点时无法检核的缺点 。但要求仪器设备 ) 不加以讨论, 从底层原基点 Z, Z, Z直接 1 2 3 装配较高 。 用改装后的 Ni 007 垂准仪投测各垂线点到每 层的工作面上 ,然后用检定后的钢尺校核各垂 2 用 Ni 007 水准仪监测竖向垂直度 线点之间的距离 ,要求误差小于 3 mm , 并以远 2 . 1 Ni 007 自动安平水准仪改装成垂准仪 处 、高处明显建筑物作为外控方向标 ,用 T经 2 3 纬仪进行角度校核各垂线点的方向偏差 , 要求 在 Ni 007 补偿式自 动 安 平 水 准 仪整 () 误差小于 30 图 3。 平后 ,视准轴在补偿器的作用下 ,始终保持铅 垂 。物镜经五棱镜折射成水平视线 ,其臵平 〃62 〃 最大 为 ?1 . 78 mm , 最 小 为 0 , 平 均 值 为 ?0 . 82 mm , 证 明 投 测 精 度 很 高 。大 楼 封 顶 后 , 又进行了大楼挠度监测 , 分别对第 7 , 12 , 13 , 14 , 16 , 24 , 25 层 7 个施工监测时的原垂 线点进行观测 , 发现最大偏差为 4 . 5 mm , 最 小偏差小于 1 mm , 且原垂线点均偏南 , 说明 ( ) 有其它原因 挠度 、沉陷影响 。同样亦证明 了垂线点精度很高 。 图 3 中心筒监测点布设示意图 用第 5 层至顶层各层检测结果 , 并按距 3 结语 离中误差和垂线点位臵中误差推算公式 利用改装后的 Ni 007 自动 安 平 水 准 仪 ( )ΔΔ2 m = [/ n 边 作为高层建筑物竖向垂直度监测的垂准仪 , m = m / 2 ( )3 点 边 较好地解决了施工场地狭窄的情况下建筑物 ( ) 安全监测 竖向垂直度问题 , 其方法简便 、快 分别计算距离中误差和垂线点位臵中误差 , 结果见表 1 。捷 。对于如何充分利用现有仪器设备进行多表 1 距离中误差和垂线点位置中误差计算结果 项工程 测 量 工 作 , 这 也 是 一 种 有 益 的 尝 试 。 检核距离误差 经实例验证 , 该方法具有精度高 , 不受施工场 m / mm m / mm 层次 边点说明 ZZZZZZ 1 21 32 3地限制等优点 , 适用于各种建筑物的竖向垂 5 - 1 . 82 . 58 0 + 1 0 0 ? 直度监测 。另外 , 在具体实施时应注意下列 6 + 2 - 1 1129 0191 0 ? 1129 0191 7 0 - 2 + 1 ? 两点 :8 - 1 0182 0158 0 - 1 ? a . Z, Z, Z三个中心筒上的监测点在 1 2 3 9 + 1 1100 0171 - 1 - 1 ? 10 - 1 0182 0158 - 1 0 ? 进行投测垂线点时 , 需关注每层的预留孔洞 , 11 - 1 0158 0141 0 0 ? 孔口尺寸 20 cm ×20 cm 为 宜 。但 必 须 确 保 12 — 0182 0158 - 1 + 1 ? 13 — 0 0 0 — ? 底层基点与每层通视 , 这在施工中有时不易 设备 + 1 + 1 0 0182 0158 ? ( ) 保证 预留孔洞被封死或错位。解决这个问 14 - 2 0 0 10115 182 ? - 1 15 - 1 0 0182 0158 ? 题的关键是与施工单位密切配合 , 使其明白 - 2 - 1 - 1 16 1141 1100 ? 这项工作的重要性 。 0 17 0 0 0 0 ? - 1 18 + 1 + 1 1100 0171 ? b. 由于采用 120?三个横丝观测位臵来 19 0 - 2 0 1115 0182 ? 确定垂线点 ,故对投测工作面光线有一定的 0 - 2 0 20 1115 0182 ? 21 - 1 - 3 - 1 1191 1135 ? 要求 ,光线太弱会影响投测垂线点的精度和 22 - 1 - 3 - 2 2116 1153 ? 工作效率 ,在操作时尽可能选择在较好的观 - 3 - 3 - 1 23 2151 1178 ? 24 + 2 0 0 1115 0182 ? 测条件下进行 。 25 + 1 - 1 — 1100 0171 ? 26 0 + 1 + 1 0182 0158 参考文献? 27 + 2 0 + 1 1129 0191 ? 1 胡世德 . 高层建筑施工 . 北京 :中国建筑工业出版 28 + 2 - 1 + 2 1173 1122 ? 社 ,199129 + 2 0 + 1 1129 0191 ? 30 + 1 + 1 0 0182 0158 ? 2 刘全仁等 . 金鹰国际商城大厦竖向控制的方法 .31 + 2 — — ? () 江苏测绘 ,1997 1:16,1932 + 2 + 1 + 1 1141 100 1? 3 李以赫等 . 自动安平水 准 仪 的 原 理 和 检 修 . 北 顶 - 1 0 + 2 1129 0191 ? 京 :测绘出版社 ,1985 注 : ?从底层设点 ; ?从 8 层设点 ; ?从 25 层设点 。 ( ) 收稿日期 :1997 - 09 - 01 编辑 :许宇鹏从表 1 中看出 , 垂线投测点中误差 m 点