打开文本图片集

1.概述

在无温差、无风载条件下，可以认为超高层建筑是静止的，此时竖向轴线在理论上是铅直的，若±0.00处的某一控制点A，则过A点的铅垂线即为超高层建筑任意楼层的控制线（Ai）;实际施工中超高层建筑受日照、风载等外无条件的影响，在超过一定高度后就会产生一定程度的摆动，结构体始终处于缓慢摆动状态，此时各Ai点的连线不再是铅垂线，变为了一条随外界因素和时间变化的竖曲线，如何在施工阶段通过采取措施将控制点投射在这条曲线上是我们课题的难点。

2.1轴线竖向传递方法及精度分析

2.1.1内控法

²激光铅直仪的精度与误差来源

以目前国内精度最高的激光天顶仪为参照，标称精度1/200000，在100m高度内其误差<0.5mm（m1）;对中偏差<0.5mm（m2）;定点偏差<0.5mm（m3）;其整体影响为m= =±0.87mm<1.0mm，若传递的次数有限，其误差可以忽略不计;当传递次数较多时则需要考虑其影响。

2.1.2后方交会测量

采用后方交会测量的关键是测站点与后视点间的通视条件和已知后视点的精度，后视点必须≥4个，点位要易瞄准，为便于观测点位要选在尽可能高的位置（如电视转播塔的尖部）。

后视点的坐标数据一般都是采用角度前方交会与CAD制图结合获得的。鉴于基线都相对较短，所以后视点的精度不会太高;通常后方交会仅对后视点进行方向观测，不进行距离测量进而对其测量的精度产生不利影响;在施测层上架设的站点位置是随机的，无法保证每层的测站点都处在同一位置，后方交会的偏差是随机的，而施测层上站点间的距离一般只有十几米，所以它的精度是无法保证精度需求的。综上所述采用后方交会进行超高层轴线竖向传递的可操作性不强，不宜采用。

2.1.3 GNSS测量

施测层上钢筋、塔吊对卫星信号干扰极大;施测层上待测控制点的间距较小，若采用RTK测量，虽然它用时较短但它的固定误差太大（±5mm），若采用静态测量精度可以提高到（±2.5mm）仍无法满足精度要求，且测量解算的用时过长。虽然一些文献资料上记录了这种方法，通过我们的分析验证证明其不具备可行性。

2.2高层内控法的工作原则

2.2.1择时

选择相同的时间段进行轴线的竖向投测，通常采用日出后两个小时内进行投测工作，此时段能够使建筑物每一天都保持在同一个（较为稳定的）时态当中。

2.2.2择机

当风力大于等于六级时停止投测工作，一是为了保障测量员和仪器设备的安全，二是防止风振产生建筑物挠度变形对测量精度的不利影响。在投测实施过程中应停止塔吊和泵送混凝土作业，防止机械振动对仪器设备的工作环境产生干扰，从而影响投测精度。

2.2.3修正

混凝土平面收缩会对设置混凝土上的平面控制基准点（内控点）的位置产生影响，影响的大小取决于混凝土的骨料和配合比，通常在1/万——1/2万左右，变化的时段在混凝土终凝后六十至九十天之间，此期间大约要施工十个结构层，也就是说需要进行十次左右的竖向投测，一次在每次投测前都需要对内控点进行复核，确定出混凝土收缩变形导致的内控点在方向和间距上的变形量，再根据这些变形数据对内控点进行修正，以保证投测到施测层的控制点的精度。需要注意的是当内控点向上传递后依然需要进行校核修正。

2.2.4趋近

将超高层建筑简化为悬臂梁计算，假定超高层建筑物的高度在300m时的摆动幅度为30mm，为满足相邻层间的竖向偏差小于3mm的条件，则总共需要传递十次，其总体中误差为=±2.16mm。设允许误差为三倍的中误差，则m限=±9.5mm<30mm，由此可以证明采用分节铅直传递的精度可以满足轴线竖向传递的精度要求，同时每节的铅直线可以趋近于变形曲线，达到消减承测面摆动对轴线竖向传递影响的目的。

铅直仪传递高度的确定取决于摆动幅度的大小，拟将相邻两传递点的摆动幅度控制在在3-5mm间，例如100m以下可一次传递，随着建筑物高度的增加;传递的高度呈递减的趋势。由于结构刚度的约束，相邻层间摆动产生的位移量一定会小于3mm;在外部影响因素完全相同的前提下，随着建筑物高度的增加，相同高度处的位移量也是不断变化着的。

3.1超高层建筑高程传递的特性与难点

超高层建筑物自身荷载较大，建筑物沉降量较大，它对建筑物的绝对高程产生不利影响，例如上海SK大厦的预估沉降量为80mm，实际沉降量为72mm，两者很接近。采取预留沉降量可以有效的解决这个问题，但是从法律层面确很难实现，SK大厦的基底标高为-20.5m，如果在施工时预留出80mm的沉降量，则基底标高应为-20.42m，这在验收时是无法通过的。所以只能在施工到±0.00处时对建筑物的标高进行一次修正，而±0.00以上结构荷载产生的沉降就无从解决了只能顺其自然。

对于每层来说结构压缩变形的量值很小，可以忽略不计。但超高层结构体自身荷载大，建筑高度大，其压缩变形就较为明显了，它会影响楼层高度的正确性，影响竖向管线的安装等后续施工。压缩变形的形变区间比较长，通常要在结构完成一段时间后才会逐渐稳定。最大变形区间通常出现在2/3建筑高度处，西安国瑞大厦高350m，最大压缩量为63mm。

传统的高程竖向传递是采用悬挂钢尺与水准仪相结合的方法进行，该方法精度低，劳动强度大，所需时间长。累积误差随楼层高度增加而增加。超高层的建筑物高度大，若使用钢尺传递高程需要中转的次数太多，以300m高为例，一般需要进行8次传递才能将高程从±0.00处传递到楼顶，因此他也无法消减混凝土压缩变形对高程传递的影响。

3.2全站仪天顶测距传递法

采用全站仪与水准仪相结合的方法进行高程传递。在0.05-500m测量范围内全站仪的测距工效和精度都很高，测量精度可达到±1.0-1.5mm，完全符合测量规范要求。为了测AB间的高差在S点架设全站仪，T点架设棱镜装置 。在T与B之间架设水准仪读取T与B之间的水准尺的读数t与b。全站仪自S点分别置竖盘读数90度270度，读取距离H1与A点水准尺读数a，可得HAB=a+H1+t-b。

在采用全站仪进行三角高程测量或全站仪天顶法进行测距时，是利用激光铅直仪的传递孔进行的，高程基准点设在首层的核心筒混凝土结构上。在每个施测层上需同时引测两个高程控制点，对两个传递上来的高程进行校核，当差值在1.5mm以内时，取其两者平均值，作为此施工层的标高施测依据。

3.3消减压缩变形影响的原理

由于本方法每次传递均是以首层的基准向上传递到，他可以确保在施层与首层之间的相对高度在该层施工时是正确的，在后续的施工过程中前面各层的高程控制点受压缩变形的3影响，它与首层间的高度程逐步减小的状态，但是由于每次均由首层直接传递到在施层，所以他可以削减压缩变形的绝大部分影响。

4.总结

在超高层建筑的建设过程中，施工测量是非常核心的工作之一，本人曾经担任长沙A1办公楼等多个超高层建筑施工测量的主管，通过研究和工程实践对轴线和高程的竖向传递有一个较为科学合理的认知，为后续的超高层施工积累了丰富的经验，形成了一整套管控流程，其科研成果被建委评定为国内领先水平。路漫漫其修远兮，我将一如既往的站在施工测量工作的第一线，为测量技术的进步贡献出自己的力量。