钢结构工程测量的高程控制

【学员问题】钢结构工程测量高程控制?

【解答】高层钢结构工程标高极为重要，根据城市Ⅱ等水准点建立独立的以Ⅲ等要求的水准网，以便在施工过程中直接应用。在支承标高块引测时必须对水准点进行检查，Ⅲ等水准精度要求为± (mm)，n为测站数。

1.建筑物竖向投测外控法

基础工程完工后，随着结构的不断升高，要逐层向上投测轴线。尤其是高层结构四廓轴线和控制电梯井轴线的投测，直接影响结构和电梯的竖向偏差。随着建筑物设计高度的增加，施工中对竖向偏差的控制越来越显得重要。

多层或高层建筑轴线投测前，都必须在基础工程完成后，根据建筑场地平面控制网，校测建筑物轴线控制桩后，将建筑物四廓和各细部轴线，精确地弹测到±0.000首层平面上，再精确地延长到建筑物以外适当的地方，并妥善保护起来，作为向上投测轴线的依据。

用外控法作竖向投测，是控制竖向偏差的常用方法。根据不同的场地条件，有以下三种测法：

(1)延长轴线法

当场地四周宽阔，可将高层建筑四廓轴线延长到建筑物的总高度，或附近的多层建筑顶面上，则可在轴线的延长线上安置经纬仪，以首层轴线为准，向上逐层投测。如图11-8中甲仪器的投测情况。

(2)侧向借线法

当场地四周窄小，高层建筑四廓轴线无法延长时，可将轴线向建筑物外侧平移出(即俗称借线)，移出的尺寸应视外脚手架的情况而定，在满足通视的原则下，尽可能短。将经纬仪安置在借线点上，以首层的借线点为准，向上投测并指挥施工层上的观测人员，垂直仪器视线横向移动尺杆，以视线为准向内测出借线尺寸，则可在楼板上定出轴线位置，如图1l-8中乙仪器工作的情况。

(3)正倒镜挑直法

当场地内地面上无法安置经纬仪向上投测时，可将经纬仪安置在施工层上，用正倒镜挑直线的方法，直接在施工层上投测出轴线位置。如图11-8中丙仪器工作的情况。

2.建筑物竖向投测内控法

当施工场地狭小，无法在建筑物以外安置经纬仪时，可在建筑物内用铅直线原理将轴线铅直投测到施工层上，作为各层放线的依据。根据使用仪器设备不同，内控法有以下四种测法：

(1)吊线坠法

用特制线坠以首层地面处结构立面上的轴线标志为准，逐层向上悬挂引测轴线。

为保证投测精度，操作时还应注意以下要点：

1)线坠体形正、重量适中，用编织线或钢丝悬挂;

2)线坠上端固定牢固，线间无障碍;

3)线坠下端左右摇摆小于3mm时取中，两次取中之差小于2mm时再取中定点，投点时，视线要垂直结构立面;

4)防振动、防侧风;

5)每隔3～4层放一次通线，以作校核。

(2)激光铅垂仪法

激光铅垂仪是一种铅垂定位专用仪器，适用于高层建筑的铅垂定位测量。该仪器可以从两个方向(向上或向下)发射铅垂激光束，用它作为铅垂基准线，精度比较高，仪器操作也比较简单。

激光铅垂仪(见图11-9)主要由氦氖激光器、竖轴、发射望远镜、水准管、基座等部分组成。激光器通过两组固定螺钉固定在套筒内。竖轴是一个空心筒轴，两端有螺扣用来连接激光器套筒和发射望远镜，激光器装在下端，发射望远镜装在上端，即构成向上发射的激光铅垂仪。倒过来安装即成为向下发射的激光铅垂仪。仪器配有专用激光电源。使用时必须熟悉说明书。用激光铅垂仪作垂直向上传递控制时必须在首层面层上做好平面控制，并选择4个较合适的位置作控制点(见图11-10)或用中心“十”字控制。在首层控制点上架设激光铅垂仪，设置仪器对中整平后启动电源，使激光铅垂仪发射出可见的红色光束，投射到上层的接收靶上，查看红色光斑点离靶心最小之点，此点即为第二层上的一个控制点。其余的控制点用同样方法作向上传递。

(3)天顶垂准测量(仰视法)

垂准测量的传统方法是采用挂锤球、经纬仪投影和激光铅垂仪法来传递坐标，但这几种方法均受施工场地及周围环境的制约，当视线受阻，超过一定高度或自然条件不佳时，施测就无法进行。天顶法垂准测量的基本原理，是应用经纬仪望远镜进行天顶观测，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。

则视准轴与竖轴是在同一方向上。当望远镜指向天顶时，旋转仪器，利用视准轴线可以在天顶目标上与仪器的空间画出一个倒锥形轨迹。然后调动望远镜微动手轮，逐步归化，往复多次，直至锥形轨迹的半径达到最小，近似铅垂。天顶目标分划上的呈像，经望远镜棱镜通过90~折射进行观测。

一测回垂准测量中误差的精度评定，目前是参照国际标准“IS0/rI℃172/SC6NSE《垂直仪》野外测试精度评定方法”进行计算的。

(4)天底垂准测量(俯视法)施测程序及操作方法

1)依据工程的外形特点及现场情况，拟定出测量方案。并做好观测前的准备工作，定出建筑物底层控制点的位置，以及在相应各楼层留设俯视孔，一般孔径为φ150mm，各层俯视孔的偏差≤φ8mm.

2)把目标分划板放置在底层控制点上，使目标分划板中心与控制点标志的中心重合。

3)开启目标分划板附属照明设备。

4)在俯视孔位置上安置仪器。

5)基准点对中。

6)当垂准点标定在所测楼层面十字丝目标上后，用墨斗线将其弹在俯视孔边上。

7)利用标出来的楼层上十字丝作为测站即可测角放样，测设高层建筑物的轴线。数据处理和精度评定与天顶垂准测量相同。

3.高程传递

(1)传递位置

选择高程竖向传递的位置，应满足上下贯通铅直量尺的条件，主要为结构外墙、边柱或楼梯间等处。一般高层结构至少要由3处向上传递，以便于施工层校核、使用。

(2)传递步骤

1)用水准仪根据统一的±0.000水平线，在各传递点处准确地测出相同的起始高程线;

2)用钢尺沿铅直方向，向上量至施工层，并划出整数水平线，各层的高程线均应由起始高程线向上直接量取;

3)将水准仪安置在施工层，校测由下面传递上来的各水平线，较差应在±3mm之内。在各层抄平时，应后视两条水平线以作校核。

(3)操作要点

1)由±0.000水平线量高差时，所用钢尺应经过检定，尺身铅直、拉力标准，并应进行尺长及温度改正(钢结构不加温度改正);

2)在预制装配高层结构施工中，不仅要注意每层高度误差不超限，更要注意控制各层的高程，防止误差累计而使建筑物总高度的误差超限。为此，在各施工层高程测出后，应根据误差情况，通知施工人员对层高进行控制，必要时还应通知构件厂调整下一阶段的柱高。