論文范文淺談高層建筑垂直度觀測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

1、淺談高層建筑垂直度觀測(cè)技術(shù)的應(yīng)用淺談高層建筑垂直度觀測(cè)技術(shù)的應(yīng)用摘耍：高層建筑一般指的是比較高大的建筑物，由于它們高度 較高，所以建設(shè)施工難度較大。耍想保證建筑的垂直度、幾何形狀、 截面尺寸等符合施工規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，其測(cè)量問(wèn)題特別是垂直度控制 問(wèn)題是關(guān)鍵因素。據(jù)此，本文就高層建筑測(cè)量中垂直度觀測(cè)的必要性、 常用觀測(cè)技術(shù)以及各種觀測(cè)方法的對(duì)比三個(gè)方面，來(lái)闡述高層建筑測(cè) 量屮垂直度的觀測(cè)問(wèn)題。關(guān)鍵詞：高層建筑；垂直度觀測(cè)；激光鉛垂儀投測(cè)法；分段；外 控abstract: high-rise buildings generally refers to the relatively tall buil

2、dings, because of their height, so the construction is difficult to ensure the building verticality, geometry, section size in accordanee with the construct!on standard and the design requirements, the measurement problems especially the verticality control problem is the key factor therefore, three

3、 aspects of the necessity, this paper compared the verticality of high-rise buildings in the common observation observation measurement technology and all kinds of observation methods, observation on high-rise buildings verticality measurement.key words: high-rise buildings verticality; observation;

4、 laser plumb instrument for measurement; segmentation; external control中圖分類號(hào)：tu97文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a文章編號(hào)：2095-2104 (2013) 08-0000-01高層建筑進(jìn)行垂直度觀測(cè)的必要性由于各種因索的影響，工程建筑物及其設(shè)備在施工或運(yùn)營(yíng)過(guò)程中 都會(huì)產(chǎn)生變形。這種變形在一定限度之內(nèi)，應(yīng)認(rèn)為是正?，F(xiàn)象，但如 果超過(guò)了規(guī)定的限度，就會(huì)影響建筑物的正常使用，嚴(yán)重吋還會(huì)危及 建筑物的安全。因此，在t程建筑物的施丁和運(yùn)營(yíng)期間，必須對(duì)其進(jìn) 行監(jiān)視觀測(cè)，即變形觀測(cè)。隨著經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展，高層建筑越來(lái)越多。高層建筑物的變 形監(jiān)

5、測(cè)主要包括兩個(gè)方面：一是沉降觀測(cè)，另一是垂直度監(jiān)測(cè)。前者 主要是使用精密水準(zhǔn)儀采用周期觀測(cè)的方法定期測(cè)出建筑物在不同 荷載吋的下沉量，及時(shí)發(fā)現(xiàn)升常沉降，以便采取適當(dāng)可行的辦法保證 建筑物的安全，這已作為高層建筑物竣工驗(yàn)收的必備條件，它反映了 地基勘探、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和基礎(chǔ)施工等的優(yōu)劣；后者是為了保證建筑物各 層軸線的位置及設(shè)備安裝如電梯、外玻璃幕墻等的要求所進(jìn)行的豎向 監(jiān)測(cè)，即垂直度監(jiān)測(cè)，它反映了施工質(zhì)量和地基不均勻沉降的綜合影 響?；炷两Y(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量及驗(yàn)收規(guī)程中明確規(guī)定：施工中的 高層建筑必須進(jìn)行垂直度監(jiān)測(cè)，且高層現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)全高垂直度允 許偏差不得超過(guò)h/1000 rw30mni。因此對(duì)于

6、高層建筑而言，如何控 制和監(jiān)測(cè)其垂直度誤差，值得探討。高層建筑垂直度觀測(cè)常用觀測(cè)技術(shù)（一）激光鉛垂儀投測(cè)法利用激光鉛垂儀進(jìn)行建筑物軸線自下向上的投測(cè)，是一種精度較 高、速度快的方法。其基木原理是利用該儀器發(fā)射的鉛直激光束的投 射光斑，在基準(zhǔn)點(diǎn)上向上逐層投點(diǎn)，從而確定各層的軸線點(diǎn)位。這種 方法的優(yōu)點(diǎn)同樣也是方便、快捷，對(duì)施t場(chǎng)地沒(méi)有特殊的要求。但預(yù) 留孔洞的大小在施工中不易掌握，其位置尺寸小了不便于投測(cè)，大了 則對(duì)儀器和人員不安全。監(jiān)測(cè)方法施測(cè)前，激光鉛垂儀必須進(jìn)行檢驗(yàn)，在每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)架設(shè)儀器，精 確整平，但無(wú)需對(duì)屮接通電源，在±0.0附近處調(diào)小激光光斑，分別 量出兩次（另一次是旋轉(zhuǎn)18

7、0° ）光斑中心到框架柱之間的距離，取 平均值；同樣方法再量算出樓高處光斑中心到框架柱之間的距離，兩 值和減即為框架柱上下的偏差。工作中可用對(duì)講機(jī)作為通訊工具進(jìn)行聯(lián)系。經(jīng)試驗(yàn)分析，發(fā)現(xiàn)丈 量光斑中心和框架柱之間距離用的三角尺如果不垂直于框架柱，則誤 差較大，有時(shí)達(dá)土（34） mm,特別是站在腳手架上，很難保證三角 尺垂直。為此，我們對(duì)三角尺進(jìn)行適當(dāng)?shù)母难b，將一塊有機(jī)玻璃a垂 直粘連在三角尺b上，且使三角尺短邊和有機(jī)玻璃短邊在同一平面上, 構(gòu)成“t型三角尺”，（如下圖所示），這樣一方面可以保證精度，另 一方面便于測(cè)量，提高效率。圖t型三角尺測(cè)量法具體應(yīng)用某建筑物長(zhǎng)126. 34m,寬1

8、2.8m,檐高46. 4m,現(xiàn)澆框架16層， 預(yù)制靜壓樁基礎(chǔ)。施工單位位擬用外控法進(jìn)行垂直度控制，在框架柱 外側(cè)，用經(jīng)緯儀投測(cè)各軸線，另外在各流水段區(qū)域四角框架柱內(nèi)側(cè)預(yù) 留檢測(cè)孔，用重錘線吊投復(fù)查，實(shí)行雙控，互為檢核。施工現(xiàn)場(chǎng)該建筑物只有一面較開(kāi)闊，另三面均有相距很近的施工 圍墻和相鄰建筑，無(wú)法架設(shè)經(jīng)緯儀，而且建筑主體是剛結(jié)構(gòu)，四周圍 有尼龍安全網(wǎng)，故用經(jīng)緯儀監(jiān)測(cè)是不現(xiàn)實(shí)的。為此選用激光鉛垂儀， 標(biāo)稱精度1/30000,按甲方要求，共計(jì)布設(shè)了 16個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，具體監(jiān)測(cè) 成果如下表所示。表激光法監(jiān)測(cè)結(jié)果從上表可以看出，2, 7, 13,號(hào)點(diǎn)的垂直度偏差比較大，超過(guò)了 2cm,但沒(méi)有超過(guò)規(guī)范要求。從

9、同期的沉降觀測(cè)報(bào)告可知，近河一側(cè) 的沉降量大于另一側(cè)，平均約大3mm,根據(jù)高寬比，垂直度偏差應(yīng)有 ± 1.5cm左右，但從上表中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)這個(gè)規(guī)律，由此可見(jiàn)在該建筑物 施工屮，現(xiàn)澆混凝土柱的誤差相對(duì)比較大。（二）吊線墜法吊線墜法是在建筑物的首層軸線處（可以是內(nèi)墻，也可是外墻）， 懸掛特制的吊線墜，將首層的軸線直接豎向傳遞到施工層，此做法特 點(diǎn)是在重力作用z下，吊線墜形成一個(gè)鉛直線，此鉛直線就成為一個(gè) 準(zhǔn)繩。但是這種方法受到外力環(huán)境影響較大，主要是風(fēng)力大小，巾線 直徑，線是否有扭曲，線墜重量是否達(dá)標(biāo)，觀測(cè)者的操作能力以及附 近機(jī)器的震動(dòng)都會(huì)使其受到影響。這些影響因素中，風(fēng)的影響最大。 當(dāng)

10、掉線墜重量保持不變時(shí)，線越長(zhǎng)，風(fēng)對(duì)精確度的影響越大，而且施 工地點(diǎn)如果是同一季節(jié)一種風(fēng)向時(shí)，往往誤差偏向于同一邊，這種誤 差隨著時(shí)間，次數(shù)的增加越來(lái)越大，成為種系統(tǒng)誤差，所以，在測(cè) 量時(shí)要能夠選擇在無(wú)風(fēng)或風(fēng)小的時(shí)候進(jìn)行，風(fēng)大時(shí)要在線外包裹塑料 管避風(fēng)。除此之外，還應(yīng)注意以下兒點(diǎn)：當(dāng)在外墻懸吊線墜時(shí)，應(yīng)根據(jù)外墻與軸線的關(guān)系和外墻的形狀, 延長(zhǎng)軸線，以減少目測(cè)不準(zhǔn)而造成的誤差。這是因?yàn)榈蹙€墜只能懸吊 在軸線的延長(zhǎng)方向上。如果外墻與軸線垂直且成一直線，可用90° 三角板來(lái)延長(zhǎng)軸線；同吋，線下端的投測(cè)人，視線應(yīng)垂直結(jié)構(gòu)面。在使用巾線墜法吋，線墜的兒何形狀要?dú)w正，重量最好在lkg 3kg之間，

11、巾線的直徑應(yīng)以lmm為宜，應(yīng)使用編織線或無(wú)扭曲的鋼絲。懸吊時(shí)要上端固定牢固，屮間無(wú)障礙，特別要注意不能有側(cè)向抗 線。4、逐層引測(cè)時(shí)，要用5血或更大的線墜每隔3層5層，由下 向上放一次通線，以作校測(cè)。正常情況下，當(dāng)層間3m4 m,由下一 層向上一層用吊線墜法豎向投測(cè)時(shí)誤差小于±3nini,如依次逐層投測(cè) 至n層。當(dāng)建筑物全高h(yuǎn)二60m, n=15層20層，設(shè)n二16,總誤差 不大于±12mnb基本能滿足規(guī)范要求，當(dāng)ii二90 m, n =25層30層 吋，總誤差大約為±15 mm。由上述計(jì)算可知，巾線墜法的精度可以滿足大部分的高層建筑豎 向投影觀測(cè)，但是要注意風(fēng)的影

12、響，應(yīng)該有完善的避風(fēng)措施，目的是 要保證層間豎向誤差不能超過(guò)±3 mm。當(dāng)施工地風(fēng)速過(guò)大，或者是季 風(fēng)季節(jié)時(shí)，或者建筑物超過(guò)60m,應(yīng)當(dāng)采用其他方法。（三）分段測(cè)量考慮到儀器木身質(zhì)量性能以及施工環(huán)境的好壞，提高測(cè)量效率降 低激光束點(diǎn)的誤差，需要使用到分段測(cè)量，冃的是為了縮短投影測(cè)程。 具體做法是要分段控制分段投點(diǎn)。標(biāo)準(zhǔn)為豎向60m120m為一段。 將第一段施工完畢，笫二段的首層控制點(diǎn)投影在上段起始樓層，檢測(cè) 校正控制網(wǎng)確保準(zhǔn)確無(wú)誤后重新埋點(diǎn)。即是直接將下層控制網(wǎng)升到這 層并鎖定，以上各段測(cè)定均可使用其作為依據(jù)。（四）經(jīng)緯儀天頂法經(jīng)緯儀天頂法就是投測(cè)z前在建筑物的底層設(shè)置軸線控制網(wǎng)，建

13、 立固定的軸線標(biāo)志，在標(biāo)志上方各層的樓板都預(yù)留孔洞來(lái)提供視線通 過(guò)。進(jìn)行軸線投測(cè)時(shí)需配備彎管目鏡，就是把彎曲成直角的目鏡配置 在望遠(yuǎn)鏡的目鏡位置上，儀器鉛直指向正上方時(shí)，測(cè)量人員能夠很方 便的進(jìn)行觀測(cè)。這種儀器的中軸是空心的，儀器能夠觀測(cè)正上方的目標(biāo)，也能觀 測(cè)正下方的目標(biāo)。投測(cè)吋，首先將儀器安置在首層地面的軸線標(biāo)志點(diǎn) 上，嚴(yán)格對(duì)儀器進(jìn)行對(duì)中并整平，由彎管鏡進(jìn)行觀測(cè)，當(dāng)儀器在水平 面上轉(zhuǎn)動(dòng)一周后，如果視線一直指向標(biāo)志點(diǎn)上，那就說(shuō)明視線方向處 于鉛垂?fàn)顟B(tài)，可以向上投測(cè)。投測(cè)過(guò)程中，在施工層事先預(yù)留好的孔洞上裝有透明板，視線通 過(guò)樓板上的預(yù)昭孔洞，將軸線點(diǎn)垂直向上投測(cè)到施工層樓板的透明板 上來(lái)進(jìn)行

14、定點(diǎn)。為了確保投測(cè)時(shí)的精度要求，應(yīng)該將儀器的照準(zhǔn)部在 水平面上旋轉(zhuǎn)一周，就在透明板上投測(cè)多個(gè)點(diǎn)，并且這若干個(gè)點(diǎn)構(gòu)成 一個(gè)小圓圈，最后確定定位軸線點(diǎn)的位置就是小圓圈的中心點(diǎn)。為了使投測(cè)的精度更高，然后以同樣的方法用盤(pán)右再投測(cè)一次, 取兩次投測(cè)點(diǎn)的中點(diǎn)作為最終的結(jié)果。施測(cè)吋因?yàn)閮x器安置在施t層 的下方，所以在施工過(guò)程中要特別注意對(duì)儀器和測(cè)量人員的安全應(yīng)有 一定的保護(hù)措施。（五）外控法當(dāng)施工場(chǎng)地比較空曠時(shí)采用此法，施測(cè)吋主要將經(jīng)緯儀安放在高 層建筑的附近進(jìn)行豎向投測(cè)。故此法也叫做經(jīng)緯儀豎向投測(cè)法。由于 施工場(chǎng)地不同，一般安放經(jīng)緯儀的位置不同，常用的有以下兩種方法:1、延長(zhǎng)軸線法這種方法要求建筑物四周

15、開(kāi)闊，將軸線延長(zhǎng)到總高度之外，以育 層軸線為準(zhǔn)繩，在延長(zhǎng)線上架設(shè)經(jīng)緯儀，逐層投射測(cè)繪，這種方法叫 做延長(zhǎng)軸線法。2、側(cè)向借線法如果建筑地不開(kāi)闊，軸線不能延長(zhǎng)，或延長(zhǎng)不能達(dá)到建筑物總高 之外，可以平移軸線一段距離，兩端架設(shè)經(jīng)緯儀，在視垂直角小于45。 時(shí)，即可采用側(cè)向借線法。施工層向內(nèi)平移相同距離時(shí)，要避開(kāi)腳手 架的影響，平移距離不大于2 hi,可以采用豎向投測(cè)的軸線。各種測(cè)量技術(shù)的比較1、速度最快效率最高的是激光鉛垂儀投測(cè)法，這種方法可以加 快施工進(jìn)度也可以有效對(duì)高層建筑進(jìn)行垂直度控制，精確度高。2、測(cè)量時(shí)間最短的是分段投測(cè)。這種方法可以較少考慮風(fēng)力、 溫度對(duì)建筑物垂直度測(cè)量的干擾。在建筑物地基的不均勻沉降的影響 之外，這種分段投測(cè)的方法是最準(zhǔn)確的。3、在實(shí)際測(cè)量中，投點(diǎn)既用高精度的激光鉛垂儀投測(cè)，分段乂 用超重錘校核，互相補(bǔ)充，對(duì)照檢驗(yàn)，可以有效的提高施測(cè)中的精度