高層鋼結構施工測量工法

高層鋼結構施工測量工法**建設集團有限公司1刖言隨著我國建筑業(yè)的發(fā)展，高層、超高層鋼結構工程越來越多，施工測量貫穿在鋼結構施工的整個過程中，測量的精度直接影響著鋼結構的安裝質(zhì)量。我公司承建的**金融中心工程為150m高的全鋼結構，工程造型獨特，施工測量復雜，通過認真研究、精心施工，高質(zhì)量、高速度完畢了工程的施工測量工作，并形成本工法。2工法特點2.1施工測量方便，測量精度高；1」2.2采用全站儀進行坐標定位。3合用范圍所有高層、超高層鋼結構工程的施工測量放線。4施工工藝4.1測量準備所有測量儀器準備齊全，并按《中華人民共和國計量法實行細則》規(guī)定檢查合格；施工圖紙審核完畢，并完畢設計交底；專業(yè)測繪設計單位提供的工程水準測量成果、高程測量成果等資料齊全；現(xiàn)場樁位交接完畢，并做好樁位保護，資料齊全。定位依據(jù)的復核：用坐標反算法核對所給點的邊長D和方位角祖；(2(2)用符合校測法所給出的水準點進行校核;4.2控制網(wǎng)建立4.2.1平面控制網(wǎng)建立（1）根據(jù)據(jù)每個工程的特點，為方便施工測量，提高施測效率，施工測量可分為一個或兩個區(qū)域進行。通常兩個區(qū)域的劃分為：核心筒的施工測量是一個單獨區(qū)域，核心筒外的鋼柱施工測量是另一個區(qū)域。根據(jù)每個工程的高度和工程的特點，可采用內(nèi)控法或內(nèi)控法和外空法相結合的方法。（2）核心筒控制網(wǎng)建立:（1）外控網(wǎng)建立：將核心筒最外邊的四條軸線分別向外擴1M,形成核心筒外控平面網(wǎng)，見圖1。（2）內(nèi)控網(wǎng)建立：從首層（±0.0以上）開始往上的所有層，必須要在核心筒每層頂板上預留孔洞以便用激光鉛垂儀進行測設。a、b、c、d四個軸線的交點構建本工程的內(nèi)控網(wǎng)，每層板上預留4個2X2的激光鉛垂儀用的孔洞，用來投測施工時使用見圖2。建筑資料下裁就隹筑北網(wǎng)b2X2的激光鉛垂儀用的孔洞，用來投測施工時使用見圖2。建筑資料下裁就隹筑北網(wǎng)bd圖1核心筒外控平面控制網(wǎng)圖2內(nèi)控平面控制網(wǎng)（3）外圍鋼柱測量平面控制網(wǎng)建立：根據(jù)每個工程的構件布置情況，可以建立一個或多個平面外控網(wǎng)。中關村金融中心工程南北柱子為斜柱，東西兩側為直柱，因此南北和東西分別建立兩個平面外控制網(wǎng)，見圖3、圖4。0圖3南北外控平面網(wǎng)0圖4圖4東西外控平面網(wǎng)用校核無誤后的水準點向現(xiàn)場較永久的建筑物上外測本工程的土0.0，用紅色油漆作“▲”標記，作為本工程的高程依據(jù)。為提高精度，在引測過程中必須使用前后視等長的原則。在施工過程中，必須經(jīng)常進行現(xiàn)場高程點的復測工作，保證引測的高程點對的無誤。并在現(xiàn)場布設4?5個同等高程的標高點作為地下地上高程的依據(jù)，要在距離本工程一定位置的地方埋設至少3個水準基準點組成高程點組。4.3地腳螺栓埋設測量在地腳螺栓的頂端臨時安裝一定位鋼板，與預埋鋼板平行并與地腳螺栓垂直。運用架設在柱縱、橫軸線交點上的兩臺經(jīng)緯儀垂直交匯，定位鋼板上的縱橫軸線允許誤差為0.3mm。在灌注基礎混凝土前，進行檢查調(diào)整縱、橫軸線與設計位置的允許誤差為0.3mm。4.4測量放線控制平面控制首層底板放線：一方面校測控制樁無誤后，在控制樁架經(jīng)緯儀，精密對中后，以盤左盤右取中法，把控制點投測到首層板面上，并進行閉合校核，閉合差符合測角中誤差±10〃，邊長相對中誤差1:1范圍內(nèi)校核無誤后，進行細部點投測，經(jīng)自檢、互檢，報監(jiān)理工程師驗線合格后，依據(jù)軸線控制網(wǎng)圖和施工分區(qū)圖做控制樁點，作為豎向控制基點?？刂茦饵c做法，用沖擊鉆把樁點鉆出，然后把鋼筋埋入，并用鋼鋸條鋸出十字劃在鋼筋上作出標記。標準層測量工作與鋼結構施工關系(以一柱二層為例)：鋼柱安裝(先校正標高，再校正位移、最后調(diào)整鋼柱的垂直偏差)一測量校正一下層框架梁一上層框架梁一測量一螺栓初擰一下層次梁、小梁一下層壓型鋼板堆放一上層次梁、小梁一測量校正一高強度螺栓終擰一壓型鋼板鋪設(樓板50mm控制線)一鋼筋、混凝土施工。4.4.2豎向控制本工程屬于超高層建筑(檐高150m),采用內(nèi)控外控相結合的方法。結構垂直度規(guī)定非常嚴格，四周測量場地比較狹小。以首層軸線控制網(wǎng)中基點作豎向投測時，應特別注意以下三點：?事先應嚴格校正好儀器，投測時，嚴格定平度盤水準管。盡量以首層軸線為準作后視。取盤左、盤右向上投測的平均位置.標高傳遞：從首層頂板上開始按留洞平面圖所示位置每層頂板留出4個2X2的方洞，作為用激光經(jīng)緯儀向上傳遞各層軸線的依據(jù)；留設此施工洞時，位置必須對的，測量人員在每層澆混凝土前應對各洞定位進行校核。用線墜校核上下層控制線間的誤差，用鋼卷尺閉合校核軸線控制線間的距離。在首層頂板上就把各控制軸線引測到較遠的馬路上，然后每隔6層用激光經(jīng)緯儀加彎管目鏡串中法向樓層投測相應軸線作為閉合，保證高層豎向軸線對的。內(nèi)控法與外控法共同操作，互相校核。保證層層有校核。當建筑物施工到一定高度時，外控制和遠方軸線標志不太好運用，此時必須以內(nèi)控制為重要依據(jù)。測量員必須注意，外控制、軸線標志和內(nèi)控制之間的關系必須保持一致，控制點之間距離誤差規(guī)定達成±2mm，測角中誤差±5〃。標高控制:一方面校測土0.0標高點，然后將±0.0抄測到建筑物外墻四周并引測到電梯井，用墨斗彈出，閉合差在±3mm以內(nèi)。用50m鋼卷尺直接從±0.0點沿電梯井和核心筒結構底板預留洞鉛直拉出各層距結構板面5mm的統(tǒng)一高程點，當兩點高程傳遞到同一施工面時，用水準儀對傳遞高程點進行閉合校測，取其三個高程點傳遞的平均值為準，作為各層結構高程的控制依據(jù)，在工作面上大面積進行抄平。在每層樓板施工完畢后，將激光鉛垂儀放置于首層底板上已埋設好的控制點a(或b、c、d)上將激光鉛垂儀精確對中、整平，然后調(diào)焦望遠鏡，照準施工層上的接受靶，運用無線對講機告知并指揮施工層上操作接受靶的測量人員，使接受靶上正交的坐標中心點同激光鉛垂儀十字絲交點完全重合。此時，固定好接受靶，為了消除儀器自身存在的系統(tǒng)誤差，再將激光鉛垂儀平轉90°方向，重新觀測儀器十字絲交點是否與接受靶的正交坐標交點重合，假如重合，說明儀器自身沒有存在系統(tǒng)誤差。這樣接受靶上的正交坐標交點即為控制點a的向上投影點；用同樣的方法將其余各控制點分別投測到施工層樓板上，同樣得到相相應的投影點?？刂泣c投測到施工層樓板上之后，將全站儀分別置于各投測點上，校測各個角及相鄰兩投測點間距是否同首層土0.0底板上相應的各個角度及控制距離相符，待角度、距離校測后，將投影點用墨線連起來，然后以控制線為基準，用檢定過的50m鋼卷尺，將各條軸線投測于樓板上。最后以軸線為基準測出與鋼柱所在軸線的借用1m控制線，作為下一節(jié)鋼柱校正的依據(jù)。4.5外控法控制鋼柱的位置(以中關村金融中心工程為例)運用上圖3和上圖4作為外控法的軸線控制依據(jù)。南北鋼柱定位，見附圖3(1)用全站儀把。點坐標定出來，在。點放置一臺DJD2A級的電子經(jīng)緯儀，作為塔樓南北鋼柱的主控點。定出A、B、C控制線，根據(jù)圖紙尺寸把TR2?TR7各軸線與c軸的交點定出來，同樣把TR8?TR14軸線與a軸的交點定出來。DJD2A級電子經(jīng)緯儀架設在o點，用來控制TRBs軸和TRGs軸上鋼柱的垂直于TR1?TR14軸方向的位置。萊卡全站儀(TCA2023)架設在TR1?TR14軸與a、c軸線的交點上，用來控制鋼柱的軸線徑向位置。東西兩側鋼柱定位，附圖4用全站儀把。點坐標定出來，在。點放置一臺DJD2A級的電子經(jīng)緯儀，作為TRBs軸和TRGs軸上鋼柱的主控點。把TR1、TR7、TR8、TR14、TRC?TRF、TRJ?TRN軸線上的各個坐標點同樣用全站儀定出來。用兩臺DJD2A級電子經(jīng)緯儀架設在任意一根柱子的兩個軸線上，用正交法即可把鋼柱位置精擬定位出來。4.6鋼柱安裝測量構件進場復測在安裝測量前，對柱、梁、支撐等重要構建尺寸與中線位置進行復核，構件的外形與幾何尺寸的偏差符合“建筑鋼結構質(zhì)量驗收規(guī)范”的規(guī)定。根據(jù)流水分區(qū)的劃分以及鋼柱吊裝順序，在需要吊裝的鋼柱上面根據(jù)鋼柱原有的沖眼標出軸線或中心線，并用紅色三角作出標記，以便校測用。見下圖6。在吊裝前，必須對鋼柱的長度，及截面幾何尺寸作檢查，以作為吊裝測量控制標高的依據(jù)。圖5鋼柱上標注基線示意圖定位復測：在基礎混凝土面層上第一節(jié)鋼柱安裝前，要對鋼柱地腳螺栓部位的柱十字定位軸線控制點組成的柱格網(wǎng)進行檢查、調(diào)整。其誤差小于1mm。安裝時柱底面的十字軸線對準地腳螺栓部位的柱十字定位軸線。其誤差小于0.5mm.。鋼柱垂直度校正（1）將檢定過的兩臺DJD2A級電子經(jīng)緯分別置于互相垂直的軸線控制網(wǎng)上，精確對中，整平。后視前方墨線（控制軸線），然后縱向轉動望遠鏡，照準鋼柱頭上操作人員的標志，并讀數(shù)，與設計控制值相對比后，判斷方向并指揮吊裝人員，對鋼柱進行校正。直至在兩個方向上均校正在對的垂直位置后，將四個方向的攪風繩拉緊，然后告知吊裝人員進行焊接。（2）由于焊接時，考慮到焊接使得鋼骨收縮，而使得柱子偏移，所以必須隨時監(jiān)測并同時校正垂直度，鋼柱校正方法如圖6所示。圖6鋼柱測量校正圖鋼柱頂位移校核在下一節(jié)鋼柱吊裝前，必須對前一節(jié)鋼柱頂?shù)钠七M行復測。復測方法用樓板上已經(jīng)投測的軸線及軸線控制線，量出控制線與鋼柱中心的尺寸，根據(jù)實測數(shù)據(jù)整理成測量報告，上報各有關部門，并進行數(shù)據(jù)分析。以備在下一節(jié)鋼柱吊裝時進行平面調(diào)整，以免誤差積累而影響總的垂直度。鋼柱安裝復測（1）、當鋼柱初校完后，需安裝鋼梁。梁柱之間用高強螺栓連接，在連接安裝過程中，將會影響鋼柱的垂直度，因此必須安裝校檢。（2）螺栓初擰之后，需要終擰。終擰同樣將會對鋼柱垂直度有所影響，為了保證鋼柱安裝精度的規(guī)定，需作進一步的校測。校測后的測量數(shù)據(jù)作為節(jié)點焊接參考依據(jù)。（3）終擰之后，下道工藝是焊接之后的焊縫將會收縮。因此，焊接之后，必須再一次校測，校測后記錄下來的測量數(shù)據(jù)，重要為下一層鋼柱安裝提供調(diào)整依據(jù)。其它測定在進行柱、梁、支撐等構建安裝時，應以柱為準，調(diào)整梁和支撐，以保證建筑物整體的鉛直度。在焊接時必須觀測與記錄以下項目：（1）柱與梁焊縫收縮引起柱身鉛直度的測定；（2）柱的日照溫差變形的測定值；（3）塔吊錨固在結構上，對結構鉛直度的測定；（4）柱身受風力影響的測定。4.7鋼結構安裝質(zhì)量檢查鋼柱頭標高檢查方法標尺用校核無誤的當前施工層的控制標高作為基點，用水準儀將低于柱頂3mm的標高線投測到鋼柱上，并彈上墨線。然后用通過檢定的鋼尺；量出墨線到柱頂?shù)膶嶋H尺寸并記錄下來。將實測尺后的數(shù)據(jù)整理上報，見圖7。標尺鋼柱nipz—,墨線//\/?.~I上鋼梁圖7鋼柱標高檢查圖圖8鋼柱垂直校正圖首層以上鋼柱垂直度檢查校正（1）將首層基準軸線投測到鋼梁面上，所投測的線距離梁上的基準設計軸線1m；（2）校測梁上基準線的平面位置、尺寸、關系、經(jīng)校測符合精度后，方可使用；（3）將經(jīng)緯儀架設在梁面基準線上，后視基準線方向向上投測，鋼柱頂部卡有讀數(shù)標尺；（4）根據(jù)儀器與軸線的間距關系，在標尺上讀出相應的尺寸，以此來校正鋼柱。見示意圖8：鋼柱之間水平距離的檢查校正（1）當鋼柱吊裝完畢后，通過垂直度校正和標高校正完畢后，需要進行平面位置校正；（2）AC2023全站儀可以對任意多的點距離聯(lián)測，運用全站儀的這一程序，來對鋼柱水平面位置進行校驗；（3）一方面根據(jù)設計圖紙，在計算機中把任意兩個鋼柱的平面位置距離計算出來，如圖9所示。鋼柱S圖9(4)用全站儀架設在任意位置(必需可以看到兩個鋼柱)，使用距離聯(lián)測程序測量出兩個鋼柱間的實測距離。把測量數(shù)據(jù)保存起來，作為鋼柱校測的依據(jù)。鋼柱S圖9(4)用全站儀架設在任意位置(必需可以看到兩個鋼柱)，使用距離聯(lián)測程序測量出兩個鋼柱間的實測距離。把測量數(shù)據(jù)保存起來，作為鋼柱校測的依據(jù)。5重要儀器(以中關村金融中心工程為例)序號名稱型號與規(guī)格數(shù)量精度1萊卡全站儀TCA20231臺0.5〃2電子經(jīng)楸DJD2A3臺2〃3激光鉛垂儀D2J22臺1/4504自動安平水準儀NAL1322臺±1mm5鋁合金塔尺5m2把1mm6光原寸點器2臺7棱鏡20個8鋼卷尺50m2把1mm9管形測力十LTZ-2N2只10對講機4部6重要勞動力組織儀器觀測：3人；手規(guī)：3人；輔助：3人。7質(zhì)量標準序項目圖示允許偏差(mm)檢查方法鋼結構定位軸線±LL±a-L/20230且W3.0用經(jīng)緯儀和鋼尺檢查柱子定位軸線1.0用經(jīng)緯儀和鋼尺檢查地腳螺栓位移底層柱柱底軸線對定位軸線偏移2.03.05上柱和下柱的扭轉3.0底層柱基準點標高±2.0單節(jié)柱的垂直度同一層柱柱頂標高之差用拉線和鋼尺檢查用吊線和鋼尺檢查用鋼尺檢查用水準儀檢查h/1用經(jīng)緯儀或吊線和鋼尺且W10.0檢查5.0用水準儀檢查同一根梁兩端水平度10111213壓型鋼