高层建筑垂直度控制方法浅析

施工技术　建材发展导向２０１２年４月　＿＿＿　Ｉ－＿＿　口　同　层建筑垂直度控制方法浅析　丁利勇　［昆明二建建设（集团）有限公司】　摘　要：高层建筑现在已经成为一个国家发展水平的一个最直观的体现，在高层建筑中，垂直度的控制非常重要。本文首先介绍了　对于高层建筑垂直度控制的精度要求以及简要的建筑轴线投测方法，然后重点介绍了目前较为常用的一些垂直度控制方法：光学垂准仪　法、激光铅直仪法、经纬仪外控法、经纬仪天顶法、吊线坠法，同时具体阐述了在具体环境下的施测方法。　关键词：高层建筑；精度；垂直度控制方法；施测选择　刖舌　随着我国经济的飞速发展，城市化进程的加快，高层建筑、超高层建筑　正日益增多，对建筑垂直度的要求也越来越高。垂直度的控制是保证高层　建筑施工质量的基础，也是施工过程中关键的环节之一。随着科学技术的　发展，高层建筑垂直度的控制方法也有了显著的进步，如光学经纬仪、激光　铅锤仪和电子计算机技术的应用使得施工手段发生了根本性的改变。　１垂直度控制的精度与误差　建筑工程是严格按设计进行的，工程建筑物轴线位置是建筑物各部　分几何关系和尺寸的基础，也是施工定位的依据。而保证每层轴线正确　的前提就在于建筑垂直度的精确控制。　１．１垂直度测量精度规定　按《高层建筑混凝土结构技术规程（ＪＧＪ３—２００２）￣要求，层间垂直度　测量偏差不应超过３ｍｍ；总高允许偏差不大于Ｈ／１０００且≤３０ｍｍ（Ｈ为　建筑物总高），且不大于１０ｍｍ（３０ｍ≤Ｈ＜６０ｍ）、１５ｍｍ（６０ｍ≤Ｈ＜９０ｍ）、　３０ｍｍ（９０ｍ　Ｈ＜１５０ｍ）。超过９０ｍ的建筑，可按３Ｈ／１００００计算，对于个别　超高层建筑，有时会另作明确规定，不可以一概全。　表１高层建筑倾斜量允许值　项目　内容　允许偏差　每层　３　Ｈ≤３Ｏ　５　３０＜Ｈ≤６０　１０　轴线竖向投测　６０＜Ｈ≤９０　１５　总高ＦＵｍ　９０＜Ｈ≤ｌ２０　２０　１２０＜Ｈ≤１５Ｏ　２５　ｌ５０＜Ｈ　３０　１　Ｉ２高层建筑物轴线投测质量控制　高层建筑的组成一般为：主楼、裙楼和地下，可分框筒结构、筒中筒　结构两种基本结构形式，基本轴线投测方法主要是内控法和外控法。基　于施工现场往往采用安全网封闭大楼，加之场地和环境因素的限制，内　控法成为高层建筑垂直度测量的主要方法。　布设控制网：控制网按“内控天顶垂准投测法”布设。即通过建筑物　的具体形状和所占范围大小确定网形，布设控制点数≥３，一般为４个。　具体控制点的位置也有具体要求，如：其必须在主楼内，离纵横轴线的距　离大于ｌｍ以便用测试夹角和施工中的视线畅通。　垂直控制网的投测：首先，找到基准。一般以规划部门测定的红桩线　为基准。然后，根据全站仪在预埋钢板上的精确投测先做临时记号，待检　验后在钢板上刻十字。　最后，在各个控制点的位置还需预留２００￣２００ｒａｍ的垂线传递孔。为　了避免高层建筑的整体扭动，还需在垂直控制网的外方向进行联合测　试，当夹角值相对误差≤２Ｏ　时，精度合格。　２垂直度控制的各种方法　与一般的建筑物相比，高层建筑的垂直度控制的要求和方法都不一　样，其标高的控制更严格，尤其是垂直度，轴线控制非常重要。在高层建　筑中，有多种垂直度控制方法，如：光学垂准仪法、激光铅直仪法、经纬仪　外控法、经纬仪天项法、吊线坠法等。当然，具体方法的选择还需根据工　地的实际情况灵活而正确的选择。　２．１吊线坠法　・　这是一种相对古老的垂直度控制方法，但如果掌握的好，运用恰当　・８２・　仍可以达到很好的效果。这种方法一般用于２Ｏ层以内（５０～１００ｍ）的建　筑，使用钢坠的质量一般为１０～２０ｋｇ，用直径Ｏ．５～０．８ｍｍ的钢绳制成吊　线，以首层地面轴线的控制点为基准，逐层向上测轴线与控制结构之间　的竖向偏差。在实际测试中，需将吊线坠的位置预设在建筑内部以减少　自然风力的影响。　２．２经纬仪外控法　这也是一种传统的控制方法，即通过将经纬仪安放在建筑物外进行　轴线投测来控制建筑物的垂直度。当建筑物四周宽阔时，可采用逐层向　上投测的方法，将高层建筑物的四周轴线延长到建筑物总高度以外，也　可延伸到附近高层建筑物屋顶上，在轴线的延长线上安装经纬仪，从首　层轴线开始，计算通过的距离与角度。　２＿３经纬仪天顶法　经纬仪天顶法是根据之前在建筑物底层设伏的轴线控制网和相应　的轴线标志，以及各层楼板预留的可供视线通过的空洞，在经纬仪目镜　处安装弯管目镜，将望远镜指向天顶方向，从而测量人员可由弯管目镜　很方便的进行观测。这种仪器有空心中轴，不仅可以向正上方投测，也可　投测正下方的目标。将投测仪安放在首层的轴线标志点后，若水平转动　一周，视线指在一点则说明该视线的方向处于铅直状态，可以继续向上　投测，从而计算和控制垂直偏差。　为了保证投测时的精度要求，需将仪器的照准部水平旋转３６０ｏ使其　在透明板上投测出若干点构成一个圆圈，小圆圈的中心点即最后确定的　定位轴线点的位置。若要求精度更高，可以同样的方法再旋转一次，两次　得到的中心位置取中点即可。　使用这种方法时，由于仪器安装在工地底层，所以需特别注意仪器　和测量人员的安全，测量人员要做好充分保护措施。　２．４激光铅直仪法　由于激光的发射角极小，方向性好，所以激光铅直仪的测量精度较　高，同时测量也较其他方法迅速。　具体测量方法是：将非调焦望远镜与激光管串联，用万向支架悬挂　从而仪器可以自由旋动，激光尾部的副光可用于对中以更好的安装仪　器，当仪器静止时激光束处于铅直方向。激光铅直仪的精度非常高，当楼　层高度达１５０ｍ时，其平面误差也只有不到８ｍｍ。　２．５光学垂准仪法　光学垂准仪的内部装有保证入射光线水平的自动安平装置，入射光　线进入仪器内部会进过五角棱镜折射，从而得到垂直于入射光线的铅直　出射光，以此提供的铅直线可将从底层的轴线控制点标定到上一楼面。　光学垂准仪的精度很高，正、倒镜观测时标准偏差为１／２０００００，即　１００ｍ时误差仅为±０．５ｍｍ。使用时需要选定４个控制点作为纵横轴线放　样依据，对应于这４个控制点上方预留２０ｃｍ￣２０ｅｍ的孔洞，并在四周砌　上阻水圈。　，　２．６经纬仪天底准直法　经纬仪天底准直法完成垂准测量的方法是利用仪器可将一个点向　另一个高面作垂直投影，加之测微分划板可以测量垂准线和测点之间的　偏移量。　在具体操作施测之前需拟定具体的测量方案，在相应楼层预留俯视　孔，其孔径偏差不大于８ｍｍ。然后将垂准经纬仪安装在浇筑后的施工层　上，将望远镜的观测状态调为铅直向下，使视线通过楼板上预留的孔洞，　照准底层地面上的事先投测的轴线点的标志，将下边的轴线点投测到施　

工层上来。当标定完成后，用墨斗线弹在俯视孔边上做出标记。此标记出　建材发展导向２０１２年４月　施工技术　建筑结构设计与施工常见问题与对策分析　陈桂萍　杨慧玲ｚ高彩霞ｓ　（１．延安金思维建筑设计有限公司　２．延安市宝塔区城市综合开发公司　３．延安城市建设投资开发有限责任公司）　摘　要：随着我国科技的不断发展，建筑业也相应的得到了完善。建筑结构的设计与施工是一个工程项目中的核心，它设计与施工　的好坏直接影响着建筑施工的方向和质量。本文通过建筑结构设计与施工中的常见问题以及应对方法进行深入的探究。　关键词：建筑结构；建筑施工；常见隐患；对策　一个建筑工程的好坏不光关系到用户的生命以及财产的安全，还影　响着国家的发展，是利国利民的大事。只有完善结构的设计与施工，才能　避免一些问题的出现，才能保证建筑的质量。　ｌ建筑结构设计与施工常见问题　建筑结构设计方面，由于一些设计人员在建筑结构设计上的不足，　导致建筑结构设计的不合理，使之存在着很大的安全隐患。还有的设计　人员由于意识上的不足，只强调了设计上的美观而忽视了结构的关键用　途。　建筑施工中原材料的质量是一切的基础，如果在设计中偷工减料，　将会导致建筑上的事故。有些建设单位为了获取更大的利益，在设计中　要求设计人员对设计文件的经费进行过量的节省，大幅度的降低设计标　准，忽视了建筑工程的质量及安全，导致建筑中的钢筋，混凝土等施工的　必备材料性能的不足，进一步引发了建筑中的质量问题。虽然在建筑施　工中我国对钢筋等原料有着严格的规定，但建筑上的不同结构，对原料　的性能也是有着不同的要求，这也使得企业在设计中钻了空子。还有的　一些小型企业在使用的原料质量上存在着很大的不足。有些施工中采用　强度较大、抗性不强、韧性较小的钢筋，在抗压和防震上达不到规定的要　求，使建筑物在后期中存在着安全的隐患。　在建筑的结构设计中轴向的变化常常使人头疼，尤其一些高层建筑　中，负载的偏移量过大，就会使支柱发生较大的形变，轴向变形，引起的　连锁反应就是梁、柱之间的形变，造成支柱与梁体间的负弯矩值减小，容　易发生坍塌的事故。　在建筑结构中往往会忽视防雷接地的设计，防雷接地在当今无论是　构筑物还是大型的建筑工程中都会采取相应的安全措施。如果不幸遭遇　雷击，极有可能对电器设备造成严重的损坏，以至于正常的运行受到影　响导致大面积的停电，没有较好的防雷措施，建筑物遭遇雷击的概率就　会大大增强。　而在如今的建筑施工中对混凝土施工的整个工艺流程不能做到工　序的环环相连，以至于其中任何一道工序出了问题，最终导致整个工程　进展的缓慢和质量的下降。混凝土的比例不能达到规定的标准。混凝土　比例的标准是经过长期施工探索出来的，合格的沙石、水泥能达到施工　所需的强度，控制好沙石、水泥的比例才能够使混凝土达到要求，可以满　足建筑施工的耐久性和降低成本的要求。也只有符合标准的混凝土才能　使施工顺利的进展，达到施工与验收的标准。　２建筑结构与施工中问题的对策　（１）在建筑结构的设计中必须按照标准进行设计，按照规章制度进　行施工。这也是提高设计与施工水平的前提条件。建筑物在施工前需要　打地基，而施工前也许要像打地基一样从开始就能够平稳的进行，那就　是施工前的准备工作。设计人员必须对所设计方案规范好，施工才能按　照规范合理的运行。良好的结构设计能够在施工的初期起到良好的效　果。在建筑工程施工期间要对所使用的材料进行质量鉴定，如混凝土在　使用时要进行强度的测定。因为混凝土有一定的离散性，即使达到标准　也有可能在施工中发生质变，所以强度的测定是很有必要的。混凝土的　离散性主要和原材料有关，原材料的变异将会直接导致混凝土强度的下　降。因此对原材料的管理至关重要，决不能出现不合格的原料或长期存　放的。对原料的购进与存储应及时的汇报，采取相应的管理方案，保证原　料的质量，进而保证了混凝土的强度。　（２）在建筑施工中建立完善的工程统计机构。可以很好的预防和避　免建筑结构中一些问题的发生。项目施工管理的一项最基本工作就是工　程统计，它是上层管理的必要手段，在建筑工程管理的工作中起着非常　重要的意义：工程统计可以全程的对建筑工程的管理进行监控。统计信　息不光用在领导者在制定管理决策上，而在控制管理的过程当中仍然需　要统计信息。可以通过定期的报表、重点的调查以及抽样调查等多种行　之有效的方式，对工程管理的全过程进行监督控制，发现问题及时解决，　ｏ◆ｏｏ◆ｏｏ●００◆００◆００◆００◆０ｏ●００◆００◆ｏ０●ｏ０●００◆００●００●００◆００●００●００●００●００●００●００◆００◆００●００●００●００●００●００●００●００●００◆００●００●００●００●００◆００●０ｏ●００◆００●００◆００●００●０ｏ●００◆００●０　来的十字丝作为测站即可测角放样，进行测设高层建筑物的轴线。　３垂直度控制方法的正确选择　垂直度控制方法的选择需从多种方面综合考虑，如：施工的场地、价　格预算、设计要求、技术人员和操作人员的水平等。最经济方便的方法是　经纬仪外控法，适用于建筑周围宽阔的地方，若能满足其条件，一般为测　量的首选方法。　光学垂准仪虽然精度较高，但是价格过于昂贵，精密光学垂准仪价　格约达８万港元。激光铅直仪法是投测速度最快的方法，可用于一些特　殊场合，但同样存在着投入大，易出故障等其他问题。这些测试方法的灵　活运用就需要技术人员的扬长避短，以到达省钱省力，事半功倍的效力。　３．１从建筑或构件的外部观测主体倾斜时，宜选用下列经纬仪观　测法　投点法：在测试时，将水平读数尺等安置于底部观测点，安置每个测　站的经纬仪时，先测出每个标志间的水平位移分量，再按矢量相加的方　法求得相应的倾斜量和倾斜方向。　测水平角法：对于特殊形状的建筑，塔形或者圆形每个测站以定向　点作为零向，通过测出至底部中心的距离或各观测点的方向值可以计算　出顶部至底部中心的水平位移值。　前方交会法：当交汇角在６０～１２ｏ￣之间时，基线与观测点组成的构形　最佳。可通过观测坐标值的变化，再根据坐标差计算水平位移，亦直接通　过解算坐标变化量的方向差交会法。　３．２利用建筑或构件的顶部与底部之间的竖向通视条件进行主　体倾斜观测时。宜选用下列观测方法　激光位移计自动记录法：这种方法的接受器装在顶层或需要测试的　楼层，利用电梯井作为激光通道，位移计则安放在底层或地下室。位移计　发出激光后，示波器可以根据发射出的激光自动进行数据的记录分析。　激光铅直仪观测法：在顶部的适当位置安装接收装置，在其垂线下　安装相应激光铅直仪，从而可以通过接收装置，通过周期性测试，直接获　得顶部的水平位移量和方向。为了加强测量精度，可以１８ｏ。旋转两次测　试，将获得的数据取平均值。当然，对于超高层的建筑，务必考虑大气流　对其的影响。　最后，还有正、倒垂线法和吊垂线法。这两种方法与第二节中的吊坠　线法相似，同样是用于观测水平位移量和位移方向的较简易方法，这里　便不再赘述。　４结语　高层建筑的建设现在已经成为衡量一个国家综合实力的重要标志，在　高层建筑的建设中，垂直度的控制则是重中之重。随着科学的进步和技术　人员经验的积累，现在已经有多种垂直度控制方法，以及相应的精度控制　指标，了解清楚各种方法，并根据施工环境以及各种条件、人员等因素选择　正确的垂直度控制方法，将其垂直度控制在一定误差范围之内，不仅提高　建筑的质量，也证明了我国建筑施工水平和实力，具有重要的意义。　・８３・