高层建筑施工控制测量技术.docx
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高层建筑施工控制测量技术
浅谈高层建筑施工中的新技术
及需要注意事项
浅谈高层建筑施工中的新技术及需要注意事项
一、高层建筑施工控制测量技术（内控法）
2007年在辽源市东方新城D座28层高层建筑工程的施工中；施工测量控制技术的采用既保证了高层建筑对测量精度的要求又达到了速度快，节省人工的效果，从而提高了本公司在建筑市场的知名度和竞争力。
［关键词］高层建筑、控制测量、内控网、平差等。
1、工程概况
辽源市东方广场D座位于辽源市东方广场北侧，商贸城南侧，地下一层，地上二十八层，总高度93m，总建筑面积2.8万㎡，平面图形为长方形，大楼的垂直度控制在规范允许范围内是本工程施工控制的重点。
2、高层建筑施工测量的特点：
由于高层建筑层数多、高度高、结构竖向偏差直接影响工程受力情况，而且在电梯的安装中垂直度的要求较高，在施工测量过程中竖向投测精度要求高，必须选择合适的仪器和测设方法，开工前要测设足够精度的场地平面控制网，以保证整个高层施工中对测量精度的要求。
3、控制方式的选择：
本工程处于繁华地段，场地狭窄，北邻商贸城，东西相邻C座、E座，又有基坑开挖，不具备建外控网条件，必须采用内控法。
所谓内控法就是建立内控网，用以进行轴线的引测，楼面的放线。
4、工艺流程：
施工准备→建筑的定位放线→建立轴线控制网→建立内控网→控制引测→楼面施放控制线、轴线放线→校核
5、施工准备
a）、人员配备：
建筑物的定位放线及测设轴线控制网阶段4人，轴线投测及楼面放线阶段3人，校核增加1人。
b）、仪器检校
测量中所用激光铅垂仪、经纬仪、塔尺、钢尺必须送仪器检定部门检定，处于有效期内，测量前要对仪器进行常规检校。
6、建筑物定位放线：
根据辽源市规划办测定的建筑物，北墙东西两个角点，与设计图纸尺寸校核后，确定北墙基准线及东西北角点，利用钢尺、经纬仪将建筑物的定位轴线放出并引测到南北两侧的硬化路面上（距该建筑物约7m处），并作永久性保护，作为建筑物今后控制主轴线（如图1）将Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ点即为该建筑的控制点，因此施放建筑物的内控网。
即控制线a、b、c、d。
控制线根据工程的平面特征，距各边墙轴线1.2m距离。
a、b、c、d四条线交点，即为控制点。
A’B’C’D’E’F’
d
a
c
b
GABCDEFH
图1
7、建筑物的基础放线：
由于本工程地下一层，基坑深度5米，±0.000以下的放线采用方向交汇法。
利用设定好的建筑物主控线的引测，采用经纬仪向坑内投测，四条线a、b、c、d交点即为该建筑物控制点。
8、建立内控网：
本工程平面位置呈长方形，用平面交汇法，在一层平面上建立四个内控网点。
（见图1），在地下顶板施工时，在内控点位置预埋200×200×6厚钢板,待楼板施工完毕后将四个内控点复核无误后,即在钢板上刻上十字线,作为全过程竖向控制和施工放样的依据,以上各层楼面浇筑时,对应于内控点位置均预留150×150传递孔,并在孔四周留设阻水圈。
9、竖向投测：
竖向投测采用激光铅垂仪，7层以下可随时进行，7层以上早6:
30分前完成。
操作时将仪器安置于一层楼内控制点上，精确调整仪器打开激光器，通过调整使激光点清晰的投测到接收靶上（200*200有机玻璃板）为消除仪器误差，将激光器旋转一周，取激光点轨迹中心，即为垂直线投影点；将四个内控点投测到相应楼层后，对其进行测角量边。
复核无误后，即可作为楼面控制线，
10、各层楼面放线：
内控网投测到施工楼层后，以此内控网为依据，利用平行线法放出各轴线的控制线（此系统作用校正线，校模的重要依据，一般距墙、柱500），再利用平行法放出各轴线根据轴线进行细部放线。
11、分段投测：
本工程在具体投测过程采用了分段投测方式，目的是为了提高功效和防止激光散光误差，分段投点的方式；14层以下为一段，14层以上为一段，第一段施工完毕后，将此段起止控制点位精确的投至14层楼面，并进行控制网的检测和校正，确认控制点准确无误后，重新设点，相当于将一段控制网垂直升至14层锁定，作为上段各层的施工控制依据。
12、校核：
每投测段施工完毕，用20#钢线、5kg线锤、人工投点进行对比校核。
13、垂直偏差计算及测量：
1、各层结构完成后，用钢尺直接量取外面各柱列轴线（柱中线垂足）与相应的控制轴线的垂距，此垂距相对应于首层垂距（即设计垂距）之差，即为其纵横偏差xi、yi，作为计算确定每层偏差及建筑物垂直度的依据，如图
图4垂直偏差计算的数学模型
O—设计形心；O′—实际形心；△χ=χ实-χ设;
△y=y实-y设
xi构件x方向的偏差值x=∑△xi/n
yi构件y方向的偏差值y=∑△yi/n
各层偏差s=
各层垂直度K′=s/h
全高垂直度K=Smax/H,其中Smax为最大偏差值,H为相应楼层的建筑物最大高度。
2、垂直偏差测量：
主体结构施工完毕，将首层轴线控制网延伸至户外，在户外架设经纬仪进行室外垂直观测。
14、实施效果：
1、测量控制精度高，提高了工程质量
由于该激光测量仪器设计合理，发出的铅直激光束平均误差均小于±5角秒（即±2.5/100000），且没有调焦、瞄准和读数引起的误差，不受风力的影响，所以测量结果精度较高。
本工程主体封顶后通过垂直偏差测量及户外经纬仪测量，最大垂直偏差6mm，远远小于规范规定20mm。
从而保证了结构的安全和工程质量。
2、速度快和效率高，加快了施工进度
本工程各层楼面混凝土捣制完成，混凝土达到一定强度后，即可进行垂直轴线引测和楼面放线，由于引测速度快，因而不妨碍其它工序的施工，保证了主体结构标准层每层３-５天的施工进度。
3、节约人工
由于垂直轴线引伸过程仅需２名测工，而且引测速度快，因而能节省测工。
本工程从垂直轴线控制网建立、垂直轴线的引伸以及楼面的平面轴线放线均在施工中穿插进行，不会因垂直轴线引测延长而产生窝工。
15、内控法测量主要事项
1、七层以上测量时间应考虑阳光照射是建筑的变形影响，特别是50m以上的建筑。
2、激光器操作一定要准确安置在控制点上，旋转激光器速度一定不能过快，旋转一周在30秒以上时间完成，操作人员必须是经过培训的专业人员。
3、注意仪器的保养，严禁潮湿，电池用过后拆卸，使用前重新安装。
4、沉降观测要按规定和计划操作，发现问题及时上报有关部门。
如果沉降不均大大影响投测精度，在允许范围应修正投测点。
以保证建筑垂直度。
二、流态砼在施工过程中应用及质量控制措施
1、具体施工流程
铲车上料（砂、石料）→人工水泥、外加剂→料仓→提升至搅拌机→下料流子→泵车料斗→泵送→布料机→浇筑点→振捣→找平→覆盖薄膜。
2、设备机具
LG936L型铲车、PLD1600料仓、配料称、JZC1000型搅拌机、水箱、砼输送泵、布料机、振捣器、刮杠、木抹子。
3、原材料质量的控制
施工现场中低标号砼施工中，优先选用符合GB175-标准的符合水泥、矿渣15%、粉煤灰14%使砼和易性大大提高；进场水泥应有出厂合格证，并有复试报告，对相同厂家，同一批号的水泥为一个取样单位进行复试，根据辽源市现状，水泥每600t为一个批号，进入施工现场一般不超过200t对于几家大的建筑公司而言。
骨料：
细石进场就有采石场的质量证明书，并以进场不大于400m³为一个取样单位进行复试，细骨料采用中粗砂，细度模数宜大于2.6.
水:
优先使用可饮用水，其他水源必须按《混凝土拌合水标准》（JGJ63）检测，因使用复合水泥，施工现场流态砼不掺加掺合料。
外加剂：
用于混凝土的外加剂质量必须符合（GB806）及《混凝土外加剂应用技术规范》外加剂必须经过技术鉴定并具有质量证明书，砼所使用各种材料不能混放，有明显标志，单独存放，严禁与水泥、膨胀剂等粉状材料混杂。
4、混凝土配合比的控制机砼搅拌泵送质量控制
施工现场搅拌砼标号为C40以下；C40以上部分砼委托商品砼公司搅拌；下面介绍本公司C40砼配合比现场控制。
a）、对骨料含水率及时测定，依据检测结果及时调整用水量和骨料用量；保证水灰比
b）、对计量设备进行校核，定期由计量部门检查
c）、混凝土拌合物的质量应目测检查，至浇筑地点不离析、不分层、和易性良好，任何情况下入模的温度不低于5℃。
d）、混凝土泵送前应先用适量的与混凝土成份相同的水泥砂浆润滑输送管内壁。
e）、梁、板砼浇筑应连续进行，当必须间歇时，其间歇时间宜缩短，并应在前层砼凝结前完成。
砼泵送结束后或停歇时间过长，进行管道清洗时，严禁随意将压力水或压力砂浆积存所浇筑的砼结构中。
f）、严格控制塌落度。
泵送高度与塌落度成正比，砼塌落度严格控制在180以内。
5、砼浇筑过程中的质量控制
a）、在浇筑过程中，应控制砼拌合物的均匀性和密实性，如砼稠度和均匀性发生较大变化时应及时处理，在凝结前重新搅拌，已过凝结时间，作废处理。
b）、墙柱分层，每段高度不大于600高，墙柱根部采用300厚减半石打底，振捣后再进行上部浇筑，达到一定强度，拆模用塑料薄膜覆盖，梁板砼浇筑前检查模板、杂物清净，浇水湿润后开始浇筑，从短边开始分段进行，墙、柱、梁、板采用插入式振捣器，梁板人工用砂抹子找平，待初凝后，再用砂抹子从垂直方在找平一次后用薄膜覆盖，砼终凝后达到一定强度，将薄膜掀掉进行投测放线后并浇水养护，不少于7天。
梁板砼达到1.2MP后36小时以上可以进行上部结构及外围护架的施工。
c）、流态砼由于塌落度较大，较之普通水泥表面易产生不大的裂缝，我公司的通常做法如下：
（1）、加强配合比控制，尽量选用粉煤灰和矿渣复合型水泥，骨料的选用，连续级配粗骨料配制的砼具有较好的和易性，较少的用水量和水泥用量以及较高抗压强度。
另外严格控制砂、石含泥量，砂不大于2%，石不大于1%。
（2）、采用塑料薄膜覆盖，延缓砼降温速度，保湿养护。
（3）、尽量不掺加早强剂等
（4）、掺加6%的砼膨胀剂达到微膨，不取代水泥，用以补偿砼收缩变形产生的细小裂缝，由于只相当于砼自然收缩率的部分，因此产生的应力可以忽略不计。
实践证明，大大减少了梁板砼的微裂缝。
（6）、浇筑梁板砼时，泵送加布料机操作，布料机作用半径终可达12m-14m，大大提高了施工速度，保证了连续作业时间不会过长，给在初凝时薄膜铺创造了条件，从而保证砼浇筑的连续性，砼不离析，不分层，使施工质量的提高得到保证。
三、施工现场智能化管理及视频监控系统
建筑行业是一个安全事故多发的行业。
目前，工程建设规模不断扩大，工艺流程纷繁复杂，如何搞好现场施工现场管理，控制事故发生频率，一直是施工企业、政府管理部门关注的焦点。
利用现代科技，优化施工现场管理和监控手段，实现实时的、全过程的、不间断的安全管理是建筑行业施工管理的发展趋势。
本项目总建筑面积12.6万平方，施工现场划分为两个标段施工，现场情况比较复杂，应用现代科技和先进管理手段，利用人管加技管的方式能够更好的对本项目施工现场进行管理。
根据现场实际情况和现场管理需求，本项目施工现场智能化管理和现场监控主要分三个方面来实施。
第一是对施工现场人员的管理，即对人员出入和上下班进行刷卡考核。
第二是对施工现场进行现场监控，利用电子监控设备对主要场所进行监控，预防事故发生。
第三是对生活区职工用电进行管理，利用先进的限电设备来杜绝宿舍内禁用电器的使用，防止意外的发生。
3系统介绍
本次设计主要分为三个子系统：
1、人员考勤管理系统
2、施工现场监控管理系统
3、生活区职工用电管理系统
3.1人员考勤管理系统
3.1.1系统概述
考勤系统为了实现施工现场人员出入控制，数据采集﹑信息查询和考勤统计过程自动化，完善人事管理现代化，代替以往的人工签卡﹑打卡，方便管理人员统计﹑考核各部门出勤率，准确地掌握人员进出情况。
3.1.2系统设计
根据施工现场布置图，现场人员主要分为两类，一是住在现场生活区内的，另一部分是本地人，不住在现场生活区内。
根据现场需要，在生活区出入口和西出入口分别设置1台考勤机，考勤系统主机设在办公区内，具体位置另定，通过RS485信号线考勤机连接。
施工人员配发一张电子卡片，登记人员信息，通过刷卡来实现上下班考勤。
该系统由感应考勤机、发卡机、网控器结合考勤管理软件组成。
其应用结构如下图：
3.1.3主要设备型号、性能参数介绍
技术参数：
感应考勤机支持Mifare，ID系列感应卡。
感应距离大于5cm。
考勤机尺寸：
17×11.6×2.5cm。
考勤机具备RS232和RS485两种通讯接口。
考勤机最大存储记录数：
16000条。
考勤机可提供32位DLL动态库。
考勤机通讯波特率为19200Bit/S。
考勤机支持最大发卡量为20000张。
系统运行平台：
SQLserver2000数据库。
系统运行在Windows2000/xp操作系统。
3.2施工现场监控管理系统
3.2.1系统概述
闭路电视监控系统是安全防范技术体系中的一个重要组成部分，是一种先进的、防范能力极强的综合系统，它可以通过遥控摄像机及其辅助设备（云台、镜头等）直接观看被监视场所的情况；同时它可以把被监视场所的图像全部或部分的记录下来，这样就为日后对某些事件的处理提供了方便条件及重要依据，同时电视监控系统还可以与防盗报警等其他安全技术防范体系联动运行，使防范能力更加强大。
闭路电视监控系统亦称为CCTV（closecircuittelevision）。
它包括：
摄像、传输、控制和显示与记录四个部分，如下图。
摄像部分包括摄像前端装置，是安装在现场的，它包括各类摄像机、定焦或变焦变倍镜头、实现摄像机上下左右运动及旋转扫描的电动云台、保护摄像机与镜头的防护罩、接收并执行命令的解码器等。
传输部分的任务是把现场摄像机发生的电信号传送到控制中心，它一般包括线缆、调制与解调设备；视频图像向主机的传输有同轴电缆、光缆或网络线等有线传输方式以及由发射机、接收机组成的无线传输通道。
控制部分则负责所有设备的控制与图像信号的处理。
闭路电视监控系统主机也称为视频信号矩阵切换器，除接收传输来的多路视频图像并按需要切换到指定的各个监视器上供观看外，还能对前端装置执行云台上下仰视、左右旋转运动；对镜头光圈、聚焦和变倍进行调节控制；对云台运动和镜头设置进行按预置位快速定位；执行摄像机定日期或定时间巡回扫描等控制操作动作；启动时滞式或实时录像机对视频图像进行录像记录；调阅录像资料；将系统所有发生的操作动作记录和打印归档；在接收到由视频移动探测或常规传感器产生的报警信号后，自动将显示图像切换为产生报警区域的影像，并予以记录存储。
这些功能构成闭路电视监控主机的千差万别和不同功能等级，也成为评价相应产品功能的主要标准，是组成闭路电视监控系统的核心。
显示与记录部分把从现场传达来的电信号通过后端设备转换成图像在监视设备上显示；后端设备为成像装置，包括视频监视器、录像机、数字硬盘录像机和有关控制设备。
闭路电视监视系统在重要的场所安装摄像机，在接到报警系统和出入口控制系统的示警信号后，可以联动进行实时录像，录下报警时现场情况，以供事后重放分析。
3.2.2系统设计
本方案考虑监控系统应用于工地施工现场，现场的环境复杂，施工作业人员也越来越多，对施工现场的生产调度与施工安全、质量方面的管理带来了一定的难度，为规范施工现场管理，提高管理效率，减少事故的发生而将电子视频监控系统运用到建设工程施工现场。
监控系统的应用能使领导和管理部门随时、随地直观地了解现场的施工生产状况，促进并加强工程项目施工现场质量、安全与文明施工和环境卫生的管理，通过对工程项目施工现场重点环节和关键部位的监控，特别是对施工现场生产状况与施工操作过程中的施工质量、安全与现场文明施工和环境卫生管理等方面起到了监督和警示作用。
根据现场实际情况，系统选用数模结合的方式来作为整个系统的构架，考虑到现场范围较大，电信3G信号是否稳定覆盖等因素，为保证前端图像清晰稳定的传输至监控中心，方案选用了有线传输方式。
根据距离机房远近不同采用光纤或视频线方式传输至监控机房，监控机房位置暂定在办公区内。
系统前端根据应用场合不同选用不同摄像机，办公区财务室和安全科办公室选用红外半球摄像机，生活区和门卫选用30米左右的红外防水枪机，围墙选用50米左右的红外防水枪机，塔吊和大厅选用一体化快球摄像机。
系统供电采用集中管理，分散控制方式，整个施工现场根据区域划分安装几个电源供应箱，220V电源由机房统一供出，经电源箱变压后输送至前端摄像机。
在办公区内设置监控机房，放置硬盘录像机来观看、控制摄像机，记录摄像机监控情况。
每台硬盘录像机配置1T硬盘2块，保证录像存储时间达半个月以上。
考虑到公司领导能实时对施工现场进行监控，机房内硬盘录像机选取带网络功能，办公区内安装运行商宽带后，能够接入互联网，通过网络客户端可以进行异地监控。
为保证办公区下班后门卫室仍能进行现场监控，在门卫室设置副控中心，通过键盘控制来实现对前端摄像机的操作。
具体监控点分布如下：
位置
彩色红外半球摄像机
彩色红外枪式摄像机
一体化快球摄像机
西区大门1
1
西区大门2
1
生活区
1
10#楼
1
东区大门1
1
8#楼
1
办公区
1
1#楼
1
2#楼
1
3#楼
1
5#楼
1
9#楼
1
共计
12
3.2.3主要设备型号、性能参数介绍
一体化智能快球摄像机PB-QG49A
1、216XSONY机芯
2、手动操作速度：
水平0.05°-250°/秒垂直0.05°-200°/秒
3、
预置点移动程度:
水平250°/秒;垂直200°/秒
4、工作温度0°C到50°C连续操作
5、输入电压:
18~30VAC, 标准24AVC
6、输入功率:
72W 保险丝:
1.6A自恢复
7、尺寸与重量：
283×283×430mm5.6kg
性能特点:
8、采用功能完美的高性能数字DSP设计,性能稳定
9、内置中英文OSD屏幕操作菜单，可选择中文或英文菜单显示，
10、摄像机、云台功能可设置
11、独创的仰角调整功能
12、360°自动巡视功能，可变自动巡视速度1°-40°/秒可设置
13、6路报警输入2路输出
14、具有隐私遮挡功能
15、内部设置数据断电后不丢失
16、采用RS-485或曼码总线控制
17、64-128个预置位随意储存,定位准确
18、轨迹巡航,4条巡航线路
19、云台方位显示，摄像机倍数显示
20、水平360°连续旋转.无监视盲点
21、垂直方向实现180°自动翻转连续监视,-3°至93°无监视盲区
22、夜视功能，根据环境光线的变化自动转换CCD照度
23、选择速度根据镜头变倍倍数自动调整
24、背光补偿功能，在有强光源的环境中可以看到所有物体
25、精密电机驱动，运转平稳、控制灵敏
26、一体化集成设计，结构紧凑，可靠性高
16路数字硬盘录像机DH-DVR1604
采用最新的USB2.0接口，进一步稳定USB鼠标功能，快速实现USB备份、USB升级等操作；采用高性能DSP实现标准的H.264压缩算法，图像更精细、码流更小、网传更流畅；采用标准网络协议和标准压缩算法，在各种平台上轻松实现互连互通；采用SATA硬盘接口、支持SATA刻录备份；采用双码流技术，更适合窄带传输，录像支持实时；D1/HD1/CIF/QCIF优化组合；适用于画质和网络传输要求较高、存储时间较长的金融、能源、城市治安等监控场合。
型号
DH-DVR1604
主处理器
工业级嵌入式微控制器
操作系统
嵌入式LINUX操作系统
系统资源
同时多路录像，同时录像回放，同时网络操作
操作界面
16位真彩色图形化菜单操作界面，支持鼠标操作，带有菜单注释
画面显示
1/4/8/9/16画面显示
视频标准
PAL（625线，50场/秒）
监视图像质量
PAL制，D1（704×576）
回放图像质量
PAL制，QCIF（176×144）、CIF（352×288）、HD1（352×576）、BCIF（528×288）、D1（704×576）
图像压缩
H.264限定码流、H.264可变码流
图像控制
6档可调
录像速度（CIF）
PAL制：
每4路200fps自由组合
图像移动侦测
每画面可设置192（16×12）个检测区域；可设置多级灵敏度
音频压缩
G.711
对讲
支持独立对讲通道
录像方式及优先级
手动>报警>动态检测>定时
本地回放
支持2路回放
录像查询方式
时间点检索、日历检索、事件检索、通道检索
每路占用硬盘空间
音频：
28.8M字节/小时＋视频：
56～900M字节/小时
录像保存
本机硬盘、网络
备份方式
网络备份、USB备份、SATA备份
视频输入
4/8/16路BNC
视频输出
2路BNC，1路VGA输出
环通输出
无
矩阵输出
无
音频输入
4/8/16路RCA音频输入，1路RCA语音对讲输入
音频输出
1路RCA
报警输入
16路报警输入（低电平有效）
报警输出
6路继电器输出
报警继电器
30VDC1A，125VAC1A（联动输出）
3.3生活区职工用电管理系统
3.3.1系统概述
长期以来，群居场所安全用电管理是企业的管理者们最伤脑筋的问题，相当一部分员工在宿舍经常违章用电，擅自偷偷使用如热得快、电炉、电水壶、电热器、取暖器等禁用电器，长期造成触电和火灾安全隐患，对施工现场人员的生命和财产安全造成很大的威胁。
“制度-检查-没收-处罚”的管理手段已经远远不能解决问题。
因此选用一款对群居场所安全用电进行管理的智能电子产品来对宿舍用电进行管理。
安装使用它可对供电线路中用电状况、负载性质进行实时监控、识别与处置（断电和供电）。
也就是说，安装使用产品后，它能在：
1.违规用电（禁用电器接入）时、2.电路短路时、3.正常用电过载时三种情况下立即自动断电，只有在撤除禁用的电器和故障排除以后才能恢复供电。
这就从源头上对不遵守规章制度的人员违规用电的行为进行了有效限制，让违规用电变成“不可能”，从而达到限电、节电的目的。
四、高层建筑新工艺、新技术的应用：
我公司现高层模板施工大量采用数字化钢性建筑模板支撑组合结构工艺、清水混凝土模板的施工技术。
1、数字化钢性建筑模板支撑组合结构：
数字化钢性建筑模板支撑组合结构，操作简单，安装拆卸及高度调整灵活方便，适用范围广，省时，省工，省料。
1）、所用材料：
高性能冷轧钢，厚度是2毫米至2.5毫米，这种新型材料的特点是：
耐腐蚀，弹性大，坚固不变形。
2）、各种规格：
主龙脊：
长度可以在1.12米和4.39米之间任意调整距离,短的主龙脊用于阳台和卫生间、小间。
副龙脊：
长度有1.15米，0.8米和0.4米规格。
支撑杆：
高度可以在2.00米和4.80米之间任意调整，如建大厅高度用连接杆任意调高。
底座：
可调高度为0.5米。
锁母：
起固定支撑杆的作用。
鹰嘴卡：
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