主楼核心筒施工测量方案外控法.docx

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主楼核心筒施工测量方案外控法

主楼核心筒施工测量方案

（外控法）

3.1、技术依据和施工测量设备

3.1.1设计依据

本工程施工测量方案参考建设部颁发的规范标准进行设计，主要规范如下：

《城市测量规范》（CJJ8—85）；

《工程测量规范》（GB50026－93）；

《房产测量规范》（GB/T17986.1-2000）；

《全球定位系统（GPS）测量规范》（GB/T18314-2001）；

《国家一、二等水准测量规范》（GB12897-91）；

《国家三、四等水准测量规范》（GB12898-91）；

《建筑变形测量规程》（JGJ/T8）。

3.1.2仪器设备一览表

施工测量仪器配备情况见表3-1。

表3-1

名称

型号及精度

数量

用途

高精度全站仪

2”±（2mm+2pp×D）

1台

控制网主轴线和重要部位测设、校核；工程基准的传递与复验；变形观测。

经纬仪

J2

2台

角度测量

水准仪

≤±3mm/km

2台

施工水准测量

精密水准仪

±1mm/km

2台

沉降观测。

塔尺

5m

3把

标高放样

水准尺

1对

水准测量

钢尺

50m

3把

高程传递

对中杆

3副

配合全站仪使用

对讲机

3个

外业信息传递

计算机（一台笔记本电脑，外业数据处理）

2台

内业计算与管理、测量数据库。

3.2、施工控制网的布设

3.2.1测量依据（首级控制网）

会展宾馆首级控制网由业主提供的KQF1、KQF2、KQF3三个控制点组成，具体参数详见表3-2。

首级控制网的控制点的坐标与标高

表3-2

点号

X（m）

Y（m）

H（m）

KQF1

49135.443

74440.966

92.382

KQF2

49270.666

74439.891

89.264

KQF3

49402.922

74544.758

88.698

控制点的位置详见图3-1。

□KQF1～3为首级控制网的控制点

●HK1～7为二级控制网的控制点

图3-1

3.2.2首级控制点加密（二级控制网的布设）

业主提供的控制点KQF1、KQF2、KQF3由于位置和布设结构都不能满足现场的测量的工作，根据现场施工条件和需求再布设一个二级控制网，整个施工控制网如图3-1所示，图中由HK1、HK2、HK3、HK4、HK5、HK6、HK7、HK8、HK9、HK10、HK11、HK12组成一个二级控制网。

其中HK1～HK7布设在施工现场内，主要用于低层结构放线，HK8～HK12布设在施工现场外，主要用于核心筒外控测量。

二级控制点HK1～HK12的施工坐标如下表：

表3-4

点号

X（m）

Y（m）

HK1

49238.325

74329.449

HK2

49305.828

49354.341

HK3

49417.219

74399.673

HK4

49386.840

74467.886

HK5

49294.122

74455.177

HK6

49308.212

74403.623

HK7

49182.354

74248.793

HK8

49158.561

74410.527

HK9

49402.324

74258.294

HK10

49466.310

74161.401

HK11

49681.679

74472.372

HK12

49601.691

74608.545

控制点HK1～HK7均制成一米高以上的观测墩，可以提高测量控制精度和效率，场外其它控制点用钉子布设在图中的混凝土路面上。

以上数据均在基坑开挖过程中布测，鉴于基坑可能存在沉降而导致基坑边的控制点发生位移，故以上数据不作为测量放线依据，周期性地从首级控制网导入复核，并以复核数据为最终测量放线依据。

3.2.4测量施工控制网（三级控制网）的布设

测量施工控制网根据建筑物的平面形状、轴线结合测量方法进行设置。

根据业主移交的城市控制网基准点的坐标、高程及设计图纸提供的建筑物坐标，±0.00m高程取值，换算后利用全站仪、水准仪由场外首级控制基准点直接引测至现场，测量控制网的定位桩设置在施工区域外不受施工影响处。

（控制网见图3-2）

图3-2

3.4、塔楼核心筒施工测量方法

3.4.1核心筒平面垂直度控制测量方法

本工程采用液压爬模体系进行核心筒施工，墙体与楼板分开施工，所以墙体施工层高与楼板施工层高理论上最大落差可以接近60米，同时爬模架系统结构比较复杂，这些因素使导致激光垂准仪无法高精度、高效地进行施工。

结合核心筒结构便利以及施工区周边开阔的地势，核心筒平面垂直度控制采用坐标式外控法进行控制。

本工程是框架核心筒结构，外框由钢结构组成，核心筒在施工过程中在八个大角预置钢结构的型钢柱，核心筒的型钢柱每层都有向外延伸30公分的牛腿与外框的钢结构连接（如图3-3所示），所以在无法使用内控法，而传统外控法也不能满足本条件复杂的核心筒结构测量控制的情况下，采用高精度全站仪将图3-3中核心筒控制网的控制点放样于型钢柱牛腿上。

图3-3核心筒平面垂直度控制网

其方法如下

（1）核心筒控制网设计

如图3所示，核心筒控制网由外墙控制网和内墙控制网组成。

外墙控制网从核心筒八面外墙向外20cm控制线构成，每条控制线离墙体20cm，便于测量验算，这些控制线交叉于型钢柱牛腿上构成成控制点，方便放样投点；内墙控制网就是核心筒四个方向的主轴线，与东西南北四个外墙控制线的中点交叉。

（2）牛腿控制点放样

牛腿控制点放样采用高精度全站仪于核心筒外一定距离的二级控制网中的HK8～HK12的控制点上用坐标放样法进行放样。

此方法类似于传统的外控法，区别在于采用坐标放样法进行的外控不必布设严密的方格控制网线，控制点HK8～HK12均灵活地布设在能够避开爬模架上的重重视线障碍物，便于直接将牛腿控制点放样到牛腿上。

牛腿控制点放样在该层混凝土施工完成后进行，此时牛腿不再受其它项目施工影响导致变位，从而保证投放的控制点不会变位。

放样好并经过复核的控制点用钢钉刻在钢牛腿上，方便一段时期内的保存。

（3）核心筒现场控制

放样的牛腿控制点位于核心筒墙体混凝土上端，在钢模板退出后在两点控制点间拉起控制线，分几段测量出控制线到外墙的距离，以20cm为基准确认墙体倾斜的方向，以此验收刚施工完的剪力墙的垂直度，并制成数据库上报总施工与模板安装负责人。

模板爬升到上一层进行安装时，同样在两控制点间拉起控制线以20cm为基准控制安装模板、验收模板。

内墙控制网由东西南北四个剪力墙的四条控制线的中点导入，用验收、控制外墙的办法控制内墙平面位置与垂直度，同时将控制网展开到每道墙平行一米处（或两米，根据现场实际情况）的垂直墙体上刻划一米（或两米）控制线，构成内墙垂直控制网（如图3-4所示）。

图3-4核心筒内墙1米控制网

核心筒内墙1米控制网是临时的核心筒内控控制网，它依附于外墙控制网，可以简易进行三到五层爬模过程中地控制内墙平面位置与垂直度。

由于其精度不便控制，必须周期性（每施工三、四层）地从外控网导入进行复核、校正。

（4）技术要求

利用全站仪进行放样来外控核心筒的垂直度优势在于误差不会向上传递，它的误差仅来自测量仪器系统与环境因素影响造成的误差，保证核心筒的垂直度以较高精度进行施工。

测量仪器系统误差主要来源于竖角测量误差，控制仰角的大小可以降低这种误差，所以外控点必须距离核心筒有相当一段距离（HK8～HK12布设在距离核心筒300米以外的距离），避免测量仪器在测量过程中仰角过大（不大于15度）。

环境因素影响误差来源于球气差，措施是避免大气温差大的情况下进行测量放样，比如夏季太阳直射造成地表温度与高空温度有很大的差异，导致高程不同的空间空气密度不同，光线在不同密度的空间通过时就会产生折射形成虚像，严重影响测量仪器测距精度，所以这种时节要选择在上午9点以前或者下午四点以后的时段进行，同时也可以避免高温阳光对高层建筑物造成的变形影响，其它冬季或者阴天等温差变化小的天气可以适当放宽测量时段。

3.4.2塔楼高程测量

（1）塔楼高程测量基准点按相对标高+1.000m设置于核心筒筒壁处，采用水准仪由KQF2水准点引测四个基准标高（二个在外墙面，二个在内墙面）施工现场内高程测量控制网引测。

各层的施工高层采用50m的钢尺从测量基准点直接丈量，当丈量高度超过50m时，采用换尺点作为高层测量基准点的方法传递，两侧量基准点（换尺点）之间的距离为结合楼层面标高，小于50m的整尺数。

在施工楼层采用水准仪、塔尺引测高层控制点的标高（如图3-5所示）。

图3-5

（2）钢尺传递的方法如图3-6所示:

利用水准仪、塔尺和50m钢尺，依次将标高由激光洞口传递至待测楼层，并用公式（3-4）进行计算，得该楼层的仪器的视线标高，同时依此制作本楼层统一的标高基准点。

图3-6

标高传递的计算公式如下：

………………………………公式（3-4）

式中：

——首层基准点标高值；

——待测楼层基准点标高值；

a1——S1水准仪在钢尺读数；

a2——S2水准仪在钢尺读数；

b1——S1水准仪在塔尺读数；

b2——S2水准仪在塔尺读数；

（3）钢尺尺长改正

根据相关规定，钢尺在悬空丈量由于在温度、自重和拉力的作用下产生弹性变形，此时需要进行相关的尺长改正钢尺尺长改正数理论公式如下：

…………………………公式（3-5）

式中：

——钢尺尺长改正数；

——温度改正数；

——垂曲改正数；

——钢尺量得的名义长度（m）；

——钢的线膨胀系数，取

＝0.000012；

——量距时的实际温度；

——钢尺检定时的标准温度，一般为200C；

——钢尺每米重力（N/m）；

——拉力（n）。

（4）标高的竖向传递要求。

应从首层起始标高线竖直量取，且每栋建筑应由三处分别向上传递。

当三个点的标高差值小于±3mm时，应取其平均值；否则应重新引测。

层间标高测量偏差不应超过3mm,建筑全高（H）不应超过±3H/10000,且标高的竖向传递允许偏差应符合下表规定：

表3-5

项 目

允许偏差（mm）

每 层

±3

总高H（m）

30＜H≤60

±10

60＜H≤90

±15

90＜H≤120

±20

120＜H≤150

±25

150＜H

±30

（5）原则上混凝土浇筑三次后（结构高度完成三层）引测一次标高，随着施工的进展，为了减少钢尺引测标高而引起的累积误差，利用全站仪来进行检查，并且结合沉降及混凝土压缩来进行修正。

利用垂准控制测量孔，在垂准点上架设全站仪，首先利用内墙标高测出仪器高（二测回），在正上方放置棱镜，棱镜上立一标尺，并用水平仪引测于内墙上（见图3-16）。

这种方法本身误差很小。

如果棱镜中心和全站仪不在同一直线上，竖直角方向100m仅差0.004mm，可以忽略不计。

故用此方法进行标高控制精度高，误差极小。

图3-7主楼高程控制全站仪复核方法

3.6、工程测量复核方案

3.6.1测量精度的控制及误差范围

测角：

采用三测回，测角中误差在±5″以内，总误差在±5mm以内；

测距：

采用往返测法，取平均值；

量距：

用鉴定过的钢尺进行并且进行温度修正。

每层轴线之间的偏差在±1mm以内，层高垂直偏差在±2mm以内，塔楼总高度垂直偏差在±3cm以内。

3.6.2GPS定位系统检测

GPS系统是以卫星为基础的无线电导航定位系统，具有定位精度高、速度快、无需通视、全天候、点位不受限制等技术特点，在建筑领域有相当广泛的应用。

根据本工程的特点，可采用D或E级的静态定位测量方法进行定位检测（时间小于一小时，精度可达1mm以上），又或采用至少D级的快速静态定位测量方法进行定位检测（可在几分钟的时间内获得高精度的定位数据）。

采用两台GPS接收机即可满足工程定位测量要求，定位测量方法如下：

将一台接收机作为基站架设在KQF1或KQF4离塔楼较远且相对稳定的已知控制点上，第二台作为移动站架设在需要检测的塔楼核心筒控制点上进行定位测量（快速静态定位测量需要移动站在一已知控制点（KQF1或KQF4）上进行复核，达到精度要求才能进行定位检测），两点之间的测量定位要间隔10～30分钟的时间。

当所有塔楼核心筒控制点测量结束后，将数据进行内业处理，然后与基准点相比较即可以得出基准点传递的误差。

两者偏差不应超过3H/10000,最大偏差不应大于±30mm，否则重新传递基准点。

GPS定位系统检测结构图如下图所示：

图3-8

3.7、建筑物的沉降观测

根据规范规定，对于20层以上或造型复杂的14层以上的建筑物，应进行沉降观测，并应符合现行行业标准《建筑变形测量规程》（JGJ/T8）的有关规定。

故根据本工程特点，塔楼应进行建筑物的沉降观测。

3.7.1沉降观测点的设置

为了能够全面反映建筑物地基变形特征并结合地质情况及建筑物结构特点，确定在塔楼的各轴线交点的混凝土柱上设置沉降观测点。

观测点的埋设形式如下图所示：

图3-9

3.7.2沉降观测点的测量过程

（1）建筑物施工阶段的观测。

应随施工进度及时进行，地下室封顶后观测一次，以上部分每增加2层观测一次。

如果施工过程中出现暂时停工，在停工时及重新开工时各观测一次，停工期间，可每隔2个月观测一次。

在施工过程中，如果出现长时间连续降雨、基础四周大量积水等情况应增加观测次数。

当建筑物突然发生大量沉降、不均匀沉降或严重裂缝时，应立即进入逐日观测或几天一次连续观测。

（2）建筑物使用阶段的观测。

第一年观测4次，第二年观测3次，第三年后每年观测一次，直至稳定为止。

沉降是否进入稳定阶段，应由沉降量与时间关系曲线判定。

若沉降速度小于0.01~0.04mm/d，可以认为已进入稳定阶段。

沉降观测的等级、精度要求、适用范围及观测方法，根据工程需要，按下表中相应等级的规定选用。

沉降观测点的等级、精度要求和观测方法表

表3-6

等级

标高中误差（mm）

相邻点高差中误差（mm）

适用范围

观测方法

往返较差、附和或环线闭合差（mm）

一等

±0.3

±0.1

变形特别敏感的高程建筑、高耸构筑物、重要古建筑物等

参照国家一等水准测量外，尚需双转点，视线≤15m,前后视距差≤0.3，视距积累差≤1.5m

0.15

二等

±0.5

±0.3

变形特别敏感的高程建筑、高耸构筑物、古建筑物和重要建筑场地的滑坡检测等

一等水准测量

0.30

（3）观测方法。

对于高层建筑的沉降观测，应采用S0.4精密水准仪用Ⅱ等水准测量方法往返观测，其误差不应超过±1n0.5（n为测战数），或±4L0.5（L为公里数）。

为了保证观测精度，观测时视线长度一般小于20m，前后视距离要尽量相等，可用皮尺丈量。

观测时先后视水准点，再依次前视各观测点，最后应再次后视水准点，前后两个后视读数之差不应超过±1mm。

（4）基本措施。

在观测过程中，要求做到“一稳定、四牢固”。

“一稳定”指变形观测依据的基准点、工作基点和被观测物上的变形观测点，其点位要稳定；“四牢固”指所用仪器、设备要固定，观测人员要固定，观测的条件、环境基本相同，观测的路线、镜位、程序和方法要固定。

3.8、工程测量人员组织及管理

3.8.1测量工作测正确与否直接关系到施工质量的优劣，特别是结构阶段的轴线标高精度控制直接关系到后续工程如幕墙安装、电梯安装及其它设备安装等，来不得一丝一毫的失误。

为了保证万无一失，根据工程的复杂性和特殊性，建立五位一体的测量机构：

土建结构施工测量队、钢结构施工测量队、总包质量部测量队对其进行检查、监理测量队和业主测量队则对总承包部和分包的测量工作进行全面监督，使测量和监控始终有序地进行，避免整个工程测量中出现失误。

（总分包单位的管理制度详见本工程《施工总承包管理办法》之《工程施工测量管理制度》。

）

3.8.2所有测量工作严格按照国家《工程测量规范》（GB50026—93）和《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3—2002）等规范的要求进行。

由于本工程工期紧张，施工流水段较多，为更好地配合主体结构的施工，工程测量人员要熟悉各种测量仪器的操作，能够独立完成各种测量放线任务，了解自己的岗位职责，各人有不同的分工，对于轴线控制与高程控制等关键环节，责任到人，强调每个人的主观能动性，以便以更好的方法、更高的精度完成测量放线任务。

3.8.3对测量实行定时、定人，要求在每天早上六点钟以前开始进行定时测量，当工作时间不能满足要求时要在更早的时间进行，必要时可以在条件允许的情况下进行夜间测量工作（夏季22时以后），从而避免日照、温度对测量工作的影响；设置气象预报员，注意当天温度，在使用高精度的全站仪和钢尺时要准确地输入温度值。

3.8.4设置防护装置对仪器以及施工人员进行保护

为防止高空坠物对工作人员及仪器的伤害，应在+1.500m处控制基准点上方安装防护罩，防护罩上铅垂线经过处留有直径为150mm的孔，并配活络盖板。

防护罩的上方应搭设三层竹板。

凡预有平台支架处，若无脚手，应搭设操作平台，并以不阻挡铅垂线为原则。

3.9、施工测量质保措施

百年大计，质量第一，本工程确保核验一次合格率100%，确保市优质结构，确保“中州杯”工程，创“鲁班奖”，为保证测量成果的质量，制定以下措施：

3.9.1测量准备

（1）熟悉设计图纸，仔细校核各图纸之间的尺寸关系。

测设前需要下列图纸：

总平面图、建筑平面图、基础平面图等。

（2）现场踏勘。

全面了解现场情况，并对业主给定的现场平面控制点和高程控制点进行查看和必要的检核。

（3）制定测设方案。

根据设计要求、定位条件、现场地形和施工方案等因素，制定测设方案，包括测设方法、测设数据计算和检核、测设误差分析和调整、绘制测设略图等。

（4）对参加测量的人员进行初步的分工并进行测量技术交底，并对所需使用的仪器进行重新的检验。

（5）准备好测量所需要的辅助工具和材料。

3.9.2现场使用的测量仪器设备应根据《测量仪器使用管理办法》的规定进行检校、维护、保养并作好记录。

测量仪器设备实行专人管理或专人使用，谁管理或谁使用谁负责；在使用仪器时要详细登记备案，包括借用、归还时间和使用负责人，并在借出和归还的第一时间真实描叙仪器和设备情况，发现问题要及时汇报总负责人，并送检。

严禁仪器设备带病使用和非专业修理人员擅自拆卸修理。

仪器设备在使用过程中要注意做好保护工作，严禁仪器在使用过程中擅自离人。

3.9.3测放负责人按施工进度和测量方案要求，安排现场测量放线工作，并作好施工测量日志。

方案、测法要科学、合理，重要的单位工程或部位的测量方案由测量负责人审批后方可实施。

3.9.4本工程的测量放线工作必须符合国家《工程测量规范》（GB50026—93）和《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3—2002）的要求。

认真审核图纸及相关资料，仔细核对依据资料及点位，针对具体问题制定相应的方案、措施。

3.9.5测量放线作业过程中，要严格执行“三检制”。

自检时必须换人，以不同的方法检查，检查合格后方可交给专检部门验线。

3.9.6为了达到本工程确保市优质结构，确保“中州杯”工程，创“鲁班奖”的质量目的，技术资料要齐全，要根据相关规范在规定的记录本上完整、详实地记录，确保每项测量工作都可以追朔根源。

3.9.7测量施工质量程序如下：