高层建筑的轴线投测和竖向偏差的控

高层建筑的轴线投测和竖向偏差的控制

摘要：当基础工程完工后，随着结构的不断升高，要逐层向上投测轴线，尤其是高层结构四廓轴线的投测，直接影响结构的竖向偏差。随着建筑物设计高度的增长，施工中对竖向偏差的控制越来越显得重要。

关键词：竖向偏差；经纬仪；轴线；

为了保证工程质量，有关规范对于不同结构、不同高度的高层建筑施工的竖向精度，规定了不同的要求。在各种结构中，以钢筋混凝土高层装配式框架结构施工对竖向允许偏差要求最高。即各层柱身的竖向允许偏差不大于±5mm，总高累计竖向允许偏差一般为总高的1／1000，但不大于±20mm。

上述竖向误差是由测量误差和施工本身的误差两部分组成。

为了能满足上述的精度要求，常采用下列两类方法进行高层建筑轴线的投测。无论使用哪一类方法向上投测轴线，都必须在基础工程完成后，根据建筑场地平面控制网，校测建筑物轴线控制桩(即保险桩)后，将建筑物四廓和各细部轴线精确地弹测到±0．000首层平面上，再精确地延长到建筑物以外适当的地方并妥善保护起采，作为向上投测轴线的依据。

下面分别介绍常用的两类投测方法。

一、经纬仪竖向投测法

这是当前高层建筑施工中向上投测轴线、控制竖向偏差的最常用方法。由于仪器设备、场地情况不同，按照安置仪器的不同位置又分为以下三种投测方法：

1、延长轴线法

当场地四周宽阔，可将高层建筑四廓轴线延长到建筑物的高度以外，或附近的多层建筑物顶面上时，可轴线的延长线上安置经纬仪，以首层轴线为准，依次向上投测。如图1所示，C″、C′及C′1为CC1轴线上的延长桩位。施测时将经纬仪安置在各桩上，向上投测。如某饭店主楼，某电视台主楼(27层112m高)，均用此法。

图1

如图1所示，经纬仪先在C′1上投测出C1中后，在C1中点将轴线延长投测到C″1，再在外上安置经纬仪，仍以C1为准向上投测C1上点时，由于C″1不在轴线方向的点位误差，对向上投测的影响很小，可以略而不计，而经纬仪在C″1点上后视C1、前视C1上的视线长度均短于C″C上，故其结果比经纬仪在C″点上投测的误差要小。如果经纬仪在C″1，点上是后视C1中点，再向上投测C1上，则误差将会增大。

2 、侧向借线法

当场地四周窄小，高层建筑四廓轴线无法延长时，可将轴线向建筑物外侧平行移出(即俗称借线)。移出的尺寸应视外脚手架的情况而定，尽量不超过2m，如图2所示，下面为平面图，上面为侧面图，A、B、C、D为借线的四个交点，用以向上传递轴线和控制竖向偏差。当经纬仪仰角超过限度时，可在该施工层的四角用钢脚手架支出四个操作平台(要安全、稳定，并分两层：上层安置经纬仪，下层设置护栏、观测人员站在其内)，用正倒镜法将底层

的，A 、B 、C 、D 引测到平台上为，A 1、B 1、C 1、D 1 。再将经纬仪安置到平台上。以底层的各点为后视向上投测，并指挥施工面上的测量人员垂直于视线横向移动水平尺，以视线为准向内量测出借线尺寸，便可在楼板上定出轴线位置。此法只要操作平台稳定，经纬仪向上移动不超过两次，精度是可以满足上述要求的。

图2

3 、正倒镜挑直法

将经纬仪安置在施工层上进行轴线投测。如图3所示的高层建筑平面图(下)和侧面图(上)，为了向上投测A 轴，先在施工层面上估计A 1点的向上投测的点位如A ′1上，址，在其上安置经纬仪后视A ′1，用正倒镜延长直线取分中，定出A ′8上，然后移仪器到A ′8上，仍用正倒镜延长直线取分中，定出A ″8，实量出A ′8、A ″8间距后，根据相似三角形对应边成正比的原理，用下式计算两次镜位偏离Ⓐ轴的垂距：

图3

18811102

A d A A A d d d ''''=++ 上上 （1） 108888102

A d d A A A d d d +''''=++ 上上 （2） 上述垂距算出后，即可在施工层上由A 1上、A 8上定出Ⓐ轴上的方向点A 1上、A 8上。最后将经纬仪再依次安置在A 8上及A 1上正点上，仍用正倒镜延长直线法检测A 8、A 8上A 1、A 1上四点应同在一直线上，如果在A 1点出现误差，按公式(1)、(2)取A 1上、A 8上二次点位的分中位置，作为最后结果。此法精度比前两法均高。

在施测中，当用1、2法投测轴线时，应每隔五层或十层用3法校测一次，以提高精度，减少竖向偏差的累积。又无论采取哪一种测法，为保证精度，均应注意以下几点：

1．轴线的延长桩点要准确，标志要明显，应妥善保护好。向上投测轴线时，应尽量以首层轴线位置为准，避免逐层上投误差的累积。

2．尽量选用远镜放大倍数为V ≥25，水平度盘水准管分划值为ι≤30″，并有光学投点器的经纬仪(J6级即可)，图镜最好配有90°折光棱镜或90″弯管目镜。

3．测前要对经纬仪的轴线关系进行严格的检校。观测时要精确整平水平度盘水准管，以减少竖轴不铅直的误差，并坚持采取正倒镜观测取分中的投测方法。

二、尽量选在阴天或清晨无风的气候下投测。

1、铅直线法

用线坠或其他仪器给出的铅直线作为控制高层建筑竖向偏差的依据。通常有以下四种测法。

⑴吊线坠法

一般50～100m的高层建筑施工中，可用10~20kg的特制线坠及直径0。5~0．8mm的钢丝悬吊。以±0．000首层地面上靠近高层结构四周的轴线点为准，逐层向上悬吊引测轴线和控制结构的竖向偏差。如北京某饭店主楼就是采用吊线坠法作为竖向偏差的检测方法。图4为饭店主楼首层平面图，在距中心线③轴和©轴两侧各9．750m、距边梁0．300m处的1、2…、8点，精确地测出标志，作为向上引测的依据，以后每层楼板在此相应位置处均预留孔洞，用15kg的线坠、直径1mm的钢丝向上引测轴线。为了减少风吹的影响，在首层使用风档，人在其中用步话机指挥上层移动钢丝进行对点、引测。为了检查轴线竖向精度，每隔五层(13．500m)与用经纬仪投测的轴线相比较，最大差值仅为4mm，说明此法精度较高。某电视主楼也是采用此法检测，效果良好。在用此法施测中，如果用铅直的塑料管套着线坠线，并采用专用观测设备，结果精度还能提高。

图4

图5

⑵激光铅直仪法

随着高层建筑、高烟囱、高塔架等的总高度不断增高，可以采用激光铅直仪。它能保证精度，操作简便，并能自动控制竖直偏差，在100～200多米的高烟囱和320m高的塔架施工中都取得了良好结果。深圳国际贸易中心主楼50层160m高，采用内外筒整体滑模施工工艺，用四台激光铅直仪控制扭偏，不但保证了竖直偏差精度，还为高速优质的滑模施工创造了条件。下面简要介绍激光铅直仪的构造和用法。