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高层钢构造施工测量工法
1 前言
随着国内建筑业发展，高层、超高层钢构造工程越来越多，施工测量贯穿在钢构造施工整个过程中，测量精度直接影响着钢构造安装质量。我公司承建振华重工1#工业研发大楼工程为99m高劲型柱构造，施工测量复杂，通过认真研究、精心施工，高质量、高速度完毕了工程施工测量工作，并形成本工法。
2 工法特点
2.1人：施工测量以便，普通施工测量人员均可以满足施工规定。
2.2机：采用全站仪、激光铅直仪进行坐标定位，采用J2激光经纬仪进行测设，测量精度高，普通水准仪、J2激光经纬仪为项目常备仪器。
2.3料：测量放线惯用材料即可，如墨斗、铅笔、小刀、反射贴片。
2.3法：从普通施工测量入手，办法容易上手。
2.4环：无污染产生。
3 合用范畴
高层、超高层钢构造工程施工测量放线。
4工艺原理
按照内控法建立内控平面控制网，建立高程控制网，对核心筒和外侧钢构造平面位置分别进行控制，每层施工测量放线完毕后，互相进行校核，保证构造平面位置和标高精确。高层钢构造工程普通为混凝土核心筒钢构造外框筒构造，核心筒先行，外框筒钢构造随后。针对工程构造特点，钢构造测量分平面、高程控制两某些，总体思路：平面控制点使用激光铅直仪向上传递，高程控制点使用钢卷尺分段向上量距。每次传递点位经自检闭合后再进行钢柱垂直度测量、柱顶轴线偏差测量、柱顶标高测量、梁轴线与高差检查、地脚螺栓定位检测、柱底对中、变形观测等工作。
4．1、平面控制网考虑地下室、地上钢构造施工阶段和外筒、中筒两某些点位控制范畴。
4．2、平面控制点使用激光铅直仪垂直向上投递，激光传递点位在楼层构成四边形，（总共布4个控制点）具备闭合复测条件，施工高度每隔50米则将控制点迁移至该层。
4．3、用计量检测过50米钢卷尺分段向上量测，分三处传递高程，三点之间互相复测闭合。
4．4、钢构造与土建、设备安装、室内外装修等专业使用同一平面、高程控制网。
5施工工艺流程及操作要点
5.1工艺流程
安 装 控 制
测 量 准 备
安 装 校 核
建立两个独立平面控制网
纠 偏
建立高程控制网
控制网互相校核
施 工 测 量
5.2操作要点
5.2.1 测量准备
测量仪器准备齐全，并按《中华人民共和国计量法实行细则》规定检查合格；施工图纸通过审查并完毕设计交底、图纸会审；测绘设计单位提供测量资料；
依照现场施工总平面布置，选取适当点位座标；用坐标反算法核对所给点边长和方位角；用符合校测法所给出水准点进行校核；
从施工流水划分、钢构造安装顺序等方面考虑，拟定测量放线先后顺序、时间规定，制定详细各细部放线方案。
5.2.2 控制网建立
(1)平面控制网建立
依照据每个工程特点，为以便施工测量，提高施测效率，施工测量可分为一种或两个区域进行。依照每个工程高度和工程特点，可采用内控法或内控法和外控法相结合办法。
核心筒控制网建立：正常状况将核心筒最外边四条轴线分别向外扩1M,形成核心筒外控平面网。
内控网建立：从首层（±0.000以上）开始往上所有层，必要要在外侧轴线向內1M处，在每层顶板上预留孔洞以便用激光铅垂仪进行测设。a、b、c、d四个轴线交点构建本工程内控网，每层板上预留4个200×200激光铅垂仪用孔洞，用来投测施工时使用。
(2)高程控制网建立
用校核无误后水准点向现场较永久建筑物上外测本工程±0.000，用红色油漆作“▼”标记，作为本工程高程根据。为提高精度，在引测过程中必要使用先后视等长原则。
5.2.3 劲性柱地脚螺栓埋设测量
在砼浇捣时应派二名测量员在二个互相垂直轴线上用经纬仪监视偏差状况，一旦发现较大误差，应及时调校对的。待地脚螺栓施工完毕后应及时复测地脚螺栓定位轴线、螺栓顶标高、螺栓伸出支撑面长度、螺纹长度、平整度、螺杆垂直度，并作好资料记录。
基本底板浇筑砼时，用二台经纬仪监测，发现偏差及时校正。
地脚螺栓预埋偏差监测
定位轴线
钢柱吊装前，依照定位轴线测量每根螺杆偏差。
5.2.4 测量放线控制
(1)平面控制
(A)首层底板放线：一方面校测控制桩无误后，在控制桩架经纬仪，精密对中后，以盘左盘右取中法，把控制点投测到首层板面上，并进行闭合校核，闭合差符合测角中误差±10″，边长相对中误差1:10000范畴内校核无误后，进行细部点投测，经自检、互检，报监理工程师验线合格后，根据轴线控制网图和施工分区图做控制点，作为竖向控制基点。
(B)原则层测量工作与钢构造施工关系（以一柱二层为例）：钢柱安装（先校正标高，再校正位移、最后调节钢柱垂直偏差）→测量校正→下层框架梁→上层框架梁→测量→螺栓初拧→下层次梁、小梁→下层压型钢板堆放→上层次梁、小梁→测量校正→高强度螺栓终拧→压型钢板铺设（楼板1000mm控制线）→钢筋、混凝土施工。
(2)竖向控制
本工程属于高层建筑，可采用内控外控相结合办法或內控法。构造垂直度规定非常严格，以首层轴线控制网中基点作竖向投测时，应特别注意如下三点：
事先应严格校正好仪器。
尽量以首层轴线为准作后视，观测时要精密定平水平度盘水准管。
取盘左、盘右向上投测平均位置。
从首层顶板上开始按留洞平面图所示位置每层顶板留出4个200×200方洞，作为用激光经纬仪向上传递各层轴线根据；
控制点投测到施工层楼板上之后，将全站仪分别置于各投测点上，校测各个角及相邻两投测点间距与否同首层±0.000底板上相应各个角度及控制距离相符，待角度、距离校测后，将投影点用墨线连起来，然后以控制线为基准，用检定过50m钢卷尺，将各条轴线投测于楼板上。最后以轴线为基准测出与钢柱所在轴线借用1m控制线，作为下一节钢柱校正根据。
投递轴线点
激光接受靶
轴线控制点
激光铅直仪
激光铅直仪轴线投递示意图
1、标高按50米一整尺垂直向上量取；
2、施工高度达50米，平面轴线控制点向上迁移至该相应楼层（迁移尺寸不能超过50米且每次传递控制点必要逼和）；
留设施工洞时，位置必要精确。在首层顶板上就把各控制轴线引测到较远马路上，然后每隔6层用激光经纬仪加弯管目镜串中法向楼层投测相应轴线作为闭合，保证高层竖向轴线对的。内控法与外控法共同操作，互相校核，保证层层有校核。
当建筑物施工到一定高度时，外控制和远方轴线标志不太好运用，此时必要以内控制为重要根据。测量员必要注意，外控制、轴线标志和内控制之间关系必要保持一致。
(3)标高传递：
一方面校测±0.000标高点，然后将±0.000抄测到建筑物外墙四周并引测到电梯井，用墨斗弹出，闭合差在±3mm以内。
用50m钢卷尺直接从±0.000点沿电梯井和核心筒构造底板预留洞铅直拉出各层距构造板面1000mm统一高程点，当两点高程传递到同一施工面时，用水准仪对传递高程点进行闭合校测，取其三个高程点传递平均值为准，作为各层构造高程控制根据，在工作面上大面积进行抄平。
5.2.5控制钢柱位置
(1) 南北两侧钢柱定位
（A）用全站仪把o点坐标定出来，在o点放置一台DJD2A级电子经纬仪，作为塔楼钢柱主控点。定出A、B、C控制线，依照图纸尺寸把各轴线与c轴交点定出来，同样把轴线与a轴交点定出来。
（B）DJD2A级电子经纬仪架设在o点，用来控制轴线上钢柱垂直于另一轴方向位置。莱卡全站仪（TCA）架设在轴线与a、c轴线交点上，用来控制钢柱轴线径向位置。
(2)东西两侧钢柱定位
（A）用全站仪把o点坐标定出来，在o点放置一台DJD2A级电子经纬仪，作为两轴线上钢柱主控点。把各轴线上各个坐标点同样用全站仪定出来。
（B）用两台DJD2A级电子经纬仪架设在任意一根柱子两个轴线上，用正交法即可把钢柱位置精准定位出来。
5.2.6钢柱安装测量
(1) 构件进场复测：
(A)在安装测量前,对柱、梁、支撑等重要构建尺寸与中线位置进行复核，构件外形与几何尺寸偏差符合“建筑钢构造质量验收规范”规定。
钢柱上标注基线示意图
(B)依照流水分区划分以及钢柱吊装顺序，在需要吊装钢柱上面依照钢柱原有冲眼标出轴线或中心线，并用红色三角或反射贴片作出标记，以便校测用。见下图。在吊装前，必要对钢柱长度，及截面几何尺寸作检查，以作为吊装测量控制标高根据。
(2) 定位复测：在基本混凝土面层上第一节钢柱安装前，要对钢柱地脚螺栓部位柱十字定位轴线控制点构成柱格网进行检查、调节。其误差不大于1mm。安装时柱底面十字轴线对准地脚螺栓部位柱十字定位轴线。其误差不大于0.5mm.。
(3) 钢柱垂直度校正：
（A）将检定过两台DJD2A级电子经纬分别置于互相垂直轴线控制网上，精准对中，整平。后视前方墨线（控制轴线），然后纵向转动望远镜，照准钢柱头上操作人员标志，并读数，与设计控制值相对比后，判断方向并指挥吊装人员，对钢柱进行校正。直至在两个方向上均校正在对的垂直位置后，将四个方向搅风绳拉紧，然后告知吊装人员进行焊接。
（B）由于焊接时，考虑到焊接使得钢骨收缩，而使得柱子偏移，因此必要随时监测并同步校正垂直度。
(4)钢柱顶位移校核
在下一节钢柱吊装前，必要对前一节钢柱顶偏移进行复测。复测办法用楼板上已经投测轴线及轴线控制线，量出控制线与钢柱中心尺寸，依照实测数据整顿成测量报告，上报各关于部门，并进行数据分析。以备在下一节钢柱吊装时进行平面调节，以免误差积累而影响总垂直度。
(5) 钢柱、钢梁安装后复测
（A）当钢柱初校完后，需安装钢梁。梁柱之间用高强螺栓连接，在连接安装过程中，将会影响钢柱垂直度，因而必要安装校检。
（B）螺栓初拧之后，需要终拧。终拧同样将会对钢柱垂直度有所影响，为了保证钢柱安装精度规定，需作进一步校测。校测后测量数据作为节点焊接参照根据。
（C）终拧之后，下道工艺是焊接之后焊缝将会收缩。焊接之后，必要再一次校测，校测后记录下来测量数据，重要为下一层钢柱安装提供调节根据。
(6) 其他测定记录
在进行柱、梁、支撑等构建安装时，应以柱为准，调节梁和支撑，以保证建筑物整体铅直度。在焊接时必要观测与记录如下项目：
柱与梁焊缝收缩引起柱身铅直度测定；
柱日照温差变形测定值；
塔吊锚固在构造上，对构造铅直度测定；
柱身受风力影响测定。
钢柱暂时固定及垂直度校正 钢柱垂直度整体校正示意图
钢柱中心线对齐，扭转偏差应不大于3mm。用千斤顶校正是一种办法。
钢柱对接校正
基准标高点垂直引测示意图
5.2.7钢构造安装质量检查
(1)钢柱头标高检查办法
用校核无误当前施工层控制标高作为基点，用水准仪将低于柱顶300mm标高线投测到钢柱上，并弹上墨线。然后用通过检定钢尺；量出墨线到柱顶实际尺寸并记录下来。将实测后数据整顿上报。
钢柱标高检查图 钢柱垂直校正图
(2)首层以上钢柱垂直度检查校正
（A）将首层基准轴线投测到钢梁面上，所投测线距离梁上基准设计轴线1m；
（B）校测梁上基准线平面位置、尺寸、关系、经校测符合精度后，方可使用；
（C）将经纬仪架设在梁面基准线上，后视基准线方向向上投测，钢柱顶部卡有读数标尺；
（D）依照仪器与轴线间距关系，在标尺上读出相应尺寸，以此来校正钢柱。
(3)钢柱之间水平距离检查校正
（A）当钢柱吊装完毕后，通过垂直度校正和标高校正完毕后，需要进行平面位置校正；
（B）AC全站仪可以对任意多点距离联测，运用全站仪这一程序，来对钢柱水平面位置进行校验；
（C）一方面依照设计图纸，在计算机中把任意两个钢柱平面位置距离计算出来。
（D）用全站仪架设在任意位置（必须可以看到两个钢柱），使用距离联测程序测量出两个钢柱间实测距离。把测量数据保存起来，作为钢柱校测根据。
反射贴片
采用反射贴片校正钢柱
6材料与设备
6.1重要仪器
序号
名 称
型号与规格
数量
精度
1
莱卡全站仪
TCA
1台
0.5″
2
电子经纬仪
DJD2A
3台
2″
3
激光铅垂仪
D2J2
2台
1/45000
4
自动安平水准仪
NAL132
2台
±1mm
5
铝合金塔尺
5m
2把
1mm
6
光原对点器
2台
7
棱镜
20个
8
钢 卷 尺
50m
2把
1mm
9
管形测力计
LTZ―200N
2只
10
对讲机
4部
7质量控制
7.1质量原则
序号
项目
图示
容许偏差(mm)
检查办法
1
钢构造定位轴线
L/0
且≤3.0
用经纬仪和钢尺检查
2
柱子定位轴线
1.0
用经纬仪和钢尺检查
3
地脚螺栓位移
2.0
用拉线和钢尺检查
4
底层柱柱底轴线对定位轴线偏移
3.0
用吊线和钢尺检查
5
上柱和下柱扭转
3.0
用钢尺检查
6
底层柱基准点标高
±2.0
用水准仪检查
7
单节柱垂直度
h/100
且≤10.0
用经纬仪或吊线和钢尺检查
8
同一层柱柱顶标高之差
5.0
用水准仪检查
9
同一根梁两端水平度
L/1000
且≤10.0
用水准仪和钢尺检查
10
压型钢板在钢梁上排列错位
15.0
用直尺和钢尺检查
11
建筑物整体平面弯曲
L/1500
且≤25.0
用经纬仪或拉线和钢 尺检查
12
建筑物整体垂直度
（H/2500）+10
且≤50.0
用经纬仪检查
13
建筑物总高度
按相对标高安装
∑(△h+△Z+△w)
用钢尺检查
按设计标高安装
H/1000，且≤30
-H/1000，且≤-30
用钢尺检查
7.2质量保证办法
7.2.1、建立健全各项奖惩制度，提高操作人员施工责任感。
7.2.2、编制技术交底，做到操作人员心中有原则和规定，切实指引工程施工。
7.2.3、在施工过程中，进行抽查监督，严格按照方案工艺执行。
8安全办法
遵守工地安全守则，做好常规安全办法。
9环保办法
9.1成立相应施工环境卫生管理机构，在工程施工过程中严格遵守国家和地方政府下发关于环保法律、法规、规章和我司三合一贯标中对环保规定规定，随时接受有关单位监督检查。
9.2引测标高用油漆保管好，禁止随意倾倒。
10效益分析
10.1社会效益
10.1.1 高层钢构造测量技术使用与摸索，保证了高层建筑精准度，此法精度高、速度快、操作以便，大大减轻劳动强度和提高工作效率。保证了钢构造安装精度与安装质量，为公司在社会上赢得了较高信誉。
10.1.2 工程测量是一项极其重要基本性工作。测量施工任何一次失误，都也许导致工程施工浮现较大偏差，从而引起工程局部返工甚至报废，并延误工期，给工程带来巨大损失。本工法使用后形成效果同步还获得了上海市质监部门、建设单位及监理单位赞同与承认。
10.2 经济效益
10.2.1、以“上海振华重工1号工业研发大楼工程”工程进行效益分析。经济效益见分析表1：
序号
项目名称
地点
开、竣工
时间
实物工程量
应用效果
1
上海振华重工1号工业研发大楼
上海浦东新区东方路3261号
08．9.1-09.12
地上29层，地下2层，建筑面积10m2。钢构造5000吨
符合精度规定，工期平均每层提前1天。6个月完毕5000t钢构造安装
经济效益见分析表2：
序号
类别
项目
采用本工法测量配备全站仪、铅直仪、经纬仪、水准仪等及各类成本
普通测量配铅直仪、经纬仪、水准仪等及各类成本
1
仪器购买总费
35000元
21000元
2
测量人工单价
120元/工日
120元/工日
测量人工工日
6工日/每层
14工日/每层
测量人工费用
720元/每层
1680元/每层
测量人工总费用（31层）
22320元
52080元
3
测量辅助材料总费用
1000元
1000元
4
共计测量总费用
58320元
74080元
5
进度（工期）节约成本
每层工期平均缩短1天，节约水、电、周转材料租赁等各类成本6300元x31层＝195300元
6
节约总费用
211060元
在工程中，仅此工法采用，虽然考虑仪器购买费用，也可节约费用211060元。故经济效益比较可观。
采用本工法，能精确、以便进行平面轴线网、竖向高程标高、钢构造测量控制，测量精度高、速度快、操作简便、安全、实用、不受场地限制、可直接放样；而 CAD 自动捕获坐标功能，避免了繁琐计算，特别是对那些平面图形复杂建筑物、钢构造安装测量更是起到了事半功倍作用。建筑物平面图形越复杂，所起到效益越明显。
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