◎研究与应用 高层建筑施工中的垂直度控制 于春林，张玉梅 （大连阿尔滨集团有限公司，辽宁大连１１６１００） ［摘要］随着我国改革开放的步伐的加快，经济建设的蓬勃发展，高层及超高层建筑物越来越多地出现在人们的视 野之中。本文介绍了高层建筑施工中垂直度控制的方法，总结和归纳了高层建筑施工过程中垂直度控制工 作的重点和难点。 ［关键词］高层建筑施工；垂直度；控制 ［中图分类号］ＴＵ９７ ［文献标识码］Ｂ ［文章编号］１００９—０１４２（２００８）１１—００５９—０２ ３０ ｍ＜Ｈ￣＜６０ ｍ时，误差不超过１０ ｍｍ； ６０ ｍ＜Ｈ￣＜９０ ｍ时，误差不超过１５ ｍｍ； ９０ ｍ＜Ｈ时，误差不超过２０ ｍｍ。 通常，高层建筑工程垂直度的控制方法主要有外控法和 高层建筑物施工测量中的主要问题是控制垂直度，就是 将建筑物的基础轴线准确地向高层引测，并保证备层榴应轴 线位于同一垂直面内，控制竖向偏差，使轴线向上投测的偏 差符合施工规范要求。 轴线向上投测时，要求竖向误差在本层内不超过５ ｍｍ， 内控法两种。 ’ … 鲁 量 误差不应超过２且应满足Ⅲｍ ０ｏ０（Ｈ为建筑物的总高度 ， １ 外控法 ： 外控法是在建筑物外部，利用经纬仪，根据建筑物轴线 ［收稿日期］２００８—０９—１５ 控制桩来进行轴线的竖向投测，通常也被称作“经纬仪引桩 环境（净高、采光、通风、目照等）有一定的影响。由于钢 筋混凝土结构的框架粱比钢结构高２００ ｍｍ，对于室内环境， 钢结构的方案按现层高除去梁高和吊顶高度，室内净高可以 达到２ ５００ ｍｍ左右，如按钢筋混凝土结构则净高为２ ３００ ｍｍ，对于办公环境来讲偏低。如想达到理想效果则层高须 纪８０年代后，研究工作进一步深入，通过大量的试验研究 和理论分析，对构件的承载力和变形性能及其影响因素进行 了全面的研究，得到了实用的设计计算公式。与此同时，钢 管混凝土结构的施工技术也在迅猛发展，涌现出很多新的施 工工艺和施工方法，钢管混凝土结构的优势得到了更加充分 达到３．９ ｍ以上，按现设计方案层高设计及１００ ｍ高度的限 制，则须减掉一层，使主楼变为２４层，面积损失３０００ ｍ 左 右。 的发挥。近十几年来，我国钢管混凝土结构［向科学研究相工 程应用都取得了令人瞩目的成就。目前已经先后有国家建材 局、中国工程建设标准化委员会、国家经济贸易委员会和解 ３应用总结 在２Ｏ世纪６Ｏ年代以前，由于钢管内浇注混凝土的施工 工艺尚未得到很好的解决，现场的施工操作显得繁琐，钢管 混凝土结构存施工性能方面的优势没有得到应有的发挥。到 上世纪８０年代后期，由于泵送混凝土工艺的发展，解决了 善 混凝土结构广泛应用于各种大型建筑工程和交通运输工程 中。钢管混凝土结构的应用在近十年的时间里得到了飞速的 发展。 在高层建筑结构中，钢管混凝土柱具有很大的优势：具 现场钢管内部浇灌混凝土的工艺问题，加上现代高强混凝土 需要用钢管约束来克服其脆性。因此，钢管混凝土结构在美 国和澳大利亚等国的高层建筑中得到了广泛应用，被认为是 高层建造技术的一次重大突破。 我国钢管混凝土结构技术的开发和应用已有近４０年的 历史。１９６６年钢管混凝土结构应用于北京地铁车站工程，上 应用。近ｌ０年来，随着国家经济的迅猛发展，钢管混凝土 有承载力高，抗震性能好的特点，既可以取代钢筋混凝土 柱，解决高层建筑结构中普通钢筋混凝土结构底部的“胖 柱”问题和高强钢筋混凝土结构中柱的脆性破坏问题；也可 以取代钢结构体系中的钢柱，以减少钢材用量，提高结构的 抗侧移刚度。钢管混凝土构件的自重较轻，可以减小基础的 负担，降低基础的造价。全部采用钢管混凝土柱的工程可以 进度；钢管混凝土柱的钢材厚度较小，取材容易、价格低。 世纪７Ｏ年代又在单层工业厂房、重型构架中得到了成功的 ． 采用“全逆作法”或“半逆作法”进行施工，从而加快施工 结构在我国的高层建筑工程、地铁车站工程和大跨度桥梁工 ： 其耐腐蚀和防火性能也优于钢柱。钢管混凝土柱不易倒塌， 程中得到了卓有成效地应用，推动了建造技术的发展。上世 即使损坏，修复和加固也比较容易。▲ ５９ 辽宁 建材 ２００８年第１１期 投测法”。 经纬仪引桩投测法是将经纬仪安置于轴线控制桩上，分 别以正、倒镜两个盘位照准建筑物底部的轴线标志，向上投 测到上层楼面上，取正、倒镜两投测点的中点，即得投测在 该层一上的轴线点。接Ｉ比方法分别在建筑物纵、横轴线的四 个轴线控制桩上安置经纬仪，就可在同一层楼面上投测出四 个轴线交点。其连线也就是该层面上的建筑物主轴线，据此 再测设出层面上其他轴线。 要保证投测质量，使用的经纬仪必须经过严格的检验与 校正，尤其是照准部水准管轴应严格垂直于仪器竖轴。投测 用经纬仪投测法。 在高层建筑施工时，常在底层适当位置设置与建筑物主 轴线平行的辅助轴线，在辅助轴线端点处预埋一块小铁板， 上面划以十字丝，交点上冲一小孔 作为轴线投测的标志。 在每层楼的楼面相应位置处都预留孔洞（也叫垂准孔）尺 寸为２００ ｍｉｎｘ２００ ｍｍ，供吊垂球用。投测时在垂准孔上安置 ，十字架，挂上钢丝悬吊的垂球。对准底层预埋标志，当垂球 线静止时固定十字架，而十字架中心则为辅助轴线在楼面上 的投测点，并在洞口四周做出标志，作为以后恢复轴线及放 样的依据。用此方法逐层向上悬吊引测轴线和控制结构的竖 日寸应注意照准部水准管气泡要严｝各居中。为防止投澳』时仰角过 大，经纬仪距建筑物的水平距离要大于建筑物的高度。当建筑 物轴线投测增至相当高度，而轴线控制桩离建筑物较近时，经 纬仪视准轴向上投测的仰角增大，不但点位投测的精度降低， 且观测操作也不方便。为此，必须将原轴线控制桩延长引测到 远处的稳固地点或附近大楼的屋面上，然后再向上投测。 为避免日照、风力等不良影响，宜在阴天、无风时进行 观测。 ，、 ＋ 士 向测量，如用铅直的塑料管套着线坠线，并采用专用观测设 备，则精度更高。此方法较为费时费力，只有在缺少仪器而 不得已时才采用。 ２．３激光铅垂仪投测法 当建设项目周边的场地狭小或高层建筑密集时，用吊锤 线法和经纬仪法投测轴线难以适应这种施工环境的要求，１０ 层以上的高层建筑宜利用激光铅垂仪投测轴线。采用激光铅 垂仪投测法具有使用方便、精度高、速度快等优点。 激光铅垂仪是一种专用的铅直定位仪器，适用于高层建 筑、烟囱和高塔架的铅直定位测量。该仪器主要由氦氖激光 器、竖轴、发射望远镜、管水准器和基座等部件组威。置于 仪器上的水准管气泡后，仪器的视准轴处于铅垂位置，可以 据此向上或向下投点。采用此方法应设置辅助轴线和垂准 孔，供安置激光铅垂仪和投测轴线之用。 使用时将激光铅垂仪安胃在底层辅助轴线的顶埋标志 上，严格对中、整平，接通激光电源，起动激光器，即可发 ～ “ 内控法是在建筑物内首层地面设置轴线控制点，并事先 预埋好轴线控制标志，以后在各层楼板相应位置上预留尺寸 为２００ ｍｉｎｘ２００ ｉＴ，．ｒｎ的传递孔，在轴线控制点上直接采用吊 线坠法或激光铅垂仪法，通过预留孔将轴线控制点的位置垂 直投测到其上任一楼层。 ２．１ 内控法轴线控制点的设置 在基础工程施工完毕后，在首层地面上适当的位置设置 与轴线平行的辅助轴线。辅助轴线与建筑物设计轴线之间的 以５ ０ｍｍ并线士射出铅直激光基准线。当激光束指向铅垂方向时，在相应楼 层的垂准孔上设置接收靶即可将轴线从底层传至高层。 ｈｎ１ ；３ 垂直度控制ｌａ＇Ｊ工作Ｉ的重点和Ｉ难点 Ｖ：ｒ上土 ＿工＿－— ＿Ｈ 王瓜、… 爪、，、 ，、 （１）相关人员必须对施工图纸及资料做到充分熟悉，并 事先制定合理可行的垂直度控制方案，合理地选择和确定垂 直度的控制方法。 ＼ 厂、 １ ２ Ｌ Ｉ （２）要求测量人员有较高的专业素质和较强的责任心。 首先必需从人的方面入手，尽量减小人为误差。 口 Ｌｒｊ ｌ 大，（如何有效地３）大风、消除或降高温等因素对测量精度和测量结果影响很低这些不利因素的影响也是事先耍 充分考虑的一个重要问题。 ３ ——４ ｒＪ ７ｌ ，Ｕ —— （４）要做到对测量仪器进行妥善保管，并经常检查测量 仪器，避免仪器损坏，以确保仪器自身的精确程度满足施工 测量精度要求。 ｕ ｕ （５）根据工程的具体情况，及时采取相应措施、调整垂 直度测量方案，保证垂直度测量控制工作的正常进行。 图１ 内控法轴线控制点的设置 ２．２吊锤线法一４ 结束语 这些方法各有利弊，在施工中应结合工程项目的具体持 般建筑在施工中常用特别的锥形重锤悬吊在建筑韧楼 板或柱顶边缘，当垂球尖对准基础或墙底设立的定位轴线 时，在楼层定出各层的主轴线，再用钢尺校核各轴线间距， 点选用。但无论采用哪种方法，都必须经过多次传递才能定 位，其精确度受风力、温度和日照强度的不利因素影响很 然后继续施工。该法简单易行，不受场地限制，一般能保证 施工质量。但当风力较大或层数较多时，误差较大，此时可６０ 大，容易产生较大的误差积累，实际应用中必须引起足够的 重视。▲