一、高層建筑施工測量的特點

1．由于建筑層數(shù)多、高度高，結(jié)構(gòu)豎向偏差直接影響工程受力情況，故施工測量中要求豎向投點精度高，所選用的儀器和測量方法要適應(yīng)結(jié)構(gòu)類型、施工方法和場地情況。

2．由于建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備和裝修標(biāo)準(zhǔn)較高，特別是高速電梯的安裝等，對施工測量精度要求亦高。一般情況在設(shè)計圖紙中有說明，總的允許偏差值，由于施工時亦有誤差產(chǎn)生，為此測量誤差只能控制在總的總偏差值之內(nèi)。

3．由于建筑平面、立面造型既新穎且復(fù)雜多變，故要求開工前先制定施測方案，儀器配備，測量人員的分工，并經(jīng)工程指揮部組織有關(guān)專家論證方可實施。

二、建立施工控制網(wǎng)

平面控制

高層建筑必須建立施工控制網(wǎng)。一般建立施工方格控制網(wǎng)較為實用，使用方便，精度可以保證，自檢也方便。建立施工方格控制網(wǎng)，必須從整個施工過程考慮，打樁、挖土、澆筑基礎(chǔ)墊層和建筑物施工過程中的定軸線均能應(yīng)用所建立的施工控制網(wǎng)。由于打樁、挖土對施工控制網(wǎng)的影響較大，除了經(jīng)常復(fù)測校核外，最好隨著施工的進(jìn)行，將控制網(wǎng)延伸到施工影響區(qū)之外。目前在高層建筑施工中，采用“升梁提模”和鋼結(jié)構(gòu)吊裝雙梁平臺整體同步提升等施工工藝，必須將控制軸線及時投影到建筑面層上，然后根據(jù)控制軸線作柱列線等細(xì)部放樣，以備綁扎鋼筋、立模板和澆筑混凝土之用。

1．建立局部直角坐標(biāo)系統(tǒng)

為了將高層建筑物的設(shè)計放樣到實地上去，一般要建立局部的直角坐標(biāo)系統(tǒng)。為了簡化設(shè)計點位的坐標(biāo)計算和在現(xiàn)場便于建筑物放樣，該局部系統(tǒng)坐標(biāo)軸的方向應(yīng)嚴(yán)格平行于建筑物的主軸線或街道的中心線。施工方格網(wǎng)布設(shè)應(yīng)與總平面圖相配合，以便在施工過程中能夠保存最多數(shù)量的控制點標(biāo)志。

2．用極坐標(biāo)法和直角坐標(biāo)法的放樣

在平面位置的放樣方法中，通常用的是極坐標(biāo)法和直角坐標(biāo)法。用極坐標(biāo)法放樣時，要相對于起始方向先測設(shè)己知的角度，再由控制點測設(shè)規(guī)定的距離。當(dāng)用直角坐標(biāo)法放樣時，則先要在地面上設(shè)有兩條互相垂直的軸線，作為放樣控制點。此時，沿著Z軸測設(shè)縱坐標(biāo)，再由縱坐標(biāo)的端點對Z軸作垂線，在垂線上測設(shè)橫坐標(biāo)。為了進(jìn)行校核，可以按上述順序從另一軸線上作第二次放樣。為了使放樣工作精確和迅速，在整個建筑場地應(yīng)布設(shè)方格網(wǎng)作為放樣工作的控制，這樣，建筑物的各點就可根據(jù)最近的方格網(wǎng)頂點來放樣。

（1）極坐標(biāo)法

設(shè)有通過控制點O的坐標(biāo)軸Ox和Oy，待放樣點C的坐標(biāo)等于x和y。放樣是用極坐標(biāo)法，由位于Ox軸上離點O距離為c的點A來進(jìn)行。也就是說，在A點測設(shè)出預(yù)先算得之角度α，再由點A測設(shè)距離到點c。因此，為了放樣C點，需要進(jìn)行下列工作：

1）在Ox方向上量出由點O到點A的距離。；

2）儀器對中；

3）在A點安置儀器測設(shè)角度α；

4）沿著所測設(shè)的方向，由A點量出距離b；

5）在地面上標(biāo)定C點的位置。

（2）直角坐標(biāo)法

直角坐標(biāo)法是極坐標(biāo)法的一種特殊情況。此時α＝90°，此外，b和c均是直接丈量的

3．施工方格控制網(wǎng)點的精測和檢核測量

建立施工方格控制網(wǎng)點，一般要經(jīng)過初定、精測和檢測三步。

（1）初定 初定即把施工方格網(wǎng)點的設(shè)計坐標(biāo)放到地面上。此階段可以利用打入的5cm×5cm×30cm小木樁作埋設(shè)標(biāo)志用。

由于該點為埋石點，在埋設(shè)標(biāo)志時必須挖掉，為此在初定時必須定出前后方向樁，離標(biāo)樁約2~3m，根據(jù)埋設(shè)點和方向樁定出與方向線大致垂直的左右兩個，這樣當(dāng)埋設(shè)標(biāo)志時，只要前后和左右用線一拉，此交點即為原來初定的施工方格網(wǎng)點。

另配一架水準(zhǔn)儀，為了掌握其頂面標(biāo)高，在前或后的方向樁上測一標(biāo)高。因前后方向樁在埋設(shè)標(biāo)志時不會挖掉，可以在埋設(shè)時隨時引測。為了滿足施工方格網(wǎng)的設(shè)計要求，標(biāo)樁頂部現(xiàn)澆混凝土，并在頂面放置200mm×200mm不銹鋼板。方格網(wǎng)點的埋設(shè)見圖。

1-混凝土保護(hù)樁；2-預(yù)制鋼筋混凝土樁；3-水準(zhǔn)標(biāo)志；

4-不銹鋼標(biāo)板；5-300mm×300mm混凝土

（2）精測 方格網(wǎng)控制點初定并將標(biāo)樁埋設(shè)好后，將設(shè)計的坐標(biāo)值必須精密測定到標(biāo)板上。

（3）檢測 精測時點位在現(xiàn)場雖作了改正但為了檢查有否錯誤以及計算方格控制網(wǎng)的測量精度，必須進(jìn)行檢測，測角用T2經(jīng)緯儀兩個測回，距離往返觀測，最后根據(jù)所測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行平差計算坐標(biāo)值和測量精度。

三、高程控制

水準(zhǔn)測量在整個測量工作中所占工作量很大，同時也是測量工作的重要部分。正確而周密地加以組織和較合理地布置高程控制水準(zhǔn)點，能在很大程度上使立面布置、管道敷設(shè)和建筑物施工得以順利進(jìn)行，建筑工地上的高程控制必須以精確的起算數(shù)據(jù)來保證施工的要求。

高層建筑工地上的高程控制點，要聯(lián)測到國家水準(zhǔn)標(biāo)志上或城市水準(zhǔn)點上。高層建筑物的外部水準(zhǔn)點標(biāo)高系統(tǒng)與城市水準(zhǔn)點的標(biāo)高系統(tǒng)必須統(tǒng)一，因為要由城市向建筑工地敷設(shè)許多管道和電纜等。

利用水準(zhǔn)點標(biāo)高計算誤差公式求得的標(biāo)高誤差為

m2＝n2Li＋σ2Li

式中 n——每公里平均偶然誤差，在三等水準(zhǔn)測量中相當(dāng)于±4mm。

σ——平均系統(tǒng)誤差，相當(dāng)于±0.8mm；

Li——為公里數(shù)，假設(shè)為2km。

將上述代入則得

四、建筑物主要軸線的定位

1. 樁位放樣

在軟土地基區(qū)的高層建筑常用樁基，一般都打入鋼管樁或鋼筋混凝土方樁。由于高層建筑的上部荷重主要由鋼管樁或鋼筋混凝土方樁承受，所以對樁位要求較高，按規(guī)定鋼管樁及鋼筋混凝土樁的定位偏差不得超過D/2（D為圓樁直徑或方樁邊長），為此在定樁位時必須按照建筑施工控制網(wǎng)，實地定出控制軸線，再按設(shè)計的樁位圖中所示尺寸逐一加以定出樁位，定出的樁位之間尺寸必須再進(jìn)行一次校核，以防定錯。

2. 建筑物基坑與基礎(chǔ)的測定

高層建筑由于采用箱形基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)較多，所以其基坑較深，有的達(dá)20余m。在開挖其基坑時，應(yīng)當(dāng)根據(jù)規(guī)范和設(shè)計所規(guī)定的精度（高程和平面）完成土方工程。

基坑下輪廓線的定線和土方工程的定線，可以沿著建筑物的設(shè)計軸線，也可以沿著基坑的輪廓線進(jìn)行定點，最理想的是根據(jù)施工控制網(wǎng)來定線。

根據(jù)設(shè)計圖紙進(jìn)行放樣，常用的方法有：

1．投影法

根據(jù)建筑物的對應(yīng)控制點，投影建筑物的輪廓線。具體作法如圖所示。將儀器設(shè)置在A2，后視A'2，投影A2A'2方向線，將儀器移至A3，后視A'3，定出A3A'3方向線。用同樣方法在B2B3控制點上定出B2B'2，B3B'3方向線，此方向線的交點即為建筑物的四個角點，然后按設(shè)計圖紙用鋼尺或皮尺定出其開挖基坑的邊界線。

2．主軸線法

建筑方格網(wǎng)一般都確定一條或兩條主軸線。主軸線的形式有“L”?字形、“T”字形或“十”字形等布置形式。這些主軸線是作為建筑物施工的主要控制依據(jù)。因此，當(dāng)建筑物放樣時，按照建筑物柱列線或輪廓線與主軸線的關(guān)系，在建筑場地上定出主軸線后，然后根據(jù)主軸線逐一定出建筑物的輪廓線。

3．極坐標(biāo)法

由于建筑物的造型格式從單一的方形向“S”形、扇面形、圓筒形、多面體形等復(fù)雜的幾何圖形發(fā)展，這樣對建筑物的放樣定位帶來了一定的復(fù)雜性，極坐標(biāo)法是比較靈活的放樣定位方法。具體做法是，首先將設(shè)計要素如輪廓坐標(biāo)，曲線半徑、圓心坐標(biāo)等與施工控制網(wǎng)點的關(guān)系，計算其方向角及邊長，在工作控制點上按其計算所得的方向角和邊長，逐一測定點位。將所有建筑物的輪廓點位定出后，再行檢查是否滿足設(shè)計要求。

總之，根據(jù)施工場地的具體條件和建筑物幾何圖形的繁簡情況，測量人員可選擇最合適的工作方法進(jìn)行放樣定位。

4.高層建筑中的豎向測量

豎向測量亦稱垂準(zhǔn)測量。垂準(zhǔn)測量是工程測量的重要組成部分。它應(yīng)用比較廣泛，適用于大型工業(yè)工程的設(shè)備安裝、高聳構(gòu)筑物（高塔、煙囪、筒倉）的施工、礦井的豎向定向，以及高層建筑施工和豎向變形觀測等。在高層建筑施工中豎向測量常用的方法如下：

1)激光鉛垂儀法

激光鉛垂儀是一種鉛垂定位專用儀器，適用于高層建筑的鉛垂定位測量。該儀器可以從兩個方向（向上或向下）發(fā)射鉛垂激光束，用它作為鉛垂基準(zhǔn)線，精度比較高，儀器操作也比較簡單。

激光鉛垂儀,此方法必須在首層面層上作好平面控制，并選擇四個較合適的位置作控制點或用中心“十”字控制，在澆筑上升的各層樓面時，必須在相應(yīng)的位置預(yù)留200mm×200mm與首層層面控制點相對應(yīng)的小方孔，保證能使激光束垂直向上穿過預(yù)留孔。在首層控制點上架設(shè)激光鉛垂儀，調(diào)置儀器對中整平后啟動電源，使激光鉛垂儀發(fā)射出可見的紅色光束，投射到上層預(yù)留孔的接收靶上，查看紅色光斑點離靶心最小之點，此點即為第二層上的一個控制點。其余的控制點用同樣方法作向上傳遞.

2)天頂垂準(zhǔn)測量（仰視法）

垂準(zhǔn)測量的傳統(tǒng)方法是采用掛錘球、經(jīng)緯儀投影和激光鉛垂儀法來傳遞坐標(biāo)，但這幾種方法均受施工場地及周圍環(huán)境的制約，當(dāng)視線受阻，超過一定高度或自然條件不佳時，施測就無法進(jìn)行。隨著科技的進(jìn)步，新一代垂準(zhǔn)經(jīng)緯儀的問世，從而解決了傳統(tǒng)垂準(zhǔn)測量方法中的難題，能在各種困難條件下進(jìn)行施測，使垂準(zhǔn)測量方法進(jìn)一步完善。天頂法垂準(zhǔn)測量的基本原理，是應(yīng)用經(jīng)緯儀望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行天頂觀測時，經(jīng)緯儀軸系間必須滿足下列條件：①水準(zhǔn)管軸應(yīng)垂直于豎軸；②視準(zhǔn)軸應(yīng)垂直于橫軸；③橫軸應(yīng)垂直于豎軸。則視準(zhǔn)軸與豎軸是在同一方向線上。當(dāng)望遠(yuǎn)鏡指向天頂時，旋轉(zhuǎn)儀器，利用視準(zhǔn)軸線可以在天頂目標(biāo)上與儀器的空間畫出一個倒錐形軌跡。然后調(diào)動望遠(yuǎn)鏡微動手輪，逐步歸化，往復(fù)多次，直至錐形軌跡的半徑達(dá)到最小，近似鉛垂。天頂目標(biāo)分劃上的呈像，經(jīng)望遠(yuǎn)鏡棱鏡通過90°折射進(jìn)行觀測。

3) 天底垂準(zhǔn)測量（俯視法）

（1）依據(jù)工程的外形特點及現(xiàn)場情況，擬定出測量方案。并做好觀測前的準(zhǔn)備工作，定出建筑物底層控制點的位置，以及在相應(yīng)各樓層留設(shè)俯視孔，一般孔徑為φ150mm，各層俯視孔的偏差≤φ8mm。

（2）把目標(biāo)分劃板放置在底層控制點上，使目標(biāo)分劃板中心與控制點標(biāo)志的中心重合。

（3）開啟目標(biāo)分劃板附屬照明設(shè)備。

（4）在俯視孔位置上安置儀器。

（5）基準(zhǔn)點對中。

（6）當(dāng)垂準(zhǔn)點標(biāo)定在所測樓層面十字絲目標(biāo)上后，用墨斗線彈在俯視孔邊上。

（7）利用標(biāo)出來的樓層上十字絲作為測站即可測角放樣，側(cè)設(shè)高層建筑物的軸線。數(shù)據(jù)處理和精度評定與天頂垂準(zhǔn)測量相同。