超高層鋼結(jié)構(gòu)施工測量控制技術(shù)研究

李紅智 張芳晴

摘要：本文把某高層作為例子，介紹了超高層鋼結(jié)構(gòu)施工測量控制的技術(shù)與方法。

關(guān)鍵詞：超高層;鋼結(jié)構(gòu);測量

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，導(dǎo)致建筑工程與用地面積之間的矛盾不斷擴(kuò)大，一定程度上也推動了超高層建筑施工技術(shù)的推廣和應(yīng)用。本文介紹了超高層鋼結(jié)構(gòu)施工測量控制的技術(shù)與方法，以期為高層施工質(zhì)量的提升奠定基礎(chǔ)保障，為建筑企業(yè)獲取更多的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，促進(jìn)高層建筑結(jié)構(gòu)行業(yè)的健康穩(wěn)定的發(fā)展。

一、超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工

鋼結(jié)構(gòu)在國外的發(fā)達(dá)國家應(yīng)用得較多，現(xiàn)在鋼結(jié)構(gòu)在國內(nèi)也越來越多的得到了推廣。由于科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，對鋼結(jié)構(gòu)的改變較多，不僅建筑形式變得更加靈活多樣，設(shè)計(jì)理念也更加多元化，改變了傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)建筑。由于建筑高度的不斷增加，導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)的重量與尺寸都隨之增加，鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)自身的吊裝與運(yùn)輸設(shè)備也應(yīng)不斷提高，以適應(yīng)建筑的具體需求。在超高層建筑中，進(jìn)行科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)吊裝是目前施工安裝過程中的重點(diǎn)，其過程中可以采取必要的鋼結(jié)構(gòu)變形監(jiān)控措施以控制安裝質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)施工的合理性和安全性。

二、超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的施工基本原則

（一）科學(xué)性

在超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的施工中，科學(xué)性原則是最基本的施工原則。主要體現(xiàn)在要堅(jiān)持科學(xué)合理的施工，設(shè)計(jì)目標(biāo)和方案都要以科學(xué)的角度出發(fā)，各項(xiàng)參數(shù)要和實(shí)際的施工技術(shù)有效融合，以此來實(shí)現(xiàn)科學(xué)且安全的施工，提升施工質(zhì)量[1]。

（二）簡單性

為了實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的鋼結(jié)構(gòu)施工，在堅(jiān)持科學(xué)性的原則之外，還必須堅(jiān)持簡單性的原則。一般情況下，超高層建設(shè)施工受自身建筑特點(diǎn)的影響，導(dǎo)致具體的施工局限性較大，使得具體的操作環(huán)境相對復(fù)雜。為了有效地應(yīng)對這一現(xiàn)狀，在實(shí)際的施工過程中，應(yīng)盡可能地提高設(shè)計(jì)的容錯率，減少外界對施工的干擾和影響，從而獲得理想的施工效果和質(zhì)量。

三、工程概況

某高層建筑用地呈L形。建筑高度為530m，裙樓南北185m，東西171m;總建筑面積為39萬㎡，包括4層地下室、100層塔樓、5層裙樓。塔樓為“鋼筋混凝土核心筒+鋼框架”結(jié)構(gòu)體系，核心筒的平面結(jié)構(gòu)縱向不斷變化，其外框由角框柱、邊框柱、鋼梁等組成。

四、測量坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換

本工程總承包提供的一級控制網(wǎng)控制點(diǎn)，其坐標(biāo)系為天津城市坐標(biāo)系。坐標(biāo)位數(shù)多，且與建筑物的定位軸線不平行。為了方便現(xiàn)場鋼結(jié)構(gòu)安裝測量，利用CAD軟件將城市坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換成與建筑定位軸線相平行的假定施工坐標(biāo)系[2]。

五、平面控制網(wǎng)的建立

二級平面控制網(wǎng)采用附合導(dǎo)線方法引測?，F(xiàn)場采用直角坐標(biāo)法與極坐標(biāo)法相結(jié)合的方法測設(shè)出主控軸線網(wǎng)?！?.000以下采用內(nèi)控法向上引測，待±0.000層混凝土結(jié)構(gòu)樓板澆筑完畢并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，根據(jù)測設(shè)好的基坑內(nèi)4個主軸線控制點(diǎn)將軸線引測至±0.000層樓面，在核心筒外圍建立4個控制點(diǎn)，用于外框鋼柱的安裝校正，利用全站儀進(jìn)行校核，符合精度要求后做好十字線標(biāo)記并用油漆標(biāo)注。

六、高程控制網(wǎng)建立

因本工程布設(shè)的二級控制網(wǎng)觀測高臺上已安置高程觀測點(diǎn)，所以可以利用已有觀測高臺進(jìn)行二級高程控制網(wǎng)布設(shè)[3]。高程網(wǎng)點(diǎn)應(yīng)定期進(jìn)行復(fù)測，以保證精度。主體施工的前三個月每15天復(fù)核一次，以后每45天復(fù)核一次。

七、控制網(wǎng)傳遞

（一）平面控制網(wǎng)的豎向傳遞與校核。塔樓核心筒采用頂模施工，根據(jù)本工程的特點(diǎn)，平面控制網(wǎng)的豎向傳遞擬采用內(nèi)控法。因豎向結(jié)構(gòu)施工進(jìn)度大于筒外樓層板，沒有水平結(jié)構(gòu)載體來進(jìn)行觀測，所以內(nèi)控點(diǎn)傳遞時需在核心筒外墻四個角上搭建觀測平臺，在觀測平臺底板上對應(yīng)內(nèi)控點(diǎn)的位置預(yù)留200*200mm洞口，洞口處安裝激光捕捉靶。為提高投測點(diǎn)位的精度，將激光垂準(zhǔn)儀依次旋轉(zhuǎn)0°、90°、180°、270°在激光捕捉靶上投點(diǎn)4次，取幾何交點(diǎn)作為最終點(diǎn)位。投測的平面控制網(wǎng)須進(jìn)行平差，并對投測點(diǎn)進(jìn)行歸化改正。

高度100m以上時，建筑物結(jié)構(gòu)受混凝土膨脹收縮、風(fēng)動、日照等外界影響比較大，不同觀測時間測得的點(diǎn)位坐標(biāo)相差較大[4]。本工程擬采用GPS不間斷觀測，根據(jù)不同時間段的觀測數(shù)據(jù)來確定最佳投點(diǎn)時間，以提高投點(diǎn)的精度。因核心筒結(jié)構(gòu)平面不斷內(nèi)縮，控制網(wǎng)豎向傳遞過程中要進(jìn)行轉(zhuǎn)換，所以需要設(shè)置控制網(wǎng)的檢核層及轉(zhuǎn)換層。

（二）高程控制網(wǎng)的傳遞與校核。目前，超高層建筑標(biāo)高傳遞的方法有懸吊鋼尺法和全站儀天頂測距法。因鋼尺法受外界影響大、效率低、易累積誤差，故本工程采用全站儀天頂測距法進(jìn)行標(biāo)高的傳遞。在核心筒墻面+1.000m標(biāo)高基準(zhǔn)線處放置塔尺，調(diào)整全站儀水平讀取塔尺讀數(shù)，推算出儀器高度值，然后在全站儀上安裝彎管目鏡后豎直對準(zhǔn)上方預(yù)留洞口反射棱鏡測距，計(jì)算得到反射棱鏡位置的標(biāo)高，最后通過水準(zhǔn)儀測設(shè)出核心筒四面設(shè)計(jì)標(biāo)高+1.000m線，閉合校驗(yàn)合格后作為鋼構(gòu)件安裝與校核的高程控制線[5]。

八、鋼構(gòu)件的安裝與測量

（一）首節(jié)柱地腳螺栓測量。地腳螺栓安裝前先畫出定位板十字中心線。鋼筋綁扎完畢后使用全站儀進(jìn)行地腳螺栓的測量安裝定位，并在澆筑混凝土?xí)r進(jìn)行跟蹤測量，確保地腳螺栓的定位精度。地腳螺栓安裝軸線偏差≤5㎜，標(biāo)高偏差≤3㎜。

（二）鋼柱的安裝與測量。在核心筒四個角上的測量平臺上架設(shè)全站儀對外框鋼柱進(jìn)行定位測量調(diào)整。對于人員不便到達(dá)的位置，可將反射片貼于鋼構(gòu)件各節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行定位，反射片中心要與軟件定位點(diǎn)重合。上節(jié)鋼柱吊裝前，測量下節(jié)鋼柱頂軸線及標(biāo)高偏差，為將要安裝的鋼柱帶來參考。誤差在5mm以內(nèi)，利用焊縫間距使用“無纜風(fēng)繩校正方法”加以調(diào)節(jié)。若吊裝的偏差太大，利用焊縫無法調(diào)節(jié)的，將實(shí)測數(shù)據(jù)反饋給生產(chǎn)廠家，以便調(diào)整下一節(jié)鋼柱的制作，使整體達(dá)到實(shí)際設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[6]。

（三）鋼梁及其核心筒埋件的定位測量。核心筒預(yù)埋件在安裝前應(yīng)做好定位標(biāo)記，在土建核心筒墻鋼筋綁扎前將埋件初步就位。待土建鋼筋綁扎完畢，再對預(yù)埋件進(jìn)行精確校正。在核心筒墻體合模完畢后再對預(yù)埋件進(jìn)行整體調(diào)整并加強(qiáng)固定。當(dāng)混凝土澆筑完畢達(dá)到強(qiáng)度后在預(yù)埋件上彈出鋼梁連接耳板的定位控制線。鋼梁安裝過程中，不得對鋼柱進(jìn)行調(diào)整。在高強(qiáng)螺栓終擰前后，均需對所有鋼柱的垂直度進(jìn)行測量并記錄。鋼梁施焊過程中必須實(shí)時監(jiān)測鋼柱的垂直度，并依據(jù)垂直度偏差情況對焊接順序以及焊接速度進(jìn)行調(diào)整。

九、結(jié)語：

綜上所述，超高層鋼結(jié)構(gòu)定位測量受焊接、風(fēng)動、季節(jié)性溫差等外界影響較大，本文介紹的超高層鋼結(jié)構(gòu)施工測量控制的技術(shù)與方法，保證了測量精度，為類似的工程測量提供有價值的參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]佚名. 超高層鋼結(jié)構(gòu)軟土地基施工測量控制[C]// 裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑工程技術(shù)應(yīng)用. 2018.

[2]佚名. 淺談超高層鋼結(jié)構(gòu)吊裝測量控制技術(shù)[J]. 施工技術(shù)， 2018， 47（S1）：356-358.

[3]佚名. 國瑞·西安金融中心工程創(chuàng)新技術(shù)研究與應(yīng)用[J]. 建筑技術(shù)， 2018， v.49;No.583（07）：5-13.

[4]周也， 楊玉濤， 李達(dá)明，等. 復(fù)雜超高層組合結(jié)構(gòu)測量控制[J]. 建筑技術(shù)開發(fā)， 2017（2）：105-107.

[5]汪俊龍， 汪璐. 鋼結(jié)構(gòu)在高速公路橋梁中的應(yīng)用及其施工研究[J]. 建筑與裝飾， 2017（11）.

[6]周小二， 焦長春， 李志輝. 超高層鋼結(jié)構(gòu)安裝精度控制技術(shù)初探[J]. 建設(shè)監(jiān)理， 2016（7）：75-77.

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