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【摘 要】随着社会的不断进步,建筑设计,施工技术水平不断提高和完善,再加之土地的不断匮乏,人口的不断增长,超高层建筑的产生和推广成为了一种发展趋势,使日益匮乏的土地得到了最有效的利用.但是随着超高层建筑的样式的多样化,超高层建筑的日益增多,施工测量在保证超高层的安全性和超高层的使用寿命起着关键性的作用,因此施工测量技术在超高层建设过程中的作用越来越受到重视.
【关 键 词】超高层；建筑；测量；关键技术
超高层建筑施工测量和各种形变监测已成为精密工程测量中的热点问题,其中核心筒的垂直度控制和建筑物的变形监测等可以通过采用高精度的激光垂准仪提高观测精度,日照和温度变形改正可以通过温度传感器检测实时温度并建立其与形变量之间的函数关系,钢结构的压缩变形需要建立改正模型,通过模型及钢构的物理属性确定修正量.
一、超高层建筑关键技术问题
1.1施工控制网的建立
施工过程中周围地物会产生沉降,所以施工控制网必须采用分级布设、定期复测的方法.平面控制网布设.平面控制网分为：首级平面控制网、二级平面控制网、平面控制网与施工控制网.
1）首级平面控制网采用GPS技术布设,控制点要保证点位稳定、观测环境良好,一般选择4、5个离施工区500--1000m位置均匀覆盖施工区的控制点,采用强制观测墩布设.首级控制网一般每个施工周期复测一次,并与基岩点或者沉降较小的控制点进行联测,并及时对破坏的控制点进行修复
2）二级平面控制网是场地平面控制网.依据首级平面控制网测设,并作为平面控制网建立和校核的基准,同时也可为重要部位的施工放样提供基准.一般采用大地四边形布网,离施工区100m左右,尽量减小因施工造成的沉降影响.二级控制网的观测采用全站仪与GPS结合的方式,可采用埋石或者冲击钻埋设倒钉.由于二级平面控制网紧邻施工现场,受施工影响比较大,稳定性较差,因此必须定期复测校核,一般每月复核一次.
3）平面控制网是为各楼层的细部放样而布设的平面控制网.一般布置在层面上,围绕核心筒中心布设矩形控制网,但随着核心筒结构发生变化,控制网亦可布设为矩形和平行四边形.平面控制网位于结构的内部,受施工和建筑沉降影响大,因此必须根据施工情况定期复测校核.
1.2高程控制网
高程控制网包括首级精密高程控制网和二级控制网.首级高程控制点一般选择
3～4个控制点,这些点可以与首级平面控制点重合,也可以单独布设,另外选择2个高程内控点,预埋水准标志,与上述高程控制点合在一起组成一个精密首级高程控制网.施测时可以分两次组网观测,外控点组网观测一次,便于基础和附属建筑物的施工,当施工至±0.0000以上,再将内控点联网观测平差.由于首级精密高程控制网其点位距离施工现场比较远,难以直接为基础施工和附属构筑物的施工中标高放样所用,因此,应在首级高程控制的基础上,建立施工场区二等水准控制,二等控制点可待0层建好并稳定后,在该层布设3～4个控制点.此外,为了钢结构安装时标高控制的需要,应在靠近钢结构框架的地面上建立三等标高控制点数个,形成闭合环线.
二、超高层建筑基础施工技术测量
2.1地上结构的标高引测
首层楼面上,根据高程控制网水准点将标高引测至核心筒外壁,作为向上引测标高的基准点.一般以50m左右为一个垂直引测阶段,采用钢卷尺沿核心筒外壁向上引测,在施测的过程中必须施加标准拉力,且应进行温度及尺长改正.标高引测到施工层后,架水准仪将楼层结构标高引测在核心筒外壁,弹线打钉标记,并标明标高值,作为楼层高程放样依据.楼层土建、装饰装修和机电等施工标高,
根据楼层控制基准标高点测放.在首层塔楼的平面控制点架全站仪,利用全站仪天顶测距法分阶段复测钢卷尺引测的标高.
2.2裙楼地上结构施工测量
裙楼的地上结构的施工测量,采用“内控法”,首层楼面上用二级平面控制点复查裙楼的内控点的距离和角度,精度符合要求后,就可以利用内控点投测轴线的控制线,依据控制线可反复出墙、梁和板等细部结构.
2.3地下结构的标高引测
向基坑内引测标高时,依据高程控制点,采用悬吊钢尺代替水准尺水准测量的方法,并对钢尺读数进行温度、尺长和拉力改正,用闭合水准方法,传递到基坑下施工面上,在同一施工平面层上所引测的高程点,不得少于3个,并作相互校核,校核后三点的较差不得超过3mm,取平均值作为该平面施工中标高的基准点.复测基坑内水准环路闭合差,当闭合差较大时重新引测基坑内的标高基准点.
2.4地下结构的平面控制
在地下结构施工的过程中,由于面积大,施工过程复杂,施工工程中各部分变化很快,布设控制点很容易遭到破坏,因此地下结构平面控制采用自由设站的方式,直接利用施工控制网进行后方交会,即可减少控制点向下传递的累积误差,也可减少控制点破坏后重复建设的麻烦.为保证在施工过程中始终有足够的交汇点和检核点,可在地下建筑的墙壁和立柱上贴上反射标志,精确测定反射标的位置,可利用这些反射标进行交会定位与检核.
2.5核心筒内部轴线控制测量
1）平面控制网的建立.核心筒平面控制网采用分级的方式布设,由于结构的特殊性,一般是核心筒先施工,外框结构和核心筒内组合楼板后施工,故平面控制网依据核心筒结构的收敛及外墙厚度的变化采取分阶段布设控制,一般每50m分一个阶段布设一次控制网.
2）垂直控制网的建立.随着楼层的逐渐增高及核心筒的收敛,受日照、风力、摇摆和塔吊运转等不利因素的影响,核心筒处于相对不稳定状态,垂直控制网一次投测过高会产生过大误差,为提高测量精度,拟在中间层增加垂直控制网的转换层.为克服自然环境因素和特殊结构的影响,垂直控制网的传递最好选择温度较低的清晨,施工现场配合测量控制网的传递进行合理避让,采用高精度垂准仪进行垂直控制点多次投测,尽量减少环境影响及投测误差.三、超高层附属构筑物的施工测量
3.1沉降、日照等变形控制
沉降变形观测采用二等水准,根据工程进度定期进行.压缩变形观测可以通过GPS高程和高精度全站仪天顶法等多种技术进行观测和综合分析；日照和风载之类动态变形观测可以采用GPS实时动态技术、测量机器人和精密天顶法等方法有考虑地进行.风载动态变形应选择合适的天气进行数据采集,有效观测时间根据需要而定,同时要进行气象观测.日照动态变形也应选择合适的天气进行,有效观测时间不得少于连续24h,同时应进行气象和日照方位观测.
3.2钢结构安装定位控制
安装钢结构时,可采用数台高精度全站仪三维测设（可在节点处贴反光片或立棱镜）,每两台为一组,其中一台为检测用,结果取平均值.一般平面坐标值比较容易满足设计要求,但标高因受大气折光误差的影响,误差是平面坐标误差的2倍以上,因此,要在靠近钢结构的标高控制点上架设带有弯管的全站仪,测设每个节点的标高,以此控制节点在标高方向的定位,此办法基本可以消除大气折光的影响,保证精度满足设计要求,将节点整体三维定位精度控制在±10mm以内.
3.3构件压缩变形改正
各种构件安装后随着荷载的不断增加,会发生压缩,一般经监理和设计单位共同计算确定各层的压缩值后,对同层的所有杆件的加工长度放统一的余量.安装过程中,对同层的所有杆件按一个控制标高进行找平,尽量减小不同部位的压缩变形不一致的微小差异.由于杆件加工长度放余量,安装时的压缩又没有立即显现,杆件安装后的顶标高立刻显示超过设计标高值.考虑将来的层间压缩变形,因此将层间压缩值预先加长到层高的标高控制点间,等层间压缩变形完成后,层高正好恢复到设计高度.
4.结语：
随着城市经济的不断发展,超高层越来越多,这些建筑大都结构复杂、工期周期长以及对测量精度要求高,同时通视困难,高空架设仪器和接收装置也比较困难,要采用特殊测量方法对其施工过程进行控制,对建筑物的变形进行安全监测.