高層建筑的軸線投測和豎向偏差的控制摘要：當基礎工程完工后，隨著結構的不斷升高，要逐層向上投測軸線，尤其是高層結構四廓軸線的投測，直接影響結構的豎向偏差。隨著建筑物設計高度的增長，施工中對豎向偏差的控制越來越顯得重要。關鍵詞：豎向偏差；經緯儀；軸線；為了保證工程質量，有關規范對于不同結構、不同高度的高層建筑施工的豎向精度，規定了不同的要求。在各種結構中，以鋼筋混凝土高層裝配式框架結構施工對豎向允許偏差要求最咼。即各層柱身的豎向允許偏差不大于±5mm,總咼累計豎向允許偏差一般為總咼的1／1000，但不大于±20mm。上述豎向誤差是由測量誤差和施工本身的誤差兩部分組成。為了能滿足上述的精度要求,常采用下列兩類方法進行咼層建筑軸線的投測。無論使用哪一類方法向上投測軸線,都必須在基礎工程完成后,根據建筑場地平面控制網,校測建筑物軸線控制樁（即保險樁）后,將建筑物四廓和各細部軸線精確地彈測到±0．000首層平面上,再精確地延長到建筑物以外適當的地方并妥善保護起采,作為向上投測軸線的依據。下面分別介紹常用的兩類投測方法。一、經緯儀豎向投測法這是當前咼層建筑施工中向上投測軸線、控制豎向偏差的最常用方法。由于儀器設備、場地情況不同,按照安置儀器的不同位置又分為以下三種投測方法：、延長軸線法當場地四周寬闊,可將咼層建筑四廓軸線延長到建筑物的咼度以外,或附近的多層建筑物頂面上時,可軸線的延長線上安置經緯儀,以首層軸線為準,依次向上投測。如圖1所示,c〃、C及C1為cq軸線上的延長樁位。施測時將經緯儀安置在各樁上，向上投測。如某飯店主樓，某電視臺主樓（27層112m高），均用此法。圖1如圖1所示，經緯儀先在C1上投測出c1中后，在c1中點將軸線延長投測到C〃],再在外上安置經緯儀，仍以C,為準向上投測C,上點時，由于C〃】不在軸線方向的點位誤差，對TOC\o"1-5"\h\z1 1上 1向上投測的影響很小，可以略而不計，而經緯儀在C",點上后視前視C,上的視線長度1 1 1上均短于C〃C上,故其結果比經緯儀在C〃點上投測的誤差要小。如果經緯儀在C〃】，點上上1是后視C,中點，再向上投測C,上,則誤差將會增大。1中 1上、側向借線法當場地四周窄小，咼層建筑四廓軸線無法延長時，可將軸線向建筑物外側平行移出（即俗稱借線）。移出的尺寸應視外腳手架的情況而定，盡量不超過2m,如圖2所示，下面為平面圖，上面為側面圖，A、B、C、D為借線的四個交點，用以向上傳遞軸線和控制豎向偏差。當經緯儀仰角超過限度時，可在該施工層的四角用鋼腳手架支出四個操作平臺（要安全、穩定，并分兩層：上層安置經緯儀，下層設置護欄、觀測人員站在其內），用正倒鏡法將底層

的，A、B、C、D引測到平臺上為，A］、B］、C］、D］。再將經緯儀安置到平臺上。以底層的各點為后視向上投測，并指揮施工面上的測量人員垂直于視線橫向移動水平尺，以視線為準向內量測出借線尺寸，便可在樓板上定出軸線位置。此法只要操作平臺穩定，經緯儀向上移動不超過兩次，精度是可以滿足上述要求的。圖2、正倒鏡挑直法將經緯儀安置在施工層上進行軸線投測。如圖3所示的高層建筑平面圖（下）和側面圖（上），為了向上投測A軸，先在施工層面上估計舛點的向上投測的點位如Az］上，址，在其上安置經緯儀后視Az］，用正倒鏡延長直線取分中，定出Az8上，然后移儀器到Az8上,］ 8上 8上圖3仍用正倒鏡延長直線取分中，定出A〃8,實量出Az8、A〃8間距后，根據相似三角形對應邊成正比的原理，用下式計算兩次鏡位偏離④軸的垂距：圖3AA=A，A〃口 d （］）］上］上 88d+d+d］02AA=A，A〃D （2）8上8上 88d+d+d］02上述垂距算出后，即可在施工層上由A,上、A8上定出④軸上的方向點A,上、A8上。最后將］上8上 ］上8上經緯儀再依次安置在A8上及A,上正點上，仍用正倒鏡延長直線法檢測A8、A8上A,上四點應8上 ］上 8 8上］ ］上同在一直線上，如果在人】點出現誤差，按公式（1）、（2）取A】上、A8上二次點位的分中位置，作］ ］上8上為最后結果。此法精度比前兩法均高。在施測中，當用］、2法投測軸線時，應每隔五層或十層用3法校測一次，以提高精度減少豎向偏差的累積。又無論采取哪一種測法，為保證精度，均應注意以下幾點：］．軸線的延長樁點要準確，標志要明顯，應妥善保護好。向上投測軸線時，應盡量以首層軸線位置為準，避免逐層上投誤差的累積。2.盡量選用遠鏡放大倍數為V225，水平度盤水準管分劃值為更30〃，并有光學投點器的經緯儀J6級即可），圖鏡最好配有90°折光棱鏡或90〃彎管目鏡。

3．測前要對經緯儀的軸線關系進行嚴格的檢校。觀測時要精確整平水平度盤水準管，以減少豎軸不鉛直的誤差，并堅持采取正倒鏡觀測取分中的投測方法。二、盡量選在陰天或清晨無風的氣候下投測。1、鉛直線法用線墜或其他儀器給出的鉛直線作為控制高層建筑豎向偏差的依據。通常有以下四種測法。⑴吊線墜法一般50?100m的高層建筑施工中，可用10?20kg的特制線墜及直徑0。5?0.8mm的鋼絲懸吊。以±0．000首層地面上靠近高層結構四周的軸線點為準，逐層向上懸吊引測軸線和控制結構的豎向偏差。如北京某飯店主樓就是采用吊線墜法作為豎向偏差的檢測方法。圖4為飯店主樓首層平面圖，在距中心線③軸和?軸兩側各9.750m、距邊梁0.300m處的1、2…、8點，精確地測出標志，作為向上引測的依據，以后每層樓板在此相應位置處均預留孔洞，用15kg的線墜、直徑1mm的鋼絲向上引測軸線。為了減少風吹的影響，在首層使用風檔，人在其中用步話機指揮上層移動鋼絲進行對點、引測。為了檢查軸線豎向精度，每隔五層(13.500m)與用經緯儀投測的軸線相比較，最大差值僅為4mm,說明此法精度較高。某電視主樓也是采用此法檢測，效果良好。在用此法施測中，如果用鉛直的塑料管套著線墜線，并采用專用觀測設備，結果精度還能提高。圖4遠鏡紬電-丹向立黑aEsi—圖5圖4遠鏡紬電-丹向立黑aEsi—圖5⑵激光鉛直儀法隨著高層建筑、高煙囪、高塔架等的總高度不斷增高，可以采用激光鉛直儀。它能保證精度，操作簡便，并能自動控制豎直偏差，在100?200多米的高煙囪和320m高的塔架施工中都取得了良好結果。深圳國際貿易中心主樓50層160m高，采用內外筒整體滑模施工工藝，用四臺激光鉛直儀控制扭偏，不但保證了豎直偏差精度，還為高速優質的滑模施工創造了條件。下面簡要介紹激光鉛直儀的構造和用法。激光鉛直儀的基本構造和檢校圖5為一種自動安平激光鉛直儀。儀器的豎直系統是由300mm長、3mW的氦一氖激光管和25倍的非調焦遠鏡串聯而成。用萬向支架懸掛，以實現自由擺動。當靜止時，激光束正處于鉛直方向，光束200m高，鉛直精度±20〃，利用激光器尾部的副光可在安置儀器時對中。為了進行檢校，可在儀器的正上方高處水平設置白紙板作為接收靶。點燃激光器后，將儀器水平旋轉一周，如果光斑在白紙板上的軌跡為一閉合環時，說明需要調節套筒上固定激光管的校正螺絲，直至其軌跡趨近于一點為止。激光鉛直儀的用法一般在高層建筑的四個大角外距兩方向軸線一定距離之處，各安置一臺激光鉛直儀。對中后，即可得到四條已知間距和鉛直方向的激光束。在施工層上的相應處設置接收靶，用以傳遞軸線和控制豎向偏差。大量的實測結果說明該儀器的豎直精度能達到土10〃，即在150m高度上平面誤差為±7.5mm。施測中要注意對儀器的安全采取保護措施，防止落物擊傷，并經常對光束的豎直方向進行檢校。觀測時間最好選在陰天又無風之時，以保證精度。經緯儀天頂法在經緯儀目鏡處裝上90°彎管目鏡后，將遠鏡物鏡指向天頂方向，由彎管目鏡觀測。當將儀器水平轉動一周時，如視線永指在一點上，則說明視線方向正處于鉛直，用以向上傳遞軸線和控制豎向偏差。經緯儀天底法上海第三光學儀器廠研制的DJ6—C6垂準經緯儀。它配有90°彎管目鏡，即能使遠鏡仰視向上指向天頂，又能使遠鏡俯視向下，使視線通過直徑20mm的空心豎軸指向天底，一測回