高层钢结构施工测量工法

高层钢结构施工测量工法

1 前言

随着我国建筑业的发展，高层、超高层钢结构工程越来越多，施工测量贯穿在钢结构施工的整个过程中，测量的精度直接影响着钢结构的安装质量。我公司承建的振华重工1#工业研发大楼工程为99m高的劲型柱结构，施工测量复杂，通过认真研究、精心施工，高质量、高速度完成了工程的施工测量工作，并形成本工法。

2 工法特点

2.1人：施工测量方便，普通的施工测量人员均可以满足施工要求。

2.2机：采用全站仪、激光铅直仪进行坐标定位，采用J2激光经纬仪进行测设，测量精度高，普通水准仪、J2激光经纬仪为项目常备仪器。

2.3料：测量放线的常用材料即可，如墨斗、铅笔、小刀、反射贴片。

2.3法：从普通的施工测量入手，方法容易上手。

2.4环：无污染产生。

3 适用范围

高层、超高层钢结构工程的施工测量放线。

4工艺原理

按照内控法建立内控平面控制网，建立高程控制网，对核心筒和外侧钢结构平面位置分别进行控制，每层施工测量放线完成后，相互进行校核，保证结构平面位置和标高的准确。高层钢结构工程一般为混凝土核心筒钢结构外框筒结构，核心筒先行，外框筒钢结构随后。针对工程的结构特点，钢结构测量分

平面、高程控制两部分，总体思路：平面控制点使用激光铅直仪向上传递，高程控制点使用钢卷尺分段向上量距。每次传递的点位经自检闭合后再进行钢柱垂直度测量、柱顶轴线偏差测量、柱顶标高测量、梁轴线与高差检查、地脚螺栓定位检测、柱底对中、变形观测等工作。

4．1、平面控制网考虑地下室、地上钢结构施工阶段和外筒、中筒两部分点位控制范围。

4．2、平面控制点使用激光铅直仪垂直向上投递，激光传递的点位在楼层组成四边形，（总共布4个控制点）具有闭合复测条件，施工高度每隔50米则将控制点迁移至该层。

4．3、用计量检测过的50米钢卷尺分段向上量测，分三处传递高程，三点之间相互复测闭合。

4．4、钢结构与土建、设备安装、室内外装修等专业使用同一平面、高程控制网。

5施工工艺流程及操作要点

5.1工艺流程

5.2操作要点

5.2.1 测量准备

测量仪器准备齐全，并按《中华人民共和国计量法实施细则》规定检验合格；施工图纸经过审查并完成设计交底、图纸会审；测绘设计单位提供测量资料；

根据现场施工总平面布置，选择合适的点位座标；用坐标反算法核对所给点的边长和方位角；用符合校测法所给出的水准点进行校核；

从施工流水的划分、钢结构安装次序等方面考虑，确定测量放线的先后次序、时间要求，制定详细的各细部放线方案。

5.2.2 控制网建立

(1)平面控制网建立

根据据每个工程的特点，为方便施工测量，提高施测效率，施工测量可分为一个或两个区域进行。根据每个工程的高度和工程的特点，可采用内控法或内控法和外控法相结合的方法。

核心筒控制网建立：正常情况将核心筒最外边的四条轴线分别向外扩1M,形成核心筒外控平面网。

内控网建立：从首层（±0.000以上）开始往上的所有层，必须要在外侧轴线向內1M处，在每层顶板上预留孔洞以便用激光铅垂仪进行测设。a、b、c、d四个轴线的交点构建本工程的内控网，每层板上预留4个200×200的激光铅垂仪用的孔洞，用来投测施工时使用。

(2)高程控制网的建立

用校核无误后的水准点向现场较永久的建筑物上外测本工程的±0.000，用

红色油漆作“▼”标记，作为本工程的高程依据。为提高精度，在引测过程中必须使用前后视等长的原则。

5.2.3 劲性柱地脚螺栓埋设测量

在砼浇捣时应派二名测量员在二个互相垂直的轴线上用经纬仪监视偏差情况，一旦发现较大误差，应及时调校正确。待地脚螺栓施工完毕后应及时复测地脚螺栓的定位轴线、螺栓顶标高、螺栓伸出支撑面长度、螺纹长度、平整度、螺杆的垂直度，并作好资料记录。

地脚螺栓预埋偏差监测基础底板浇筑砼时，用二台经纬仪监测，发现偏差及时校正。

定位轴线钢柱吊装前，根据定位轴

线测量每根螺杆偏差。

5.2.4 测量放线控制

(1)平面控制

(A)首层底板放线：首先校测控制桩无误后，在控制桩架经纬仪，精密对中后，以盘左盘右取中法，把控制点投测到首层板面上，并进行闭合校核，闭合差符合测角中误差±10″，边长相对中误差1:10000范围内校核无误后，进行细部点投测，经自检、互检，报监理工程师验线合格后，依据轴线控制网图和施工分区图做控制点，作为竖向控制基点。

(B)标准层测量工作与钢结构施工关系（以一柱二层为例）：钢柱安装（先校正标高，再校正位移、最后调整钢柱的垂直偏差）→测量校正→下层框架梁→上层框架梁→测量→螺栓初拧→下层次梁、小梁→下层压型钢板堆放→上层次梁、小梁→测量校正→高强度螺栓终拧→压型钢板铺设（楼板1000mm控制线）→钢筋、混凝土施工。

(2)竖向控制

本工程属于高层建筑，可采用内控外控相结合的方法或內控法。结构垂直度要求非常严格，以首层轴线控制网中基点作竖向投测时，应特别注意以下三点：

事先应严格校正好仪器。

尽量以首层轴线为准作后视，观测时要精密定平水平度盘水准管。

取盘左、盘右向上投测的平均位置。

从首层顶板上开始按留洞平面图所示位置每层顶板留出4个200×200的方洞，作为用激光经纬仪向上传递各层轴线的依据；

控制点投测到施工层楼板上之后，将全站仪分别置于各投测点上，校测各

个角及相邻两投测点间距是否同首层±0.000底板上对应的各个角度及控制距离相符，待角度、距离校测后，将投影点用墨线连起来，然后以控制线为基准，用检定过的50m 钢卷尺，将各条轴线投测于楼板上。最后以轴线为基准测出与钢柱所在轴线的借用1m 控制线，作为下一节钢柱校正的依据。

留设施工洞时，位置必须准确。在首层顶板上就把各控制轴线引测到较远的马路上，然后每隔6层用激光经纬仪加弯管目镜串中法向楼层投测相应轴线

投递轴线点

激光接收靶

轴线控制点

激光铅直仪

激光铅直仪轴线投递示意图

1、标高按50米一整尺垂直向上量取；

2、施工高度达50米，平面轴线控制点向上迁移至该相应的楼层（迁移尺寸不能超过50米且每次传递的控制点必须逼和）；

作为闭合，保证高层竖向轴线正确。内控法与外控法共同操作，相互校核，保证层层有校核。

当建筑物施工到一定高度时，外控制和远方轴线标志不太好利用，此时必须以内控制为主要依据。测量员必须注意，外控制、轴线标志和内控制之间的关系必须保持一致。

(3)标高传递：

首先校测±0.000标高点，然后将±0.000抄测到建筑物外墙四周并引测到电梯井，用墨斗弹出，闭合差在±3mm以内。

用50m钢卷尺直接从±0.000点沿电梯井和核心筒结构底板预留洞铅直拉出各层距结构板面1000mm的统一高程点，当两点高程传递到同一施工面时，用水准仪对传递高程点进行闭合校测，取其三个高程点传递的平均值为准，作为各层结构高程的控制依据，在工作面上大面积进行抄平。

5.2.5控制钢柱位置

(1) 南北两侧钢柱定位

（A）用全站仪把o点坐标定出来，在o点放置一台DJD2A级的电子经纬仪，作为塔楼钢柱的主控点。定出A、B、C控制线，根据图纸尺寸把各轴线与c轴的交点定出来，同样把轴线与a轴的交点定出来。

（B）DJD2A级电子经纬仪架设在o点，用来控制轴线上钢柱垂直于另一轴方向的位置。莱卡全站仪（TCA2003）架设在轴线与a、c轴线的交点上，用来控制钢柱的轴线径向位置。

(2)东西两侧钢柱定位

（A）用全站仪把o点坐标定出来，在o点放置一台DJD2A级的电子经纬仪，

作为两轴线上钢柱的主控点。把各轴线上的各个坐标点同样用全站仪定出来。

（B）用两台DJD2A级电子经纬仪架设在任意一根柱子的两个轴线上，用正交法即可把钢柱位置精确定位出来。

5.2.6钢柱安装测量

(1) 构件进场复测：

(A)在安装测量前,对柱、梁、支撑等主要构建尺寸与中线位置进行复核，构件的外形与几何尺寸的偏差符合“建筑钢结构质量验收规范”的规定。

钢柱上标注基线示意图

(B)根据流水分区的划分以及钢柱吊装顺序，在需要吊装的钢柱上面根据钢柱原有的冲眼标出轴线或中心线，并用红色三角或反射贴片作出标记，以便校测用。见下图。在吊装前，必须对钢柱的长度，及截面几何尺寸作检查，以作为吊装测量控制标高的依据。

(2) 定位复测：在基础混凝土面层上第一节钢柱安装前，要对钢柱地脚螺栓部位的柱十字定位轴线控制点组成的柱格网进行检查、调整。其误差小于1mm。安装时柱底面的十字轴线对准地脚螺栓部位的柱十字定位轴线。其误差小于0.5mm.。

(3) 钢柱垂直度校正：

（A）将检定过的两台DJD2A级电子经纬分别置于相互垂直的轴线控制网上，精确对中，整平。后视前方墨线（控制轴线），然后纵向转动望远镜，照准钢柱

头上操作人员的标志，并读数，与设计控制值相对比后，判断方向并指挥吊装人员，对钢柱进行校正。直至在两个方向上均校正在正确垂直位置后，将四个方向的搅风绳拉紧，然后通知吊装人员进行焊接。

（B）由于焊接时，考虑到焊接使得钢骨收缩，而使得柱子偏移，所以必须随时监测并同时校正垂直度。

(4)钢柱顶位移校核

在下一节钢柱吊装前，必须对前一节钢柱顶的偏移进行复测。复测方法用楼板上已经投测的轴线及轴线控制线，量出控制线与钢柱中心的尺寸，根据实测数据整理成测量报告，上报各有关部门，并进行数据分析。以备在下一节钢柱吊装时进行平面调整，以免误差积累而影响总的垂直度。

(5) 钢柱、钢梁安装后复测

（A）当钢柱初校完后，需安装钢梁。梁柱之间用高强螺栓连接，在连接安装过程中，将会影响钢柱的垂直度，因此必须安装校检。

（B）螺栓初拧之后，需要终拧。终拧同样将会对钢柱垂直度有所影响，为了保证钢柱安装精度的要求，需作进一步的校测。校测后的测量数据作为节点焊接参考依据。

（C）终拧之后，下道工艺是焊接之后的焊缝将会收缩。焊接之后，必须再一次校测，校测后记录下来的测量数据，主要为下一层钢柱安装提供调整依据。

(6) 其它测定记录

在进行柱、梁、支撑等构建安装时，应以柱为准，调整梁和支撑，以确保建筑物整体的铅直度。在焊接时必须观测与记录以下项目：

柱与梁焊缝收缩引起柱身铅直度的测定；

柱的日照温差变形的测定值；

塔吊锚固在结构上，对结构铅直度的测定；

柱身受风力影响的测定。

钢柱临时固定及垂直度校正钢柱垂直度整体校正示意图

基准标高点垂直引测示意图

z

2

后视标高h0

z

1

H=h0+z1+z2

1

5

a说明:

当仪器架设在a 30度的锥形范围

内时,均可保证高程的精确传递.

钢柱中心线对

齐，扭转偏差应

小于3mm。用千

5.2.7钢结构安装质量检验

(1)钢柱头标高检验方法

用校核无误的当前施工层的控制标高作为基点，用水准仪将低于柱顶300mm的标高线投测到钢柱上，并弹上墨线。然后用经过检定的钢尺；量出墨线到柱顶的实际尺寸并记录下来。将实测后的数据整理上报。

(2)首层以上钢柱垂直度检验校正

（A）将首层基准轴线投测到钢梁面上，所投测的线距离梁上的基准设计轴线1m；

（B）校测梁上基准线的平面位置、尺寸、关系、经校测符合精度后，方可使用；

（C）将经纬仪架设在梁面基准线上，后视基准线方向向上投测，钢柱顶部卡有读数标尺；

（D）根据仪器与轴线的间距关系，在标尺上读出相应的尺寸，以此来校正钢柱。

(3)钢柱之间水平距离的检验校正

（A）当钢柱吊装完毕后，经过垂直度校正和标高校正完成后，需要进行平面位置校正；

（B）AC2003全站仪可以对任意多的点距离联测，利用全站仪的这一程序，

来对钢柱水平面位置进行校验；

（C）首先根据设计图纸，在计算机中把任意两个钢柱的平面位置距离计算出来。

（D）用全站仪架设在任意位置（必需能够看到两个钢柱），使用距离联测程序测量出两个钢柱间的实测距离。把测量数据保存起来，作为钢柱校测的依据。

反射贴片

采用反射贴片校正钢柱

6材料与设备

6.1主要仪器

序号名称型号与规格数量精度

1 莱卡全站仪TCA2003 1台0.5″

2 电子经纬仪DJD2A 3台2″

7质量控制7.1质量标准

7.2质量保证措施

7.2.1、建立健全各项奖惩制度，提高操作人员施工责任感。

7.2.2、编制技术交底，做到操作人员心中有标准和要求，切实指导工程施工。

7.2.3、在施工过程中，进行抽查监督，严格按照方案工艺执行。

8安全措施

遵守工地安全守则，做好常规安全措施。

9环保措施

9.1成立对应的施工环境卫生管理机构，在工程施工过程中严格遵守国家和地方政府下发的有关环境保护的法律、法规、规章和本公司三合一贯标中对环保要求的规定，随时接受相关单位的监督检查。

9.2引测标高用的油漆保管好，禁止随意倾倒。

10效益分析

10.1社会效益

10.1.1 高层钢结构测量技术的使用与探索，保证了高层建筑的精确度，此法精度高、速度快、操作方便，大大减轻劳动强度和提高工作效率。确保了钢结构的安装精度与安装质量，为公司在社会上赢得了较高的信誉。

10.1.2 工程测量是一项极其重要的基础性工作。测量施工的任何一次失误，都可能导致工程施工出现较大偏差，从而引起工程局部返工甚至报废，并延误工期，给工程带来巨大损失。本工法使用后形成的效果同时还获得了上海市质监部门、建设单位及监理单位的赞同与认可。

10.2 经济效益

10.2.1、以“上海振华重工1号工业研发大楼工程”工程进行效益分析。经济效益见分析表1：

在工程中，仅此工法的采用，即使考虑仪器购置费用，也可节约费用211060元。故经济效益比较可观。

采用本工法，能准确、方便的进行平面轴线网、竖向高程标高、钢结构测

量的控制，测量精度高、速度快、操作简便、安全、实用、不受场地限制、可直接放样；而 CAD 的自动捕捉坐标功能，避免了繁琐的计算，尤其是对那些平面图形复杂的建筑物、钢结构安装测量更是起到了事半功倍的作用。建筑物的平面图形越复杂，所起到的效益越显著。