浅谈高层建筑施工中垂直度控制

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摘要：随着我国改革开放步伐的加快，城市化进程的迅速推进，中高层、超高层建筑日益增多，对高层建筑施工垂直度控制提出了更高的要求。本文谈谈对高层建筑工程施工中的垂直度控制。

关键词：高层建筑；垂直度；控制

中图分类号：TU208文献标识码： A

引言

随着城市建设的快速发展，高层建筑工程项目不断的增多，在我国现阶段高层建筑工程的垂直度显得尤为重要。垂直度的控制是保证高层建筑工程施工质量的关键，也是高层建筑工程施工过程中关键的环节之一。如何有效的控制高层建筑工程的垂直度是摆在我们面前的重要课题。

一、高层建筑垂直度控制要求及偏差的计算

（一）高层建筑垂直度控制要求

建筑工程是严格按照设计进行施工的，其中在建筑工程轴线位置是工程施工的主要定位依据，也是确定建筑工程各部分间的尺寸及几何关系的基础。针对高层建筑工程施工测量的重要任务就是有效的控制建筑工程的垂直度的准确性，保证高层建筑工程每一层轴线位置的准确性。

（二）高层建筑垂直度偏差的计算

各层结构完成后，用钢尺直接量取外筒各柱列轴线(柱中线垂足)与相应的控制轴线(墨线)的垂距，此垂距对应于首层垂距(即设计垂距)之差，即为其纵、横偏差xi和yi，记入固定表格中，作为计算确定每层偏差及建筑物垂直度的依据。

xi为构件x轴方向的偏差值，x=∑xi／n(n为测点数)；

yi为构件y轴方向的偏差值，y=∑yi／n；

各层偏差：S ；

各层垂直度K′：S／h；

全高垂直度K=Smax／H，其中Smax为最大偏差值，H为相应楼层的建筑物最大高度。

如垂直度偏差超出规范要求，应以首级控制点为基准重新进行投测。

二、垂直度控制的方法

高层建筑工程与一般的建筑物相比，垂直度的控制要求和控制方法都有所不同，高层建筑工程垂直度的控制更严格，尤其是高层建筑工程垂直度、高层建筑工程轴线控制非常重要。在高层建筑工程施工中，有多种工程垂直度控制方法，以下谈谈高层建筑工程垂直度控制的几种方法：

（一）吊线坠法

吊线坠法在建筑工程中是一种相对古老的工程垂直度控制方法，但如果建筑工程吊线坠法掌握的好，运用恰当，仍可以有效的控制建筑程的垂直度。吊线坠法一般适用于20层以内的高层建筑工程，在高层建筑工程垂直度控制中使用钢坠的质量一般为10～20kg，用直径0.5～0.8mm的钢绳制成吊线，以高层建筑工程首层地面轴线的控制点为垂直度的基准，逐层向上测轴线与控制结构之间的竖向偏差。在实际的高层建筑工程垂直度测试中，需将吊线坠的位置预设在高层建筑工程内部以减少自然风力的影响。

（二）经纬仪外控法

经纬仪外控法也是高层建筑工程垂直度控制的传统方法，即通过将经纬仪安放在高层建筑工程外进行轴线投测来控制高层建筑工程的垂直度。当高层建筑工程四周宽阔时，可在高层建筑工程施工中采用逐层向上投测的方法，将高层建筑工程的四周轴线延长到高层建筑工程总高度以外，也可有效的延伸到附近高层建筑工程屋顶上，在高层建筑工程轴线的延长线上安装经纬仪，从高层建筑工程首层轴线开始，计算通过的距离与角度。

(三)光学垂准仪法

光学垂准仪在高层建筑工程测量垂直度中的工作原理是在仪器内部有自动安平装置，保证入射光线的水平度，入射光线经五角棱镜后出射光线垂直于入射光线，而提供一条铅垂线，将控制点垂直投测标定到高层建筑工程上一楼面。在高层建筑工程测量中光学垂准仪在使用的过程中具有精度高的特点，在超高层建筑工程测量中得到优先的选用，合理的在建筑工程使用光学垂准仪法，才能保证建筑工程的垂直度。

（四）经纬仪天顶法

在高层建筑工程垂直度测量中经纬仪目镜在安装弯管目镜的后面，在高层建筑工程垂直度测量中将望远镜指向天顶方向由弯管目镜观测。当高层建筑工程垂直度测量中的经纬仪水平转动照准部360°时，若经纬仪在工程测量中视线永远指在一点时，则说明高层建筑工程垂直度测量中的经纬仪视线方向处于垂直状态，以此向上传递轴线和控制高层建筑工程的竖直偏差。

（五）激光铅直仪法

在高层建筑工程垂直度测量中激光铅直仪利用激光本身具有优良的方向性，将激光管与非调焦望远镜进行有效的串联，用万向支架悬挂以实现激光管及非调焦望远镜自由摆动，当激光管及非调焦望远镜静止时激光束处于铅直方向。使用激光铅直仪控制高层建筑工程垂直度的特点是快速、操作简便、能有效的保证高层建筑工程测量精度。

三、测量高层建筑时垂直度控制的要点

（一）传递孔设置，在上投控制点上层混凝土顶板内应预留200 mm × 200 mm 孔洞，在孔洞四周做好上翻50 mm 的防水圈( 可砌砖) ，平时在孔洞处需要盖好盖板，保证安全。

（二）投测时技术要领，初次投射时，对中整平激光铅垂仪，通电后，使激光器发射激光束。在需要测设的楼层楼板上预留一个孔，使激光铅垂仪发出的激光束在预先放置的300 mm 的有机玻璃板上形成一个圆形光斑，调整焦距，使有机玻璃上的激光光斑达到最小。激光经纬仪由于本身质量问题可能会对测量精度有所影响，投射完成时，要把激光经纬仪在原地做360°旋转，使光斑做出圆形轨迹，如果光斑重合，则仪器本身的精密度可以忽略不计。移动激光接受靶标，使激光束对准靶标的十字线交点，用细铅笔跟踪在靶标上描绘出圆形轨迹图，此时圆形轨迹图的圆心即为竖向传递点。

（三）分段投测，为了提高工效和防止激光束点的误差, 顾及仪器性能条件和施工环境的影响, 缩短投影测程, 采取分段控制, 分段投点的方式, 以竖向每60~ 120m 为一段。当第一段施工完毕, 将此段首层控制点的点位精确地投至上一段的起始楼层上, 并进行控制网的检测和校正, 确认控制点准确无误后, 重新埋点。这相当于将下段首层的控制网垂直升至此段首层并锁定, 作为上段各层的投测依据。

（四）校核

1.投测段垂直度校核: 每投测段施工完毕后, 采用1 mm 钢丝、15 kg铅锤人工投点进行对比校核。

2.总垂直度校核: 每投测段施工完毕后, 在首级控制点上架好光学经纬仪, 采用外投法把轴线引至最高的结构层, 与控制线进行校核。

3.对结构构件（实体）施工垂直度偏差的检测规定

在确定了建筑平面轴线及结构构件（如墙、柱）等具置之后，受到施工操作及外部环境等诸多因素影响，结构墙、柱构件实体在对应轴线位置、垂直度、标高、截面尺寸等方面都有可能出现偏差。为此，《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002对现浇及预制装配的混凝土结构构件施工允许偏差作出了具体规定。如对墙柱构件的垂直度允许偏差，分为层间与全高两方面同时控制，层高≤5m及＞5m时层间垂直度偏差分别不能大于8mm及10mm，总高偏差不能大于H/1000及30mm(H为建筑物全高)，对现浇混凝土结构墙柱构件的标高允许偏差，分为层间与全高两方面同时控制，层间标高±10mm；总标高偏差±30mm。这些规定，是对具体工序操作技术及质量的要求，也需进行检测及记录。

四、加强建筑工程垂直度的控制

（一）加强高层建筑工程施工过程中垂直度测量的质量控制

1.合理布置工程测量施工控制网，为了有效的控制高层建筑工程施工测量控制网的精度，应该在高层建筑工程施工现场的中部布设方格网的主轴线，高层建筑工程施工测量中方格网的转折角应该控制在90o，建筑工程垂直度测量中的方格网边长的精度应控制在1/10000~1/20000。