1、第三章 施工测量及监测方案3.1 施工测量方案3.1.1 工程测量概述1 工程概况本工程地下室四层，基坑面积43684，开挖深度23.5m，地上由裙楼和塔楼组成，塔楼为28层、40层的办公楼以及28层的酒店；由混凝土核心筒、刭性钢柱等组成。刭性钢柱通过砼梁与核心筒连接。2 测量难点1) 建筑物变形影响：由于受到沉降、收缩等影响，设置的测量点位会发生变化影响测量精度。2) 施工条件的影响：基坑尺寸长为290m160m，在基坑施工阶段基坑的位移及沉降对轴线控制桩的留设影响较大，必须每次复核无误后方可引测。3) 标高变化的影响：要考虑建筑物的沉降量及上部结构的标高修正，先前设置在各楼层上的标高线(点2、)变化也不尽相同，必须经常检查和修正。3 总体思路在制定技术方案之初，我们分析和研究了国内有关工程。本工程将采用科学的测控技术，先进的测量仪器，严格的复核校正手段来保证施工测量精度。平面控制网分GPS点控制(网)点、总控制网和轴线控制网三级测设。总控制网的建立以业主提供的GPS控制点(网)为基准，GPS点现场提供了三点，其中一个控制点在天河路的市政工程施工时被破坏，我司进场后申请再增加两个点，共计四个控制点，采用全站仪导线法测量。轴线控制网以总控制网为基准对建筑物各轴线控制点进行加密，进场施工地下室主体结构时，直接利用业主提供的GPS点控制点(网)将总控制网投测在基坑底，施工首层以上主体结构时3、，将总控制网投测在首层地坪上，以避开深基坑、大基坑位移和沉降的影响。高程控制网布设成闭合环形，采用数字水准仪进行数次往返闭合测量，经平差后作为施工水准网。地下施工平面测量采用外控法，直接用全站仪投测各控制轴线；高程采用悬吊钢尺法进行传递。地上主楼、裙楼施工平面测量均采用内控法，用激光准直仪将控制点整体同步传递，并经GPS全球卫星定位系统，采用高精度的载波相位定位的测定方法进行检测校正；高程用全站仪测天顶距法进行传递。4 测量依据1) 国家地方现有规范。2) 业主提供的有关测量资料和实物,设计资料及相关技术文件、施工规范等。5 测量准备施工测量准备工作包括图纸的审核，测量定位依据点的交接与校核，4、人员的组织及测量仪器的选择、检定与校核，测量方案的编制、论证与数据准备，工程重点、难点的分析与应对措施。6 主要测量仪器及性能表3.1-1 主要测量仪器性能表仪器名称型 号数量精 度用 途GPS接收机Leica GX12303台3mm+0.5ppm三维坐标测量复核全站仪Leica TC20031台0.5 1mm+1ppm平面控制网的测设、高程传递全站仪Leica TC1800L1台 1 1mm+2ppm楼层轴线测量电子经纬仪ET-022台2轴线投测激光经纬仪JBJ21台2电子水准仪Zeiss Dini102台0.3mm/km高程控制测量、沉降观测激光准直仪Leica ZNL3台1/2000005、控制点的竖向投递水准仪S23台2mm/km标高测量控制激光扫平仪SJ23台1标高水平线测设风速/风向仪ZSXZ030m/s1台0.5m/s风速/风向测量红外线测温仪TES1326-205001台0.5温度测量钢卷尺50M10把经计量局检验合格距离测量7 人员组织表3.1-2测量人员配备及分工表职 务数 量任务及工作责职测量总负责人1测量策划及专业技术施工管理负责测量工程师4方案编制、理论分析、测量控制网的布设和传递、楼层测量作业、技术资料编制、内业计算测量员8配合测量工程师工作及测量细部作业8 基准控制点(网)的复测测量工作实施前与业主进行基准控制点(网)书面和现场交接，对业主提供的平面和高程6、控制点的测量成果资料和现场控制点(网)进行复测，并将复测成果报业主和监理审核。在施工过程中定期对控制网点进行校准。9 布设原则及精度1) 平面控制先从整体考虑，遵循先整体、后局部，高精度控制低精度的原则。2) 轴线控制网的布设根据设计总平面图、现场施工平面布置图等进行。3) 控制点选在通视条件良好、安全、易保护的地方。4) 平面控制网的精度技术指标必须符合表3.1-3的规定：表3.1-3 平面控制网的测量精度要求等级测角中误差（m）测距相对中误差相对闭合差四等2.51/800001/350005) 控制桩位必须用混凝土保护，地面以上设醒目的围护栏杆，防止施工机具车辆碰压，见图3.1-1。图3.7、1-1 控制桩埋设及保护示意图25螺纹钢10010010钢板维护栏杆控制点10 平面总控制网平面总控制网分地下室施工阶段和地上主体施工阶段两部分进行投测，且布设成环形，用全站仪导线法测量，并经GPS进行复核，见图3.1-2、3.1-3图3.1-2 地下室施工阶段总控制网布置示意图图3.1-3 地上主体施工阶段总控制网布置示意图11 轴线控制网轴线控制网与平面总控制网保持同步，也在地下室施工阶段和地上主体施工阶段分别布设成矩形，采用全站仪直角坐标法与极坐标法相结合进行测设，见图3.1-2、3.1-3。12 高程控制网的建立1) 控制点的埋设图3.1-4 水准点埋设示意图25螺纹钢高程控制网以业主8、提供的场区水准基点为依据，在地下室施工阶段和地上主体阶段施工阶段的平面总控制网点上均布设12个控制点，形成环形闭合水准路线。水准点埋设见图3.1-4。13 控制测量图3.1-5 数字水准仪高程控制测量按国家一、二等水准测量规范(GB1289791)规定的二等水准测量要求进行，仪器为数字水准仪，见图3.1-5。测站观测顺序为往返测：奇数站为后前前后；偶数站为前后后前。返测：奇数站为前后后前；偶数站为后前前后。14 精度等级高程控制网等级为二等，技术要求见表3.1-4。表3.1-4 水准测量技术要求等级视线长度（m）前后视距差(m)前后视距累积差(m)视线高度(m)基辅分划读数之差（mm）闭合差(9、mm)二等301.03.00.30.34高程控制网水准线路按环形闭合差计算，每km水准测量闭合差按下式计算：MW=4mm(L为路线长度)。2.1.2 桩基工程测量1 平面测量本工程的桩基部分采用人工挖孔桩，其定位测量方法：首先，根据桩位图计算出所有人工挖孔桩的中心坐标；其次，复测布设的总平面控制网；再次，以复测后的平面控制点作为测量依据，运用全站仪极坐标法放样出人工挖孔桩的中心点；最后，以人工挖孔桩的中心点为圆心，放样出模板的边线。2 高程测量首先，复测总控制网点的高程；然后，按照工程测量规范所规定的三等水准测量的要求，把控制点的高程引测到模板的顶面；最后，依据模板顶面布设的临时高程控制点，用10、绳尺丈量法来控制人工挖孔桩的开挖深度。2.1.3 土方工程测量1 平面测量本工程进场施工前，基坑土方已完成A区中心岛土方开挖，其中A区北面2335-轴线范围为逆作法施工和B区南226轴范围、北+1500224轴范围和西面轴范围均有反压土。进场后首先根据轴线控制桩采用经纬仪(见图3.1-6) 复核基坑土方开挖轴线的准确性。 图3.1-6 经纬仪2 高程测量本工程进场施工前，基坑土方已完成A区中心岛土方开挖，在随后的2个月里开挖完成B区中心岛土方，其中A区北面2335-轴线范围为逆作法施工和B区南、北和西面均有反压土，B区反压土方随着支护导墙与中心岛主体之间的支撑施工逐步开挖至基坑底部，反压土方开11、挖的测量方法根据主体施工过程中的标高线进行土方开挖的深度。A区逆做法施工的部位，在主体施工阶段直接将土方开挖运出基坑，深度利用主体高程控制或利用支撑标高进行测量。详见示意图3.1-7。图3.1-7 土方工程高程传递示意图水准仪塔尺高程基准点钢尺脚手架管重锤标高控制点视线反压土3 基底土方开挖标高控制图3.1-8 水准仪在反压土方开挖到基坑底标高时，测量人员要对开挖深度进行实时测量，即以引测到基坑的标高基准点或主体上的高程点为依据，用水准仪(见图2.1-8)抄测出挖土标高。4 基槽验线当土方开挖完成后，根据各轴线控制桩投测外轮廓控制轴线到基坑底，并钉出木桩，在木桩顶面轴线方向上钉小铁钉，同时复测12、基坑底口和集水坑、电梯井坑等位置是否正确。2.1.4 0.000以下钢筋混凝土结构工程测量1 轴线控制桩的校测在建筑物基础施工过程中，对轴线控制桩每半月复测一次，以防桩位移动。校测仪器采用测角精度0.5、测距精度为1mm+1ppm的全站仪，见图3.1-9。图3.1-9 TC2003全站仪2 平面测量1) 垫层轴线放样在垫层上进行基础定位放线前，复测轴线控制桩无误后，再用经纬仪以正倒镜挑直法投测各控制线，投测允许误差2mm，见图3.1-10。图3.1-10 垫层轴线放样示意图经纬仪经纬仪垫层轴线轴线2) 楼层轴线放样将经纬仪架设基坑边上的轴线控制桩位上；经对中、整平后，后视同一方向桩(轴线标志)13、，将所需的轴线投测到施工的平面层上；在同一层上投测的纵、横向轴线各不得少于二条；以此作角度、距离的校核，见图3.1-11；经校核无误后，方可在该平面上放出其它相应的轴线及细部线。在各楼层的轴线投测过程中，上下层的轴线竖向垂直偏移不得超过3mm。图3.1-11 基坑轴线及楼层轴线放样示意图经纬仪控制桩控制点控制桩纵向轴线控制桩横向轴线控制桩视线视线反压土3) 楼层轴线复核每一层平面或每一施工段测量放线完成后，必须进行自检，自检合格后及时填写楼层放线记录表并报监理验线，以便能及时进行下道工序。4) 楼层结构细部线放样放样好楼层轴线并经严密复核后，依据设计图纸墙柱梁等结构构件到轴线尺寸弹出结构模板边14、线和模板控制线，以作为模板支设的依据。3 高程测量1) 标高引测在向基坑内引测标高时，首先联测高程控制网点，以判断场区内水准点是否被碰动；经联测确认无误后，方可向基坑内引测所需的标高。进场施工时，直接将高程控制点引测到基坑里。2) 楼层标高控制点布设采用50m钢卷尺水准法在同一平面层上所引测高程点，与各层标高控制点作相互校核，每次校核不少于3个点，校核后的校差不得超过3mm，取平均值作为该段施工标高的控制点，引测到附近的立柱上进行标识，以便施工中使用。3) 标高控制线放样待模板拆除后，用水准仪在高程控制点以外的立柱上抄测每层结构+1.000m 线，作为该层结构施工标高控制的依据。4 模板测量115、) 中心线及标高的测设根据轴线控制点将中心线测设在靠近墙体底部的楼层平面上，并在露出的钢筋上抄测出楼层+500mm 或+1000mm标高线，控制模板平面位置及高度。2) 模板垂直度检测模板支立好后，利用吊线坠法校核模板的垂直度，并通过检查线坠与轴线间距离，来校核模板的位置。3.1.5 0.000以上钢筋混凝土结构工程测量施工测量精度受结构自振、风振、日照的影响大，拟采用增加施工测量基准层，减少激光准直仪的投测高度，以及通过测量基准层传递，采 用计算机软件自动处理动态测量数据，消除结构自振、风振对施工测量精度的影响。1#塔楼高211.85m，在20层增加一个控制网转换层，进行测量控制基准点的竖向16、传递转换(平面、高程)，见图3.1-12，这样可以减少投测 图3.1-12 转换层投测高度过高的影响，保证控制测量的精度。平面控制基准点的竖向传递采用通过计算机技术处理的激光准直仪进行，且通过计算机软件自动处理动态测量数据，消除结构风振、日照对施工测量精度的影响。高程控制基准点的竖向传递采用全站仪测天顶距法进行。 利用计算机通过对激光接收靶上测得的结构自振、风振产生的摆动影响的激光接收点摆动振幅进行自动处理的方法解决结构自振、风振对垂直度测量控制进度的影响；通过在清晨同一时间进行垂直度测量时间的控制解决日照对垂直度测量精度的影响；通过固定的测量施工人员控制测量精度的人为误差。1 平面测量1) 17、轴线控制点的布设在地下室施工完成后，依据基坑边布设的平面控制网，按照工程测量规范四等导线网测量的精度要求，在0.000m楼面(第1控制基准点层)布设轴线控制基准点(见图3.1-4)，并用徕卡GX1230GPS全球定位系统进行坐标校核，精度合格后作为地上部分平面控制依据。控制点所对应的各楼层浇筑混凝土顶板时，在垂直对应控制点位置上预留出200mm200mm 的孔洞，以便轴线向上投测。随着施工的进程，主楼部分轴线控制基准点(见图3.1-13、3.1-14)分阶段向上传递转换，同时三栋塔楼必须有三点形成通视闭合测量，以减少测量误差；另外，由于裙楼高度较低，因此该部分轴线控制基准点不必向上传递转换。图18、3.1-13 楼层基准点轴线控制点布置示意图图3.1-14 单栋塔楼楼层基准点轴线控制点布置示意图2 控制点传递原则为了保证核心筒的铅垂性,使固定在底板面上的控制点精确传递至施工层,以控制施工层的各轴线，为保证传递精度，竖向传递必须分段投测。3 控制点传递方法图3.1-16 基准控制点传递示意图(一)图3.1-15 激光准直仪将瑞士产徕卡ZNL型激光准直仪(见图3.1-15)架设在首层楼面基准点上，对中、整平后，接通电源射出激光束。把有光学成像物镜与CCD光点传感器的激光接收靶由导线引入计算机系统。根据计算机显示器显示偏移方向的偏移值移动激光接收靶。基准控制点与激光接收靶中心重合后确定控制点的19、点位并加以保护，见图3.1-163.1-18。图3.1-17 基准控制点传递示意图(二)图3.1-18 基准控制点传递示意图(三)3.1.6 楼层测量1 GPS全球卫星定位系统测量控制和校核GPS全球卫星定位系统与传统测量与监测手段相比，有下列优点：1) 直接获取观测点三维绝对位置，不需要通视，有利于在施工现场的测量控制；2) 实时计算并显示三维位移；3) 不受天气影响，可全天候、24小时连续进行高采样率（10Hz）观测；4) 对原有测量控制系统进行独立检核。应用GPS全球卫星定位系统采用载波相位定位和静态定位技术对每次传递的高程、平面控制点进行检查复测。2 轴线竖向投测的允许误差轴线竖向投测20、的允许误差见表3.1-5表3.1-5 轴线竖向投测的允许误差项 目允许误差(mm)每 层3高度（H）H30m530mH60m1060m90m203 施工层放线施工层放线时，先在结构平面上校核投测轴线，闭合后再细部放线。室内应把建筑物轮廓轴线和电梯井轴线的投测作为关键部位。为了有效控制各层轴线误差在允许范围内，并达到在装修阶段仍能以结构控制线为依据测定，要求在施工层放线中弹放所有细部轴线、门窗位置以及洞口边线。4 高程测量1) 标高基准点的建立在每栋塔楼首层建立3个标高测量基准点，共计9个高程控制点，采用水准仪由施工现场内高程测量控制点引测，校核合格后作为起始标高。2) 标高传递柱子砼梁塔尺高程21、控制点全站仪反射片核心筒激光图3.1-19 高程控制点传递示意图高程控制点的传递是在底层平面控制点预留孔正下方架设好全站仪，先精确测定仪器高，再转动全站仪进行竖向垂直测距，最后通过计算整理求得激光反射片的高程，然后按工程测量规范(GB5002693)所规定的二等水准测量的要求把激光反射片的高程传递到核心筒外壁上，见图3.1-19。高程的传递不得从下层楼层丈量上来，以防此误差积累。3) 标高控制线的建立施工层抄平之前，先校测首层传递上来的三个标高点，当较差小于3mm 时，取其平均高程引测水平线。抄平时，尽量将水准仪安置在测点范围的中心位置，采用水准仪、塔尺引测高程控制点的标高。方法是：调整仪器高22、度使其后视线正对水平线，前视则用铅笔直接在钢筋或钢柱上标出视线，提高测量精度。3.1.7 钢结构测量钢结构柱比砼结构快一节（即两至三层），钢柱安装平面控制线测量采用直角坐标法，标高控制线测量采用视线高法（具体测量方法详见第五章）。3.1.8 装饰工程测量1 轴线的恢复和引测1) 轴线恢复前对每条轴线的相对距离、角度进行校核，方法为：用钢尺直接丈量距离，用经纬仪测量轴线、轴线控制线之间的角度；2) 在施工中被砂浆覆盖和因为时间久而模糊的轴线、轴线控制线，把面层的附着物清理干净，用墨线重新弹出，用于隔墙的平面位置控制；3) 柱立面的轴线由恢复后的轴线进行引测，并弹出墨线用红油漆标识；4) 根据恢复23、后的轴线及图纸上隔墙线与轴线的关系依次放出各楼层的隔墙线，用墨线弹出。2 标高的抄测+0.500m 线在装饰工程中因为高度太低上返易造成误差,一般把装饰线定在1.000m，这样可以为施工时定标高提供方便。楼层+1.000m 抄测前先用水准仪校测结构施工从首层传递在电梯井内壁的标高控制点，当较差小于3mm 时，取其平均高程引测水平线。图3.1-20 激光扫平仪楼层+1.000m 线抄测，将激光扫平仪(见图3.1-20)安置在测点范围的中心位置，抄测各施工区内的装饰水平线并用墨线标示。3.1.9 建筑物沉降观测1 沉降观测的目的沉降观测的主要目的是通过对高层建筑的沉降进行一个时期的跟踪观测，获得建24、筑物准确可靠的沉降数据，了解建筑物的实际沉降情况，为建筑施工和运营安全提供数据保证。2 沉降基准点布设1) 基准点布点原则沉降基准点是沉降观测的依据，每项工程应有4个稳定可靠的基准点，并每半年检测一次，以保证沉降观测成果的正确性；沉降基准点与观测点的距离不宜太远，以保证足够的观测精度；沉降基准点须埋设在建筑物的压力传播范围以外，距离建筑物基坑边线不小于2倍基坑深度。2) 基准点的埋设及测量沉降观测基准点采用测量总控制网埋设的控制点。基准点高程的校测：基准点使用前，用蔡司 Dini10 电子水准仪从业主提供的水准基点与场区内6个水准基准点联测，经平差计算后的6个基准点高程数据作为本工程沉降观测的25、基准点高程。沉降观测基准点布设闭合路线，其主要技术要求和测法应符合表3.1-6规定。表3.1-6 沉降观测技术要求（单位mm）等级相邻基准点高差中误差每站高差中误差往返较差、附合或环线闭合差检测已测高差较差观测方法及要求二等1.00.300.6 0.8往、返各两次注：n 为测站数3 沉降观测点的布设1) 布点原则依据建筑变形观测规程(JGJ/T897)的要求，沉降观测点布设位置应符合下列要求：(1) 布置在变形明显而又有代表性的部位；(2) 稳固可靠、便于保存、不影响施工及建筑物的使用和美观；(3) 避开暖气管、落水管、窗台、配电盘及临时构筑物；(4) 承重墙可沿墙的长度每隔20m 左右设置一26、个观测点；(5) 在转角处、沉降缝两侧设置观测点；(6) 框架式结构的建筑物应在柱基上设置观测点。2) 埋设方法为了便于观测及长期保存，观测点宜采用不锈钢标志，见图3.1-21图3.1-21 沉降观测点埋设3) 沉降观测点的布置针对本工程建筑结构形式，根据设计图纸和规范要求，沉降观测埋设在首层核心筒剪力墙、外部柱侧面标高+0.5m 处。4 观测技术要求1) 观测仪器选用德国蔡司 Dini10型数字式精密电子水准仪及与其配套铟瓦条码尺。2) 观测方法沉降观测按建筑变形观测规程规定的二等水准测量要求，采用单路线往返观测。观测过程中应做到：主要观测人员固定、仪器及附属设备固定、安置的尺位固定、观测方27、法及程序固定。3) 观测的技术要求沉降观测的视线长度、前后视距差、视线高度按表3.1-7的要求进行。表3.1-7 沉降观测要求等 级仪器型号视线长度前后视距差前后视距累积差视线高度往返较差、附合或环线闭合差二等蔡司Dini1030m1.0m3.0m0.3m4 3.2 施工监测方案3.2.1 超高层结构变形监测在基础底板、外框架、核心筒、带状（伸臂、转换）桁架上共设置监测点，进行各部位施工过程中应力及变形监测。3.2.2 环境监测本工程规模空前，各方瞩目，工程建设中对环境的控制必须细致全面，环保要求很高。因此承包商在方案制定初期就应当重视施工对环境的影响，在施工期间实施监测，相应的缓解措施，把不28、良影响降低到可接受的程度。现场设9个环境监测点，辅助施工过程控制。1 为了解该区施工前水质情况，以便在日后证明所引用的环保控制工作是否适当，在开工前对该区的水质进行基线检查。2 工程开工前，在指定的监察站上进行连续两星期的基线噪声监察。监察时，监察站周围不许有施工活动。工程施工期间，在指定的监察站每6天进行一次影响监察。3 为了解工地附近在工程开工前的一般空气质量状况，在指定的监察站上持续进行24小时的悬浮粒子基线监察量度。在施工期间，每6天在指定站进行一次1小时和24小时悬浮粒子总量取样。3.2.4 气象监测本工程为超高层建筑,测量精度要求高，天气温差变化、风速、温度均会对测量产生一定的影响。我们除了从当地气象局获得相关资料，另在施工现场另设15个气象监测点。1 尽量避免雨中进行测量作业，如确需在雨中进行测量作业时，应打伞遮仪器主机及棱镜等，避免雨淋；雨季测量作业完毕必须先对仪器表面水汽擦干、晾干或吹干后放入仪器箱内，保证仪器的准确性；2 夏季空气潮湿,备好防潮箱；在进行二等水准测量等精密测量作业时，应避开地面蒸汽大的时间段，减少地面蒸汽引起的视线误差；3 高温气候下作业需用遮阳伞遮挡仪器，避免高温影响测量精度；4 三级风以上不利于仪器施工测量，三级风力以下作业时随时观察仪器水准气泡的变化。