第一节 施工测量
1. 主要测量工作
2. 测量仪器配置
3. 测量控制网
3.1 首级测量控制网
本工程±0.000m相当于绝对标高+8.000m。
在基坑外面建立首级控制网，其中南面控制位于中国农业银行顶，北面位于某民居屋顶，东面位于荔香楼顶，西面位于环宇大酒店楼顶，如下图所示：
一级测量控制网平面布置图
地下室施工阶段的二级控制网布置
3.2地下室施工阶段的二级控制网布置
地下室四层，群楼部分基坑深度19.40米，主楼基坑深度23.60米。首级控制网和二级控制网的点位精度经检测无误后，直接采用“外控法”控制基坑内各轴线位置，亦即全站仪坐标法放样。
由于主楼地下室-23.600m～±0.000m外围管钢柱的施工安排为滞后吊装，外筒结构后施工，故主楼地下室外围管钢柱的吊装测量校正，是用±0.00m面上的控制点和标高来进行控制。
3.3 主塔楼的二级控制网布置
在主楼核心筒内布置12个控制点，以控制核心筒楼板及内墙施工时的轴线控制；外围延
核心筒四角布置4个控制点，以控制核心筒及外围钢柱的轴线控制。
典型测量控制点悬挑钢平台平面详图
3.4附楼的二级控制网布置
附楼控制点均埋设在地下四层混凝土楼板之上。
测量控制点悬挑钢平台立面详图
悬挑钢平台立体示意图
4. 控制点的向上引测
4.1 平面轴线控制点的引测方法
4.1.1.地下室施工阶段的定位放线采用“外控法”，即在基坑周边的二级测量控制点上架设全站仪，用极坐标法或直角坐标法进行细部放样。
4.1.2.当楼板施工至±0.000m时，在基坑周边的二级测量控制点上或首级控制加密点架设全站仪，用极坐标法或直角坐标法放样测设激光控制点，点位布置详见：二级控制网布置示意图。由于±0.000m层人员走动频繁，激光点测放到楼面后需进行特殊的保护，因此需在2F混凝土楼面预埋铁件，楼板混凝土浇筑完成且具有强度后，再次放样测设激光控制点并进行矩形闭合复测，调整点位误差，打上阳冲眼十字中心点标示，示意如下图：
4.1.3 激光点穿过楼层时，需在组合楼板上预留200x200的孔洞，浇筑楼板砼后，将点位通过空洞引测到各楼层上。预留洞的做法示意如上图：
说明：
（1）浇筑砼后木盒不拆除，以防楼面垃圾物堵塞孔洞。
（2）麻线绷在铁钉上便于仪器找准中心点，用完后将麻线拆除，以免下次阻挡激光投点。
4.1.4 在2层混凝土楼面架设激光铅直仪，垂直向上投递平面轴线控制点至上部楼层。为提高激光点位捕捉的精度，减少分段引测误差的积累，制作激光捕捉靶，示意见下页：
4.1.5 激光控制点投测到上部楼层后，组成矩形图形。在矩形的各个点上架设全站仪，复测多边形的角度、边长误差，进行点位误差调整并作好点位标记。如点位误差较大，应重新投测激光控制点。
4.1.6 由于钢构柱施工在后，上部楼层的激光点位置未浇筑混凝土楼板，需在主楼核心墙侧面焊接测量控制点的悬挑钢平台，把激光控制点投测到钢平台上并作好标记。
在本工程施工中，特别是在主塔楼施工中，垂直度控制是关键，因此，对内部控制点的竖直引测，采用激光垂准仪进行控制为主，10KG线堕作为校核手段为辅。具体的方法如下：
1）首先，在底层内部控制点上安置激光垂准仪，在上层安置激光接收板。
2）其次，打开激光器，将激光投影到激光接收板；
3）调整光斑，使光斑最小，在激光接收板上做出标志；
4）将激光垂准仪依次旋转90°、180°、270°，重复将激光投影到激光接收板上，在激光接收板上做出标志，取4个标志中心作为上层内部控制点；
5）重复第1到第4步，直到满足要求为止。
4.1.7 激光控制点二级测量控制网的分段投测
激光控制点二级测量控制网分三段循环垂直投测，并用GPS复测。每一段控制高度在160m
左右，以降低塔体晃动所造成的摆动影响。
5. 主楼标高控制点的引测
地下室施工阶段的高程基点与基坑外围二级平面控制网点合二为一，点位要求尽量布置在
基础沉降区及大型施工机械行走影响的区域之外。确保点位之间通视良好，便于联测。
5.1 地下室基准标高点引测
选择3～4个标高点组成闭合回路，用水准仪、塔尺和钢卷尺配合，顺着基坑围护桩往下量
测至地下室基础。复测基坑内水准环路闭合差，当闭合差较大时重新引测标高基准点。
5.2 首层+1.000m标高基准点引测
用水准仪引测首层+1.000m标高线至剪力墙外墙面，各点之间复测闭合后弹墨线标示。
5.3 地上各层+1.000m标高基准点引测
地上楼层基准标高点用全站仪每次从首层楼面每50m引测一次，50米之间各楼层的标高用钢卷尺顺主楼核芯筒外墙面往上量测。全站仪引测标高基准点的方法如下：
5.3.1 在±0.000m层的砼楼面架设全站仪，通过气温、气压计测量气温、气压，对全站仪进行气象改正设置。
5.3.2 全站仪后视核心筒墙面+1.000m标高基准线，测得仪器高度值。对仪器内Z向坐标进行设置，包括反射棱镜的常数设置。示意如下：
全站仪照准+1.00米标高线确定Z坐标值
5.3.3 全站仪望远镜垂直向上，顺着激光控制点的预留洞口垂直往上测量距离，顶部反射棱镜放在钢平台或土建提模架及需要测量标高的楼层，镜头向下对准全站仪。
由于全息反射贴片配合远距离测距时反射信号较弱，影响测距的精度，故本工程用反射棱镜配合全站仪进行距离测量。反射棱镜放置示意如下：
5.3.3 计算得到反射棱镜位置的标高，后视测点标高，计算仪器高，将该处标高转移到核心筒墙面距离本楼层高度+1.000m处，并弹墨线标示。如下图所示：
将全站仪测量所得标高点转移到37F墙面示意图
5.3.4 轴线、标高基准点垂直传递途径示意(如右图)：
6. 控制点精度复核
6.1 轴线控制点投递到上部楼层后，组成平面矩形，对矩形角度和边长图形条件进行闭合检测，通过自检对闭合误差进行调整，然后才作为上部楼层控制网的基准，以提高平面控制网经传递后的测量精度。
总包测量组抽查复测埋件定位、钢柱焊接前和焊接后偏差测量控制点的精度。
（控制网角度、边长闭合复测示意图见下页）
6.2 监理抽查复测埋件定位、钢柱焊接前和焊接后偏差测量控制点的精度。
6.3GPS卫星定位仪分别架设在160.80米、320.20米、屋顶位置的各个控制点上进行复测，其基本操作步骤如下：
6.4 A、B两点为地面固定的首级控制点，已知其三维坐标值。
6.5 C点为不同楼层或同一楼层的不同平面位置的被复测点。
6.6 为提高观测精度，每次使用三套GPS卫星定位仪，分别架设在A、B、C点。
6.7 根据观测采集到的数据，用计算机解算出C点的三维坐标值。
6.8 C点设计坐标与实测坐标比较，得到C点定位偏差。
6.9 GPS卫星定位仪复测示意见下页图示。
7. 施工放线
在本工程施工范围内引测的内部控制点，经复核满足要求后，可以作为钢筋混凝土结构和钢结构施工放线依据，放线方法一律采用全站仪坐标法，徕卡一级全站仪或拓普康一级全站仪
即可满足规范和设计要求的精度，用经纬仪拨角法配合钢尺量距复核。
具体方法是在楼面上根据引测上来的轴线点放出一组主要控制轴线。同理，把经纬仪架设在轴线交叉点上复核，依据放出的各轴线，复核间距无误后，即可根据楼层结构平面图的尺寸进行建筑物各细部放样。
8. 核心筒墙体的定位测量
核心筒提模施工测量主要控制墙体垂直度和轴线偏差，直接用激光点控制每层墙体轴线偏差，吊线垂检查每层墙体垂直度，示意图如下：
±0.000m～77层，核心筒外围已置4个激光点。激光点垂直穿越楼层的地方预留200x200mm的孔洞，直到提模平台顶面。
每浇筑完一层混凝土墙体则提升一次钢模板，待上一层墙体钢筋绑扎完成后合模，用激光铅直仪投点检查模板上口的轴线偏差，吊垂线检查模板垂直度，对钢模板进行轴线偏差和垂直度校正。
每个主要轴线控制的墙体边线，每隔100mm就要计算好坐标数据备用，当所需要的点位被钢筋（柱）或模板阻挡时，只好在轴线方向上偏移100mm再放。即使这样，个别轴线控制点也无法放出。当遇到此种情况时，只有在已经浇注好并且没有钢筋露出混凝土面的剪力墙部位临
时设置一个坐标控制转点（设置方法按测量程序和规范要求进行），再将全站仪移至该转点上继续完成未放出的点位。所有放线工作，当由于现场环境限制，无法放置对中杆棱镜时，则采用徕卡全站仪专用反射片作为接收目标进行定位。
9. 测量定位与校正
钢筋绑扎前，将埋件平面位置的控制轴线和标高测设到下一楼层。
根据下一楼层上的埋件轴线和标高控制线，在土建核心墙水平钢筋绑扎前，把埋件初步就位，等土建钢筋基本绑扎完，利用土建钢管脚手架，对预埋件进行精确校正，如遇竖向或水平钢筋阻挡，应及时调整钢筋绑扎位置。
精确校正埋件标高，并排焊接两根φ12mm钢筋作为埋件托筋，埋件与核心墙钢筋之间焊接固定，如下图所示：
埋件安装就位固定后，由总包、监理测量复核，验收合格后浇注混凝土。
10 钢结构测量
10.1 细部测量放样流程
本工程外筒钢柱节对接节点多位变截面，所以每一个节点的位置都必须用全站仪进行三维空间坐标定位测量。测量放样总体流程：
吊装测量流程：
10.2 钢柱测量校正
钢柱测量校正采用全站仪直接观测柱顶轴线、标高偏差进行测量、校正或者采用经纬仪进行正。
10.3 采用全站仪进行测量校正
按如下两种工况计算三维坐标：
10.3.1 常温条件,不考虑荷载增加引起变形而影响每节柱顶中心点的三维坐标。
10.3.2 按施工顺序，考虑各种因素，主要是荷载增加引起每节柱顶中心点位移。
10.3.3 测量步骤：
1）计算上一节将要吊装的钢柱顶中心的三维坐标。
2）平面和高程控制网点投递到顶层并复测校核。
3）吊装前复核下节钢柱顶中心的三维坐标偏差，为上节柱的垂直度、标高预调提供依据。
4）对于标高超差的钢柱，可切割上节柱的衬垫板（3mm内）或加高垫板（5mm内）进行处理，如需更大的偏差调整将由制作厂直接调整钢柱制作长度。
5）用全站仪对外围各个柱顶中心进行坐标测量，如下图所示：
a、架设全站仪在投递引测上来的测量控制点上，照准一个或几个后视点
b、输入后视点、测站点坐标值、仪高值、棱镜常数、棱镜高度值，建立本测站坐标系统
c、配合小棱镜或对中杆测量各柱顶中心的三维坐标
6）结合下节柱顶焊后偏差和单节钢柱的垂直度偏差，矢量叠加出上一节钢柱校正后的三维坐标实际值
7）向监理报验钢柱顶的实际坐标，焊前验收通过后开始焊接
8）焊接完成后引测控制点，再次测量柱顶三维坐标，为上节钢柱安装提供测量校正的依据，如此循环
内业计算柱顶中心坐标，并在柱顶作好点位标示。在下节柱顶用临时连接件连接架设全站仪，后方交会仪器站点坐标，测量上节柱顶中心轴线偏差，检查单节柱垂直度。每根柱测量两个点，检查钢柱扭曲。
1.2 采用经纬仪进行测量校
采用经纬仪进行校正时，应采用两台经纬仪同时对钢柱进行观测，指导校正，保证钢柱的轴线和垂直度满足设计和相关规范要求。操作方法如下：
经纬仪钢柱测量校正
10.5 钢柱标高测量校正
钢柱标高可采用水准仪或全站仪进行测量校正，为使施工简便快捷，钢柱标高一般都采用水准仪进行测量校正，操作方法如下：
钢柱标高测量控制示意图
10.6 钢结构安装允许偏差
11. 施工测量总流程（见下页）
第二节 施工监测
根据设计要求，施工及使用过程中，对裙房及主楼的沉降进行监测，对结构的自振周期及阻尼比、重要构件及重点部位的应力等进行长期监测，掌握建筑物服役期间的受力荷变形状态。通过加速度传感器监测与记录结构在风和地震作用下的响应，确定结构的动力特性及其在结构使用期间的变化，及时把握结构的健康状态。
变形测量按《建筑变形测量规程》JGJ/T8-97一级变形测量等级执行，变形测量及平面控制网点位精度要求见下表：
采用先进的监测仪器，提供准确的实时监测数据，为钢结构、幕墙安装等提供定位、校正的依据；监测环境影响如温度、湿度、风力变化，为顺利安装提供施工依据；对应力集中的部位进行应力应变测试，跟踪杆件的应力变化，验证施工方案的安全可靠性。
1. 监测项目
1.1 基础底板和主楼首层沉降及其基准点引测采用精密水准仪测量
施工测量总流程图
1.2 首层组合楼板的钢梁挠度采用精密水准仪或百分表测量
1.3 施工现场每天的温度、湿度、风力采用传感器测量
1.4 施工现场每天的污水水质、空气质量监测
测试设备的精度，如垂线坐标仪为0.1mm，激光垂准仪为1/40000、全站仪测距精度1mm+2ppm等，可满足监测精度要求。而且点位设置相对固定，整个施工过程中，传感器放置固定不变，其稳定可靠性十分有利于长时间重复监测。
2. 监测部位
根据监测点的位置、监测形式和监测仪器的不同，变形值的获取有二种方法：
2.1 多级分步测量法：建筑物由下至上建造，上部楼层某一测点的变形测定是经过多次相对换算，采用多次相对变形叠加获得。具体步骤如下：
2.1.1.先测出底层监测点相对于建筑物外围的控制点之间的变形；
2.1.2.测出需监测楼层的控制点相对于底层监测点之间的变形，得到楼层控制点位的变化；
2.1.3.测出需监测楼层的其余测点相对于本层控制点之间的变形，从而可知本楼层测点位置的变化情况。多级分步测量流程如下图：
2.2 直接测量法：通过仪器直接测出测点的三维变形值，也叫实时差分测量。
2.2.1.差分测量的优势：影响三维坐标测量精度的主要因素有仪器精度、点间斜距及垂直角，后两者涉及大气的气象改正、水平折光、垂直折光等许多复杂的因素，故很难精确求出，从而降低了点位测量精度。然而根据变形监测的特点，需要测量的只是相对变化量，采用建立基准站进行差分的方法，极坐标法测量的点位精度可达到亚毫米甚至更高。
2.2.2.差分测量原理：在一个测站上对两个观测目标进行观测，将观测值求差；或在两个测站上对同一目标进行观测，将观测值求差；或在一个测站上对一个目标进行两次观测求差，求差的目的在于消除已知的或未知的公共误差，以提高测量精度。
在该系统中，计算机通过电缆与监测站上的全站仪相连，在计算机控制下，全站仪对建筑物外围的基准控制点及被监测物上的变形点进行测量，观测数据通过通讯电缆实时输入计算机，用软件进行实时处理，结果按用户的要求以报表的形式输出，监测人员能实时地了解监测运行情况。
差分测量系统工作原理如下图所示：
2.3 多级分步测量、直接测量二种监测方法都需要有位置相对稳固的外围测量控制点坐标值或基准面、基准线、基准数作起算依据。对同一测点如外框筒测点采用二种检测方法所测得的变形值应进行相互校核比较，提高监测结果的可信度和准确度。
例如：本工程的垂线坐标仪观测楼层平动和外立面全站仪观测的垂直度变化，其结果应相互一致，每次观测结果立表比较，示意如右表所示。
2. 监测时间
影响测试精度的主要因素是仪器精度和现场环境，选择合适的测试时机，一般在清晨6：00～8：00，因为经历了一个夜晚后，整体结构的温度比较均匀，比较容易剔除温度差的影响；此时施工人员少、施工设备对仪器的扰动较小。具体随日出时间而定，夏季相对于冬季时间稍早些。日出前40分钟开始，30分钟内观测完成。
3. 监测部位
3.1 主楼地下室施工阶段的沉降变形；
3.2 主楼地面以上施工阶段的沉降变形；
3.3 每25个楼层相对首层基准点的平面位置、竖向变形；
3.4 首层组合楼板在浇筑混凝土前后的钢梁挠度变化；
3.5 主楼首层外围16根钢柱、各楼层腰桁架受力较大部位的应力应变；
3.6 施工现场每天的温度、湿度、风力、污水水质、空气质量观测、记录。
4. 监测部位
4.1 主楼地下室施工阶段的沉降变形；
4.2 主楼地面以上施工阶段的沉降变形；
4.3 每25个楼层相对首层基准点的平面位置、竖向变形；
4.4 首层组合楼板在浇筑混凝土前后的钢梁挠度变化；
4.5 主楼首层外围16根钢柱、各楼层腰桁架受力较大部位的应力应变；
4.6 施工现场每天的温度、湿度、风力、污水水质、空气质量观测、记录。
6. 沉降监测
6.1 沉降监测点布置
本工程在地下室施工过程中作沉降观测记录，地面设二等水准基点5个，沉降观测点一开始全部设置在地下室基础底板面，主楼观测点数为24个，群楼地下室观测点数为49个，为二等水准点。地下室沉降观测工作从基础施工完成后读零开始，每升高2层观测一次，结构封顶后每月观测一次，直至沉降稳定为止。沉降稳定标准：平均每天沉降量小于或等于0.01mm。
当主楼施工到±0.00米层时，将主楼的24个沉降观测点转移到首层楼面对应位置。主楼在施工及使用过程中作沉降观测记录，作一级变形测量，每升高6层观测一次，结构封顶后每月观测一次，直至沉降稳定为止。沉降稳定标准：平均每天沉降量小于或等于0.005mm。主楼沉降值应扣除上部结构施工增加荷载对墙、柱产生的压缩变形值。主楼首层沉降观测点平面布置如右图：
6.2 沉降监测基准点设置
标高基准点位布置在基础沉降范围外，4个基准点形成闭合水准导线，并定期地与城市导线点进行联测，当基准点发生变化时及时恢复，长期观测建筑沉降。标高基准点的锚固长度锚入土内1m，地面用护栏模板围护，形式如下：
沉降监测基准点设置示意图
主楼首层沉降观测点平面布置图
地下室基础平面沉降监测点布置图
6.3 沉降监测成果表及沉降变形曲线示意
6.4 位移变形监测
6.4.1 垂线坐标仪测量法
楼层之间的相对平面和竖向变形采用垂线坐标仪进行测试，其工作原理如下图：
重锤使垂线垂直，当上部楼层产生相对于下部楼层的变形时，垂线下端与垂线不直接接触、固定不动的CCD图像传感器即可测量出垂线的平动变形值和竖向变形，比较方便的测量出楼层之间的相对变形值，计划在1F、18F、37F、55F、73F、91F、顶层设观测点。各层相对变形的叠加可反应建筑物整体宏观变形，如下图所示：
由上图可知：实际测出的是上下监测层的相对变形，即竖向相对变形值（dz2-dz1）、相对平动变形值（dx2-dx1）、（dy2-dy1）；上下监测层相对变形进行叠加后，即可综合反应出建筑物的整体宏观变形。
采用激光准直仪提供垂直基准线，如下图所示：
监测楼层平面平移和扭转
一层平面内设4个控制点，共安设4台垂线坐标仪，通过4点的平面内位移分析，监测楼层变形，如下图所示：
楼层监测点位置的变化可反应平动和扭转情况，如下图所示：
6.4.2 外立面设点全站仪监测
主楼外围的全站仪观测点位置固定，以地面1F固定点为后视，分别观测18F、37F、55F、73F、91F、顶层各点的平面坐标。观测结果和采用垂线坐标仪观测得到的数据比较应一致。
主楼外立面观测点的平面布置图
7. 温度、湿度、风力、污水、空气质量监测
整个建筑施工跨度时间较长，冬夏季的温度变化较大，结构变形的主要影响是温度作用，可分为三种形式：一是季节温差，二是日温度变化，三是日照温差。其中日照温差影响最大，但难于精确计算，因此，选择每日清晨的日出之前进行测试，避免日照温差影响。
温度、湿度、风力采用传感器测量，每天分别监测环境和构件表面温度等的变化。
7.1 应力应变监测
钢结构杆件应力应变测试可采用钢筋应变片法、光纤传感器测应变法、振弦式钢筋应变计等方法进行。考虑到测试设备的精度和稳定性及坚固程度，本工程选用振弦式钢筋应变计进行测试，振弦式钢筋应变仪的内部构造如下图：
振弦式应变仪与构件相焊连，与构件保持相同的应变值。应变计内钢弦的微小变化（伸长或缩短），均会引起钢弦振动频率产生变化，张力弦的理论公式为：
通过连出的导线测出应变仪中钢弦的频率变化，经公式换算（或根据标定记录直接插值）即可求得相应测点处的应变值。当采用混凝土应变计时，则可测出测点埋设部位的混凝土应变值。钢杆件测点布置位置示意图：
7.2 首层组合楼板下梁的挠度监测
首层组合楼板下梁的挠度可采用精密水准仪测量，也可如下图所示进行测量：
7.3 监测注意事项
7.3.1 安装完监测设备先初读数测试一遍。
7.3.2 测试时间宜选择在6:00开始，避免阳光照射， 2小时内测试结束。长时间测试可选择阴天进行，且大型机械暂停运行。
7.3.3 监测楼层安装完测试设备应全部联测一遍。
7.3.4 每次测试记录下时间、温度、湿度、风力等资料数据。
7.3.5 编制测试数据处理程序，实测结果输入电脑，自动以图表形式直观输出。
7.3.6 测试数据整理分析后，一旦发现异常，立即通知设计，迅速查明原因。
7.3.7 垂线坐标仪的铟钢丝必须外套钢管，直径必须足够大，钢管与建筑焊连，施工过程中避免碰撞铟钢丝，吊装、混凝土浇筑施工过程应保护测试设备。
7.3.8 沉降观测点设置保护盖。
7.3.9 施工中根据设计位置及时安装监测点，绘制平面示意图。
7.3.10 不同途径获得同一测点的变形结果应相互校核，有意识的选择部分楼层的关键测点进行校核，确保测试结果的正确可靠。
7.4 长期监测建议
建议对本工程增加长期监测内容，宏观把握建筑物的正常工作性态。根据业主需要，在前3～5年进行跟踪观测或在整个建筑物的使用期内进行长期监测，如变形和应力长期处于稳定状态，适当延长观测时间间隔。建议长期监测的内容有如下几项：
7.4.1 在核心筒外围沿建筑物全高设置一垂线位移计，监测楼层平面位移，如右图所示：
7.4.2主楼屋顶层观测点相对于首层的整体垂直度观测，其测点平面布置详见前面：主楼外立面观测点的平面布置图
7.4.3 主楼首层外围30根钢柱和73F转换桁架上下弦杆上布置振弦式钢筋应变计，长期跟踪测试关键杆件的应力。
7.4.4 主楼沉降观测
7.4.5 主楼顶层布置水平、竖向加速度传感器，作风振、地震观测记录
7.5 监测设备
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