郭冬霄
洛陽鐵路中偉建筑工程有限公司,河南洛陽 471000
隨著城市化進程的加速,高層建筑越來越多地被建造,由于一般高層建筑多為框架及剪力墻結構,施工中,建筑物的垂直度控制成為施工測量的重要內容,主要包括軸線定位、高程傳遞和沉降觀測。
高層建筑物其軸線尺寸的測設精度要求較高,對其基礎定位軸線的測設,可采用布設控制網(wǎng)測設方法進行。
當基礎工程完工后,房屋軸線復位時,仍以主軸線為基準,將房屋的角點投測于基礎頂面上,并對原來的矩形控制網(wǎng)進行復核,當符合精度要求時,再分別量取各開間的軸線,要求往返丈量,同時分別投點于地面固定標樁上。
高層建筑一般場地有限,且建筑物周邊滿掛安全網(wǎng),如果在樓層放線時采用傳統(tǒng)方法,一是地面控制樁離建筑物近,隨著樓層升高豎向觀測角度越來越小,很難操控;二是外架外網(wǎng)影響觀測視線。這就要求我們采取新的軸線測設方法——內控法。采用這種方法所使用的觀測儀器是激光鉛垂儀。
激光鉛垂儀主要用于高層建筑、高煙囪、高塔架等的鉛垂定位測量。激光器固定在套筒內,豎軸為一空心筒軸,兩端有螺扣,用來連接激光器套筒和發(fā)射望遠鏡。激光器套筒裝在豎軸下端,發(fā)射望遠鏡裝在上端,既構成向上發(fā)射的激光鉛垂儀,也可倒過來安裝,構成向下發(fā)射的激光鉛垂儀。儀器裝有兩個互相垂直的高靈敏度水準管,并配有專用的激光電源。儀器可利用激光器底端(全反射鏡端)所發(fā)射的激光束進行對中,利用基座整平螺旋使水準管氣泡嚴格居中,接通電源起輝激光器,便可發(fā)射出桔紅色鉛直激光束。
儀器使用前應進行檢校,使水準管軸垂直于豎軸、激光束光軸與豎軸線一致。前一項檢校方法與經(jīng)緯儀相同,后一項檢??衫酶呓ㄖ镞M行。將儀器安置在高建筑物近旁并向上發(fā)射激光束,在高建筑上部支出一固定白紙板作接收靶。儀器進行調焦,直至在靶上得到最小直徑的光斑為止,并標出其點位。然后儀器水平轉動每90°即在靶上標記一點,旋轉一周后,如靶上四個標點不重合,則需校正。校正時,先標出四個標點的中央位置,然后調整激光器套筒上兩組固定螺絲,使光斑與中央標點重合。
地下室施工完畢后,利用地面固定控制樁,將房屋平面主軸線復測到地下室頂板上,然后選取四個距離較遠,又不在同一直線上的縱橫軸線交叉點做為樓層放線基準點,四個點最好能構成一個矩形。點位選好后,注意做好標記并妥善保護。
一層頂板施工時,在相應位置預留空洞,大小200mm 左右,待砼強度滿足上人放線的要求時,可進行二層施工定位放線,將激光鉛垂儀安置在地下室頂板(一層地面)的一個基準點上,調平,對中后,用光靶在放線樓層接收光斑,利用前面所講檢校儀器的方法,調整光斑達到要求,在放線洞四邊各標兩點,使兩條線交點與光斑重合,用相同方法測出另外三點。然后,用鋼尺經(jīng)緯儀對四點進行復核,檢查角度,距離是否正確。最后利用校核后的這四個設射點測設出整個樓層軸線。
用相同方法測設各施工樓層軸線,但當建筑高度超過50m 后,需將控制點上移,重新布設。
根據(jù)水準點在建筑物附近測設出正負零標志。高層建筑的高程傳遞一般采用鋼尺直接丈量的方法,即選用水準儀在墻體上測設出+1m的標高線,然后從標高線起用鋼尺沿墻身往上丈量,將高程傳遞上去,并標記在豎向鋼筋上,做為砼施工控制點。為了減少逐層讀數(shù)誤差的影響,可采用數(shù)層累計讀數(shù)的測法,例如鋼尺在數(shù)層后用到30m時,將鋼尺零點向上移位,再逐層讀到60m。
沉降觀測,就是測量建筑物上所設測量點(又稱沉降點)與水準點之間隨時間的高差變化量。
用于沉降觀測的水準點稱為水準基點,一般由三個水準基點組成一組,以便相互檢核。水準點應埋設在受壓、受震和沉降范圍以外,埋設深度應在水凍線以下0.5m,以保證水準基點的穩(wěn)定性。為了便于觀測和保證精度,水準基點離觀測點的距離應不超過100m。
觀測點的位置和數(shù)量應根據(jù)建筑物的結構、大小、荷載、基礎形式和地質條件等情況而定,特別是點的位置應考慮對建筑物的沉降要具有代表性,并能控制各個不同方向和區(qū)域為宜。觀測點除均勻布置外,在下列特殊地方也應布設點位:荷重劇烈變化的基礎部分;平面形狀改變或沿沉降縫的兩側;具有代表性的支柱或基礎;動載作用區(qū)域周圍;建筑物縱橫軸線上。
對于民用建筑,通常沿外墻每隔10m~20m 布設一點,此外在房屋轉角處及沉降縫兩側也需布設觀測點。對于工業(yè)廠房,除承重墻及廠房轉角處外,還要在柱身、柱基、設備基礎、伸縮縫兩側、地質條件改變等處設立觀測點。
通常采用角鋼、圓鋼或鉚釘作為觀測點的標志。其高度應高出地面0.5m 左右,以便豎立水準尺。
觀測點埋設穩(wěn)固后,即開始根據(jù)水準點測定各觀測點的高程。以后可根據(jù)施工進程,每完成一層和增加一次較大荷重之后(如墻體砌完一層、安裝柱子和屋架、鋪設屋面、安裝吊車等之后)都要進行觀測。若因故中途停工時間較長,應在停工時和復工前進行觀測??⒐ず?,可根據(jù)沉降量大小,定期進行觀測。開始可每隔1~2個月觀測一次,以每次沉降量在5mm~10mm 以內為限度,否則要增加觀測次數(shù)。以后隨著沉降量的減小可逐漸延長觀測周期,直至沉降穩(wěn)定為止。
對精度要求較高的沉降觀測須使用S1級水準儀外,一般使用S3級水準儀即能滿足要求。觀測應在成象清晰、穩(wěn)定時進行,同時應盡量在不轉站的情況下測出觀測點的高程。在前視各觀測點后,必須再回測后視水準基點,前后兩次的后視讀數(shù)之差不超過±1mm。前后視觀測宜使用同一根水準尺,水準尺離儀器儀表的距離應小于50m。當選擇幾個觀測點作為臨時水準轉點而組成閉合環(huán)時,其高差閉合差應不超過(n為測站數(shù))。
每次觀測后,應檢查手簿中的觀測數(shù)據(jù)和計算結果是否合理、正確、精度是否合格等。然后把歷次各觀測點的高程等有關數(shù)據(jù)填入相應表格,并計算相臨兩次觀測之間的沉降量和累計沉降量。為了更清楚地表示沉降、荷重、時間三者之間的關系,可分別繪制時間與沉降量的關系曲線和時間與荷重的關系曲線圖,以便掌握和分析變形情況。