沉降日照等变形测量.docx
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沉降日照等变形测量
第一章施工测量
第一节特点与难点
施工测量既是各施工阶段的先行引导性工作，又是质量过程控制的重要环节之一。
广州新电视塔建筑特点给施工测量提出非常高的要求：
首先，外部钢框筒钢管柱呈三维空间倾斜，除必须进行三维空间点定位外，尚须考虑构件转动影响；
其次，广州新电视塔位于珠江岸畔，塔体结构纤细，故施工过程中受风荷载影响大，结构容易产生晃动；
再者，结构高度达610m，结构顶部的测量传递累积误差控制要求高；
最后，楼层结构不规则，测量通视条件差。
综合上述本工程测量特点，在实际测量工作中产生了如下一系列的难点：
如何保证垂直测量的系统性和可控性；各单体独立施工，如何保证各轴线系统的统一性；结构施工时间跨度将近4年，如何保证结构整体的同一；项目施工涉及的作业面大，各种分包单位、协作单位众多，如何保证互相之间轴线系统的统一等。
除此之外，还存在着超高层建筑的一些普遍问题：
各分包测量系统差异统一协调的管理、钢结构与混凝土二种不同材料体系所引起的不同压缩变形差异的协调、风荷载以及日照温差引起的结构变形的控制等等。
图2.1.1.1测量示意图
针对本工程异型超高层建筑的特点，将采取先进的技术方案和高效的管理措施来克服一系列的难题。
在施工中，将配置先进、精密的测量仪器及相应的数据处理软件，借鉴国内外最新测量控制科研成果，结合施工中建筑物的变形监测信息，采用科学合理的测量技术与方法，确定最佳的测量时间段。
通过对建筑物的空间几何解析，建立空间点位的数据库，从外业的数据采集、放样，到内业的数据处理、成果分析，实现测量的智能化、数字化和程序化。
总之，在本工程的施工中，将充分发挥先进测量技术在异型超高层建筑施工中的作用，使得在整个施工过程中，建筑物的空间位置均在受控范围内，确保空间定位及时准确，精度合理，满足施工质量和进度的要求。
第二节观测与结果评定的依据
测量依据指测量工作所执行和参照的技术性规定，本工程按照以下条目开展测量工作：
1）国家及广州市相应的规程规范的相应规定
国家标准《工程测量规范》（GB50026-）；
国家标准《国家一、二等水准测量规范》（GB12897-）；
国家行业标准《建筑物变形测量规程》（JGJ/T8-）；
国家行业标准《全球定位系统城市测量技术规程》（CJJ73-）；
国家标准《建筑地基基础设计规范》（GBJ7-）；
国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-）；
国家行业标准《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-）；
国家行业标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-）。
建设单位提供的施工图纸及相应文件中相应条款的规定。
建设单位提供的施工现场的测量控制桩点及数据。
2）各专业施工安装所需的测量要求。
第三节测量准备工作
3.1测量人员准备
测量放线人员应对各专业图纸中的轴线关系、几何尺寸、高程等进行复核，并应及时了解与掌握有关工程设计变更文件以确保测量放样数据准确可靠。
测量人员均应经过培训合格后持证上岗。
测量人员必须接受专业学习及技能培训，合格后持证上岗。
熟练掌握仪器的操作规程，熟悉测量理论，能针对工程特点、具体情况采用不同的观测方法及观测程序，对实施过程中出现的问题能够分析原因并正确的运用误差理论进行平差计算，做到按时、快速、精确地完成每次观测任务。
3.2测量仪器与器具
为能准确及时定位和精确地反映出被监测实体的变形情况，应选用适合、高效的测量仪器，各种测量仪器与工具的使用，均须经计量检定单位或部门检验合格，并在有效期限内。
在使用过程中，应及时校准、保养、维护。
表2.1.3.1本工程主要测量仪器的配备一览表
名称
规格型号
单位
数量
说明
TOPCONHiPerGPS系统
静态测量
3mm±0.5ppm
套
1
基准控制网的建立和定期复验；楼层控制网的传递测量和复验；提供具有独立性和稳定性要求的控制网布设，适合进行独立、无累积误差、不受干扰的测量
徕卡TCRA1201智能全站仪
1"有棱镜2mm+2ppmD
无棱镜3mm+2ppmD（测程500m）
套
2
上部结构的变形监测；控制网主轴线和钢结构等重要部位测设、校核；工程基准的传递与复验；场区平面控制网的测设。
徕卡TC1201全站仪
1″
2mm+2ppmD
套
3
控制网测设、校核；钢结构安装；坐标放样；测距；三角高程测量；验线
徕卡TC1202全站仪
2″
2mm+2ppmD
套
1
基坑边坡、护坡桩等变形观测；竣工测量
TCA2003
0.5″
1mm+1ppmD
套
2
横向位移观测、垂直度观测、日照变形观测和压缩变形观测
电子经纬仪
2″
台
4
角度测量；次要轴线的竖向传递；
徕卡DNA03精密数字水准仪
±0.3mm/km（铟钢尺）
套
1
控制点的高程引测；复验控制标高；沉降观测基准引测；基础沉降观测。
徕卡DNA10数字水准仪
±0.9mm/km（铟钢尺）
套
2
重要部位高程测量；钢结构高程测量；验测、复测标高
普通水准仪
±1.5mm/km
台
6
高程传递
激光铅直仪
1/200000
台
4
重要轴线的竖向投测
激光铅直仪
1/40000
台
2
轴线的竖向投测
激光平面仪
10″,150m
台
2
水平面控制
手持测距仪
Pro4a
台
2
特殊部位的测距
计算机
便携式
台
2
数据处理，数据库管理，软件平台（内业和外业）
以上仪器均按照国家规定年检鉴定合格，并在使用有效期内。
在使用过程中，随时检查仪器的常用指标。
一旦偏差超过允许范围，将及时校正以保证测量精度。
3.3测量基准复测
与建设方办理交接手续并对甲方提供的平面控制点、水准点进行复测校核。
选取唯一起始控制点位与方向作为建筑物平面控制的起始依据，选取唯一的水准点为高程控制的起始依据。
第四节测量控制网的布置
4.1平面测量控制网的布置
施工平面测量控制网既是各施工单位局部、单体施工各环节轴线放样的依据，也是监理等各检测单位的测量基准。
因此，务求达到可靠、稳定、使用方便的标准。
控制网除应考虑图形强度以满足工程施工精度要求外，还必须有足够的密度和使用方便的特点。
应由测量人员对施工场地及控制点进行实地踏勘，结合工程平面布置图，创建施工测量平面控制网。
要求达到通视条件好、网点稳固状况、攀登方便等各种要求。
各级控制网的创建，必须对各控制点相互之间，以及各级控制网之间进行闭合校验和平差，保证各点位于同一系统。
每次使用前，必须对控制网校核。
随着施工的进度，按重要性原则定期对其复测，以求得控制网稳固不变和防止地面变形、沉降或其他因素导致的控制点移位。
首级控制网设置冗余控制点，并加强对各点的保护。
其他各级控制网如遭遇破坏，由上级平面控制网来恢复。
控制网建立完毕，交监理方复核确认。
控制网之间按照级别的高低进行控制，既高级网控制低级网。
平级网之间互相贯通，形成系统。
结合本工程的特点，按测网级别的高低及具体在本工程不同部位的应用，本工程测量平面控制网共设置三级控制网。
4.1.1首级GPS平面控制网
鉴于广州新电视塔工程的施工对测量精度的超高标准要求，拟采用GPS卫星定位技术并辅助于高精度全站仪进行复核而建立首级平面控制网，满足规范及图纸设计对核芯筒钢混结构施工放样和外框钢结构节点安装定位的需要。
首级控制网设置在距离施工现场较远的稳定可靠地点，其担当全局性控制的作用，是其他各级控制网建立和复核的唯一依据。
在整个工程为时将近4年的时间跨度内，必须保证这个控制网的绝对不变，绝对避免前后期测量系统的不一致。
具体布网做法如下：
由五个外控点组成首级测量平面控制网，采用GPS静态技术观测，并辅助于高精度全站仪进行复核。
1）平面控制点的选取与建造
外控点选择较稳定的地面或楼龄在5年以上并且楼高在50m以下的顶面布设观测墩或观测站。
同时，能得到长期有效保护、便于观测和施工作业；点位附近视野开阔，高度角15°以上无障碍物；点位应远离无线电发射站、高压电线等其他干扰源。
根据以上原则，在珠江对岸设置两个点；在珠江帝景、赤岗塔和新鸿花园分别设置一点。
外控点距电视塔主体建筑施工区域均在0.4～1.0公里的范围内，内控点在核芯筒施工范围内。
图2.1.4.1首级测量平面控制点布置图
首级GPS点布设5个点。
控制点要建造观测墩，墩顶面安装强制对中装置，观测墩进行基础处理以增加观测墩的稳定性，地面观测墩下设置直径500mm、长8～12m的混凝土桩，上面浇注混凝土观测墩。
为了提高平面控制的精度，减少对中误差，方便施工放样，墩面埋设强制对中基盘，与仪器基座用中心螺丝连接。
考虑墩标的稳定性，尽量建立较低的观测墩。
观测墩高度初步设计为1.5～3m之间。
同时，为便于测量机器人（精密全站仪）的检测和应用，点与点之间应尽可能通视。
2）平面控制网的观测
首级GPS平面控制网的观测参照国家技术监督局GB/T18314-2001《全球定位系统（GPS）测量规范》中A、B级网观测技术要求纲要执行，主要技术参数如下：
表2.1.4.1首级平面控制网技术参数表
观测时段长度（小时）
24
观测时段数
2
截止高度角（度）
10
采样间隔（秒）
30
最少卫星数（颗）
≥4
有效卫星总数（颗）
≥20
每颗卫星连续观测时间（分）
≥30
GDOP
≤6
为保证获得精确的WGS-84地心坐标和广州市坐标，观测时联测国际IGS站（shao）和广州市GPS首级控制点。
所有观测的仪器经过严格的检验校准，提供法定有效的鉴定证书。
外业观测应做好记录，特别是点号、点名、仪器高（应精确测量）、开关机时间、文件名、作业员名等。
3）平面控制网的数据处理和平差计算
在进行GPS平面控制网的数据处理之前，要做好观测数据的整理工作，在此基础上，首先采用随机商用软件进行GPS基线向量的解算，在GPS基线向量解算合格的条件下，对GPS外业观测成果进行检核，再确定GPS平面控制网的平差基准，在WGS-84坐标系下平差时，固定国际IGS站（SHAO），在广州市坐标系下平差时，固定广州市GPS首级控制点。
然后，采用平差软件即可进行GPS平面控制网的平差计算，获取GPS平面控制点的坐标，再通过软件计算将其转换为与设计图纸一致的施工坐标（广州坐标）。
4）平面控制网的检核
在5个平面控制点上，用测量机器人（精密全站仪），应用边角测量的方法，测定5个平面控制点的相互关系，经软件平差计算后，在统一坐标系下与GPS测量结果进行比较，当两者相差较大时，应找出原因，当两者相差满足限差要求时，认为测量成果合格。
4.1.2二级平面控制网
二级控制网用于为受破坏可能性较大的下一级控制网的恢复提供基准。
同时，也可直接引用该级控制网中的控制点，测量重要的或关键的测量工序，其建立以首级控制网为依据。
二级控制网宜设置在环绕工程现场道路稳定的一侧处，且需考虑使用方便。
本工程二级网为三等闭合导线网，布点需由测量人员经过现场踏勘，外业测量结束后对数据进行严密平差。
详见图2.1.4.2二级平面控制网示意图。
图2.1.4.2二级测量平面控制点布置图
4.1.3三级控制网
三级控制网布置在基础底板上，按一级方格网标准测设，主要用于地下结构施工阶段的测量，具有短期使用性质。
该控制网的使用需随时根据施工阶段的沉降、变形情况进行调整。
由于本工程的工况变化很大，且三级控制网布置于现场内部，容易遭到施工破坏，故在实际测量过程中，除需要在上述情况下进行实时调整外，还需要根据施工情况进行布网位置的调整，布网依据为上级控制网。
在±0.000层将电视塔竖向控制点与二级控制网进行联测，以核芯筒体为载体垂直向上传递，层层闭合。
三级控制网是本工程施工阶段
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