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最新高层建筑垂直度测量施工方法《高层建筑垂直度内控施工工法》
发布时间:2014-6-7 浏览次数:629次

高层建筑垂直度内控施工工法

工法编号:FJGFSJ1-2011

完成单位:福建六建集团有限公司

主要完成人:叶生强  黄高飞 

1  前  言

随着城市建设规模的不断扩大、现代化建设的不断先前推进,建筑施工技得到了不断的发展。高层、超高层建筑不断涌现,建筑物高度的不断增加使得建筑物垂直控制的难度也越来越大。以往采用以钢垂球逐层向上投点放样的施工方式已然不适应现有高层、超高层建筑物。为适应现有高层、超高层建筑物的发展需要,我公司在多个工程项目上逐步开始应用激光垂准垂直度内控技术。该技术利用激光垂准仪进行高层建筑垂直内控法,可以取得较高的投测精度。激光垂准仪具有体积小,重量轻,操作简便的优势,同时激光束具有亮度高、单色性好等特点,可以进行长距离投射而不发生偏离,在高层建筑的垂直度控制中取得良好的效果。经过我公司多个工程项目的实践经验证明,本工法能充分满足高层、超高层建筑垂直度精度要求,同时对缩短工期、节约成本、提高施工质量起到一定的作用。本工法曾在钱隆首座、钱隆首府、钱隆御景等项目中应用实施。其中钱隆首座、钱隆御景曾获得榕城杯称号。

2  特  点

2.0.1  本工法主要利用红外激光单色性好、亮度高、可控距离长的特点,采用特制的激光垂准仪器逐层向上投点放样的方式,进行垂直度控制。同时采用模板双控法对已成型的模板工程进行准确的定位控制,确保模板安装位置的准确,近一步保证建筑物垂直度。

2.0.2  该工法与传统的施工方法相比,在工期、质量、成本等方面有着较大的优势,具体区别见表2.0.2

2.0.2  传统工法与新工法对比表

比选项目

比选内容

传统的施工方法

新施工方法

比选结果

(新工法优势)

劳力需求

2个工日

1个工日

节约1个工日

所需时间

6~8小时

2~3个小时

缩短4~5小时

适用范围、条件

只适用多层建筑,精度受天气制约影响大

适用于高层、超高层建筑物,精度不受天气影响

适用范围更广

技术要点

普通的垂直度检查

模板双控法配套使用

配套使用的模板双控法有效提高了模板安装质量

经济效益

建筑物垂直度误差较大,无形中增加了外墙抹灰材料的消耗

建筑物垂直度误差小,能有效控制外墙抹灰厚度,减少材料的消耗

减少外墙抹灰材料的消耗量。节约了成本。

3  适用范围

3.0.1  该方法适用于框架、框架—剪力墙(包括框架—筒体)、现浇剪力墙(包括底层大空间剪力墙)和筒体(包括筒中筒和成束筒)等结构的高层、超高层建筑。

3.0.2  该方法适用于施工场地狭小,不宜采用外控法的高层建筑。

4  工艺原理

本工法主要是依据激光垂准仪光学准直原理,将首层轴线控制点,逐层向上投射。同时在施工层楼面利用投射上来的激光点进行测量放线。而后利用模板双控法对施工层模板定位尺寸进行全面控制。激光垂准仪光学准直原理主要是利用激光线与望远镜视轴同心、同焦、同轴,且具有亮度高,单色性好,可通过人眼直接观测等特性。

5  施工工艺流程及操作特点

5.1  施工工艺流程

建立首层控制网→设立首层控制点→控制点投测→楼层施测、放线→模板双控校核

5.2  操作要点

5.2.1  首层控制网的建立与要求

高层建筑垂直度控制网的形态及控制点数量应根据建筑物的形体、平面和现场条件确定。一般矩形平面控制网至少由四个控制点组成,控制网成矩形(对复杂的平面如多边形、圆弧形、双曲线等,应通过计算编制施测放线方案),当楼层平面采用分段流水施工时每个施工段也应建立一个矩形控制网,并使两个控制网准确衔接。组成矩形控制网的四边应平行于建筑物外围柱列的主要轴线或是剪力墙中轴线,两控制线间距宜为30 ~ 50m,控制网四边与外围轴线的距离一般为方便施工取为 1m。使控制点接近外墙,拉长控制点距离,缩短经纬仪投点延长线,来减少误差,首层各个控制点标定后,首层控制网亦已建立。

首层控制网建立后,即进行控制网的复核,控制网的边长固定用一把 50m 钢卷尺丈量(保证相对长度的准确,应考虑尺长修正),精度要求不低于 1/10000 边长,四个直角用J2 光学经纬仪施测,精度要求不低于 ±20''。首层控制网复核准确后即作为主楼施工全过程的垂直控制和施工放样的依据。

5.2.2  首层控制点的设立

高层建筑一般有一至数层地下室结构,控制点在地下室底板施工时埋设,作为地下室结构定位的依据,但若上部结构仍以底板控制点作为垂直定位依据,则每次施测时采光、照明有困难,加上楼层施工用水会灌至地下室,如排抽不及时,将淹没控制点,给施测带来困难。故在主楼地下室施工完毕,将控制点引至±0.00 楼板。

在±0.00 楼板混凝土浇捣前,于各个控制点预埋钢板,尺寸为 250×250×10mm(钢板预埋件参见图5.2.2),待混凝土浇捣完毕后将控制网线引测至±0.00 楼板面上,用钢凿在预埋钢板面上凿出十字线,十字交叉点即为控制点,并用红丹漆标明。在钢板周围砌60mm高,370mm×370mm 保护圈加预制板保护盖。各层楼面控制点位置均预留 200mm×200mm 传递孔,并在周围砌设 60mm 高阻水圈。

考虑到首层控制点在结构施工过程中是很重要的轴线依据,在每处控制点附件2m~5m 范围内应再埋设同尺寸的钢板预埋件(复核控制点),用以复合首层控制点,并在钢板周围同样砌60mm高,370×370mm 保护圈加预制板保护盖

 

5.2.3  控制点在各楼层的投测

采用激光垂准仪进行楼层控制点传递,可以提高工效并防止误差积累,可以削弱施工环境(如风力、温度、光线等)的影响,比以往所采用得铅垂法传递控制点具有更高的精度和准确度。该施工工法不需要进行较多的分段控测,简化了设置分段控制点的繁琐过程。

控制点在±0.00 楼板面和各段楼层上的投测(操作考虑到自然光线原因),应尽可能选择在上午9时前进行。操作时在首层的控制点上架设激光垂准仪,调整激光垂准仪水平,使之可以正常使用(调平垂准仪参见图5.2.3-1),用激光垂准仪向下发射红色激光束,调整激光束光斑,使之对准首层的控制点(激光对点参见图5.2.3-2),而后向上发射红色激光束,施工楼面上按照对讲机指示移动投点玻璃板,使玻璃板十字刻线中心对准红色投点(激光点在玻璃板上的投射参见图5.2.3-3),然后将玻璃板固定,最后投得的点位,用J2经纬仪投测一级控制线(即连接控制点之间的控制线),50m钢卷尺及5m钢卷尺精确量取矢量后确定最后点位。

 

5.2.3-1  调平垂准仪

 

5.2.3-2  激光对点

 

5.2.3-3  激光点在玻璃板上的投射

由于激光垂准仪操作简便,加快了控制点引测进度,且激光垂准仪发射的激光束精确,各段楼层均由首层控制点向上投点。每三~五层用复核控制点对首层控制点进行复核,以确保引测的准确性。

5.2.4  楼层的施工放线

得到楼层的一级控制线后,根据一级控制线网,使用J2经纬仪配合50m钢卷尺及5m钢卷尺,投测出距离各道墙、柱5m范围内的二级控制线,用墨斗弹出控制线并形成控制线网(经纬仪放线参见图5.2.4)。取距离5m范围是考虑到5m钢卷尺在建筑施工过程中使用频率极高,便于操作。根据二级控制线网,可以很方便地使用5m钢卷尺测量出每一道墙、柱的尺寸。用墨斗弹出各道墙、柱边线,同时在各道墙、柱边线两侧,距边线 50cm 弹出墙、柱脚模板定位控制线、门窗洞口和墙柱转角延长线,并用红丹漆标注,以备日后查找。弹出的墨线不仅作为检验墙、柱、门窗洞模板安装位置的依据,而且在后续施工中将成为砌体砌筑和水电安装的控制线。

 

5.2.4  经纬仪放线

5.2.5  模板轴线“双控”法控制墙柱垂直度

结构施工中模板安装作为主导工序,为使墙、柱模板的接搓、位移、平整、垂直度控制在施工规范允许的偏差范围内,采用模板轴线“双控”法来确保墙柱模板的垂直度。除上面提到的距墙、柱边线50cm 弹出墙、柱脚模板定位控制线,以及门窗洞口、墙柱转角延长线等,用以控制墙柱、门窗洞口的模板安装位置准确外,在墙柱模板固定梁板模板安装基本完成后,根据各控制网线再进行一次投点,将该楼层的模板定位控制线引测到梁板模板面,检查、控制墙柱及电梯井内壁模板的偏移情况,梁边缘尺寸,结合墙柱模板垂直度检查,使差错杜绝在浇灌混凝土之前(墙模的轴线控制参见图5.2.5)。

 

5.2.5  墙模的轴线控制

5.3  劳动力组织

劳动力组织:施工员一人、激光垂准仪操作人员一人;楼层上激光靶机处操作人员一人;楼层施工放线人员三人。

6 材料与设备

本工法无需特别说明的材料,主要的工具、设备见表6.0.1

6.0.1  工具、设备表

序号

设备名称

设备型号

单位

数量

用途

1

无线对讲机

 

2

作业人员的沟通

2

激光垂准仪

DZJ2

1

垂直投射放样点

3

电子经纬仪

ZH·ET-1A

1

楼层施工放线

4

玻璃砧板

 

1

接收激光点

5

50m钢尺

 

1

测量放线

6

5m钢尺

 

若干

测量放线

 

7  质量控制

7.1  质量控制标准

7.1.1  高层建筑结构的施工允许偏差应符合国家标准,GB50204-2002《 混凝土结构工程施工质量验收规范 》和JGJ3-2002《高层建筑混凝土结构技术规程 》规定的要求。

7.1.1 轴线、垂直度允许偏差

序号

项目

现浇框架、框剪及剪力墙的允许偏差(mm)

大模板施工的墙体允许偏差(mm)

备注

1

轴线

位置

墙、柱、梁

8

/

尺检

剪力墙

5

5

2

垂直度

层间

层高小于5m

8

5

2m靠尺检查

层高大于5m

10

5

全高

H/1000且≤30

经纬仪检查

7.1.2  轴线测量应符合《工程测量规范》GB50026—2007要求。

7.1.3  激光垂准仪、激光经纬仪必须由专门的仪器检定部门定期检测、校核,并发给检定合格证书。

7.1.4  由控制点投得的楼层控制网经复核定位后,控制网各边边长精度为 ±1/10000 边长,四个直角度数偏差允许值为 ±2''。

7.1.5  层间垂度测量偏差不应超过 3mm。建筑全高垂度测量偏差不应超过H/1000 ( H为建筑总高度),且满足下表要求

7.1.5  建筑物全高垂直度允许偏差

H(建筑物全高)

偏差范围

30m < H ≤60m

10mm

60m < H ≤90m

15mm

90m < H ≤120m

20mm

120 m<H≤150 m

25 mm

H>150m

30 mm

7.2  质量保证措施

1  各层(施工段)梁板混凝土施工完毕,以投得的控制点和控制网,在墙、柱、控制线放样的同时,对外墙 n 个转角 2n 个观测点进行检核,用钢卷尺直接量取各观测点与控制网线的纵横偏差 xi, yi (i=1、2、…,n) ,按不同位置编号记录,列成表格,作为计算垂直偏差及建筑物垂度控制的依据,并由此确定上一层结构应纠偏的控制值。同时为日后外墙装饰确定厚度并定出冲筋点,使外墙饰面与轴线平行,保证外墙饰面的垂直度与阴阳角及阳台的方正。

2  对有电梯井内筒的结构,还应量取内筒电梯井内边缘转角与相应控制轴线的垂距,同理做好记录,算出偏差值,以保证电梯井的垂直度达到要求。

3  用规范检验方法( 2米托线板)测出墙、柱垂直偏差并测出每层层间垂直度偏差值,做好记录。

4  在结构施工期间由专人负责建筑物沉降观测工作,对建筑物的不均匀沉降及时作出调整,确保建筑物垂直度。

8  安全措施

8.0.1  认真贯彻“安全第一,预防为主”的方针,根据国家有关规定、条例结合工程实际情况和具体特点,组成专职安全员和班组兼职安全员以及工地安全用电负责人参加的安全生产管理网络,执行安全生产责任制,明确各级人员的职责,抓好工程的安全生产。

8.0.2  参加现场施工人员应认真执行公司和分公司有关安全生产规章制度,进入施工现场要戴好安全帽,严禁穿“三鞋”,佩卡上岗。未经三级安全教育的人员不得直接参加生产。

8.0.3  做好文明施工现场工作,不得随意向施工放样洞中丢弃杂物。

8.0.4  施工现场的安全防护设施、警示牌、安全标语,不得任意拆除和挪动。

8.0.5  建立完善的施工安全保证体系,加强施工作业中的安全检查。

9 环保措施

9.0.1  除特殊情况外,在每天晚22时至次日早6时,严格控制强噪声作业.

9.0.2  激光垂准仪的激光束具有辐射伤害,人眼不可直接对视。施工时应避免激光束直射人眼。

9.0.3  加强环保意识的宣传,采用有力措施控制人为的施工噪声,严格管理,最大限度地减少噪声扰民。

10 效益分析

本工法主要采用激光垂准仪器逐层向上投点放样,不仅节省了时间也节省了劳力。加快了放样工作的进度,进而加快了模板的安装进度,缩短工期;采用的模板双控措施进一步提高了墙体的垂直度,节省了外墙粉刷的材料使用量,经济效益明显。

11 应用实例

11.1 钱隆御景工程

该垂直度内控施工方法在我司几座高层建筑中得到应用,如钱隆御景、钱隆首座、钱隆首府等。

11.1.1  工程概况

钱隆御景工程座落于福州市晋安区福飞北路189号,该工程于2006年7月份开工,前期1~3#楼计划于2009年10月竣工,后期的5#~10#楼计划于2009年11月竣工。其中6#楼为剪力墙结构,内设电梯井筒体,地下一层,地上26层,高度89.8m。

11.1.2  施工情况

垂直度要求 Smax ≤30mm 且 Smax≤H/10000,实际施工时设3个控制点(根据楼层平米形状设定控制点),组成控制网(钱隆御景6#楼轴线控制网参见图11.1),控制点分2段控测,分段投点方式,第一段为 1 ~ 13 层,第二段 14 ~ 屋面层。

11.1  钱隆御景6#楼轴线控制网

1  本工程采用DZJ2型激光垂准仪,根据仪器的基本参数规定,激光束光斑在40m处光斑直径≤4mm,100mm处光斑直径≤6mm。项目部考虑到高度超过40m将造成光斑直径大于4mm,影响控制点传递精度,所以在14层处再次设永久性控制点,已保证轴线的准确性。

2  6#楼一级控制点距边轴线1m、2.5m,将一级控制点连接,形成一级控制线网并作为测定二级控制线网的依据。二级控制线的位置距离每道墙、柱距离小于5m,可以很方便地使用5m钢卷尺配合墨斗投射处每道墙、柱边线和其弹出线。

    3  施工过程对外墙12个转角32个观测点进行检核,对内筒电梯井内边缘转角与相应控制轴线的垂距共 8 个观测点进行检核,室内各层墙面用 2m 托线板检查,作出记录。

    4  施工结束对垂直度控制各数据进行整理,与用规范法测得的偏差值相似。各层墙体垂直度偏差在。0~±5mm 约占 91 % ,±6~10mm 的占 7 %,±11~±15mm 约占2%左右,超过士 15mm 的现象极少,一般多在外墙大模接头与转角,并及时加以修整。

11.1.3  工程评价

结构封顶后,甲方委托福建省同升测绘有限公司测得屋面分段投点点位偏差值Smax=5mm,外墙垂直偏差值Smax=15mm ,这样外墙垂直度与投点误差累计值Smax=20mm,完全满足设计要求,另外对6#楼进行沉降观测,测得本楼层属均匀沉降,对垂直度测量影响不大,这说明该大厦的垂直控制是成功的,该垂直度控制方法是切实可行的,取得较好的经济效益。

11.2  钱隆首座工程

钱隆首座工程座落于福州市连江中路(原自行车厂),由3座23-25层高层建筑组成,高层采用剪力墙结构工程。按照本工法施工,钱隆首座主体工程按时保质完成,并降低材料损耗及人工工日,取得了良好的社会效益与经济效益。

高层建筑垂直度内控施工工法,已在我司所承建的福晟.钱隆首座工程的结构施工中得到广泛应用,经省、市质量监督部门检测,达到优良标准,住户使用满意率达到100%。

11.3  钱隆首府工程

钱隆首府工程位于福州市福马路159号,由8座高层建筑组成,高层采用剪力墙结构工程。按照本工法施工,钱隆首府主体工程按时保质完成,并降低材料损耗及人工工日,取得了良好的社会效益与经济效益。高层建筑垂直度内控施工工法,已在我司所承建的福晟·钱隆首府工程的结构施工中得到广泛应用,经省、市质量监督部门检测,达到优良标准。 

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