◎ 河南江河工業(yè)有限責(zé)任公司 靳廣興 遼寧鐵煤集團(tuán) 靳 曲

改革開放以來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷增強(qiáng)，高層和超高層建筑層出不窮，這些建筑往往比較密集、場(chǎng)地較小，給建筑物的垂準(zhǔn)測(cè)量帶來(lái)相當(dāng)大的難度。如何有效控制高層建筑的垂直度是擺在面前的難題，通過(guò)近幾年高層建筑的施工，發(fā)現(xiàn)激光垂準(zhǔn)儀對(duì)高層建筑物的垂直度控制具有良好效果，現(xiàn)將有關(guān)原理、方法、應(yīng)用等進(jìn)行分析。

1.適用范圍和工藝特點(diǎn)

隨著我國(guó)建筑業(yè)飛速發(fā)展，新材料、新工藝、新設(shè)備不斷涌現(xiàn)。在豎向軸線測(cè)量上出現(xiàn)了激光垂準(zhǔn)儀，該測(cè)量設(shè)備的問(wèn)世解決了各種高層、超高層建筑日益增多且向造型復(fù)雜、質(zhì)量水平要求高等技術(shù)難題。

激光垂準(zhǔn)儀（我們通常使用的北京產(chǎn)DZJ3激光垂準(zhǔn)儀）是用于測(cè)量相對(duì)垂準(zhǔn)線的微小水平偏差，進(jìn)行鉛垂線的點(diǎn)位傳遞的測(cè)量工具。主要技術(shù)指標(biāo)：同軸誤差≤5"，精度1/40000以上，100m光斑直徑僅為5mm，激光測(cè)量距離為白天≥120m、夜晚≥300m。且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便?？梢詮V泛應(yīng)用在高層、超高層建筑、電梯、井塔以及煙囪等。

在投點(diǎn)過(guò)程中通常使用到：激光垂準(zhǔn)儀一臺(tái)、若干個(gè)網(wǎng)格激光接收靶及有同調(diào)頻的對(duì)講機(jī)兩臺(tái)。

2.豎向軸線控制方法

2.1 豎向軸線控制儀器的選擇依據(jù)

工程施工測(cè)量主體部分最重要的工作即為：軸線控制和標(biāo)高控制，其中軸線控制尤其重要，是否能夠保證建筑物的垂直度、是否能夠滿足裝飾裝修及外墻飾面等工作的施工直接與垂直度有關(guān)。對(duì)于建筑豎向軸線控制有如下三種方案：

（1）吊線墜法：受風(fēng)力影響大，精度較低。當(dāng)風(fēng)力較大時(shí)，線墜會(huì)出現(xiàn)晃動(dòng)，對(duì)精度有較大影響，且受測(cè)量人員主觀因素影響較大；

（2）經(jīng)緯儀垂直投影傳遞法：受環(huán)境、場(chǎng)地、氣候條件制約嚴(yán)重。施工到高度較大時(shí)候，由于場(chǎng)地狹小沒(méi)有場(chǎng)地去安放儀器、陰雨天等因素制約著此方法的應(yīng)用；

（3）激光垂準(zhǔn)儀內(nèi)控法：精度較高、測(cè)量速度快。受操作人員主觀影響因素小，且越暗處施工精度越高，適用于工業(yè)與民用建筑精確測(cè)量使用。

根據(jù)以上特點(diǎn)的比較，采用激光垂準(zhǔn)儀進(jìn)行豎向軸線測(cè)量是最優(yōu)選方案。

2.2 儀器工作原理

開動(dòng)激光垂準(zhǔn)儀發(fā)射器，可以將下方的激光束向下投至地面的基準(zhǔn)點(diǎn)上，之后向上方發(fā)射鉛錘激光束，用它作為鉛錘基準(zhǔn)線，精度比較高。具體原理如圖2-1。

圖2-1 垂準(zhǔn)儀測(cè)量示意圖

2.3 工藝流程和方法

制定測(cè)量方案→選定底層控制點(diǎn)→調(diào)試儀器→施工測(cè)量。

2.4 控制點(diǎn)的分段投測(cè)

為了提高工效，防止誤差積累，考慮儀器性能條件和施工環(huán)境（如風(fēng)力、溫度等）影響縮短測(cè)程，對(duì)于層數(shù)較高、建筑物形狀復(fù)雜的垂直度的測(cè)量可采取分段控制。分段投點(diǎn)的方式，即按照層數(shù)將建筑物分成幾個(gè)測(cè)量段，每當(dāng)施工到上一段樓層時(shí)，在同一位置控制點(diǎn)的點(diǎn)傳遞孔兩側(cè)預(yù)埋鋼板，然后將首層的控制點(diǎn)的點(diǎn)位精確地投至上一段的樓層，并進(jìn)行控制網(wǎng)的檢測(cè)及校正，確定該點(diǎn)位后作為上一段各層的引測(cè)點(diǎn)。

具體步驟為：

（1）制定測(cè)量方案：

根據(jù)高層建筑的結(jié)構(gòu)形式、施工方法和環(huán)境條件，工程技術(shù)人員和測(cè)量人員制定出切實(shí)可行的施工方案。

（2）選定底層控制點(diǎn)：

在底層依據(jù)平面控制系統(tǒng)，建立豎向測(cè)量控制點(diǎn)。控制網(wǎng)點(diǎn)在建筑物底層混凝土面上預(yù)埋若干塊200mm×200mm的鋼板預(yù)埋件，標(biāo)定點(diǎn)位后在鋼板面上用2mm手鉆鉆出點(diǎn)位，并用銅絲釘入點(diǎn)位孔中，同時(shí)四周用鋼筋焊制100mm高鋼筋籠，用木模板加以覆蓋并作明顯標(biāo)識(shí)，每個(gè)控制點(diǎn)在各層樓面均預(yù)留200mm×200mm垂直傳遞孔，并用紅磚在孔四周砌設(shè)120mm高的阻水圈。

（3）調(diào)試儀器：

調(diào)節(jié)基座腳螺旋，使基座上的圓水準(zhǔn)泡居中，之后按順時(shí)針?lè)较蜻B續(xù)旋轉(zhuǎn)120°，三個(gè)方向均顯示水泡居中即為調(diào)平無(wú)誤；在測(cè)量開始前要先用接收靶在預(yù)投射樓層試驗(yàn)激光光斑的直徑，直到調(diào)節(jié)到光斑最小為止。

調(diào)試儀器時(shí)，最好把儀器放在一個(gè)比較昏暗的環(huán)境中,這樣可使激光光斑看起來(lái)更加清晰,可提高調(diào)校的準(zhǔn)確性,同時(shí)用于調(diào)校的場(chǎng)地必須保持平穩(wěn),遠(yuǎn)離震源。

（4）施工測(cè)量：

在此處施工測(cè)量即為投點(diǎn)工作：包括下方測(cè)量人員的投點(diǎn)工作和上方測(cè)量人員的記點(diǎn)工作。

①在預(yù)投點(diǎn)的樓層,上方測(cè)量人員先把1塊300mm×300mm的網(wǎng)格接收靶放置在樓板的預(yù)留洞上,接收靶的靶心要記錄激光光斑,不能受阻隔。

②上方測(cè)量人員準(zhǔn)備好后用對(duì)講機(jī)通知下方測(cè)量，下方測(cè)量人員接通知后,首先把激光垂準(zhǔn)儀開啟,然后按下激光垂準(zhǔn)儀的上、下出光選擇鍵,選擇上下同時(shí)出光,向上發(fā)射激光束。

③上方測(cè)量人員看到激光束的核心光斑投射到接收靶上后，待光斑逐漸穩(wěn)定下來(lái)。當(dāng)上方測(cè)量人員確定核心光斑已經(jīng)處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),移動(dòng)接收靶使靶心與核心光斑重合，記下激光束的光斑圓心位置，則可進(jìn)行所測(cè)樓層的放線工作。

3.結(jié)果驗(yàn)證

通過(guò)大量的工程實(shí)踐，以鐵嶺醫(yī)學(xué)高等專科學(xué)校附屬醫(yī)院工程（65.6m高）為例，通過(guò)軸線豎向的控制，各垂直度偏差結(jié)果如下：外墻邊緣從15層每層丈量的記錄數(shù)據(jù)，與室內(nèi)各層墻、柱垂直度檢查得出，偏差值在3mm以內(nèi)的為100%；外墻垂直度偏差最大值為12mm，高度在60m＜H≤90m建筑物，垂直度偏差最大值為15mm。這說(shuō)明豎向垂直度控制是成功的，它對(duì)高層建筑施工中垂直度控制是可行的。

4.結(jié)語(yǔ)

4.1 高層和超高層建筑測(cè)量控制點(diǎn)之一就是軸線豎向控制，在施工前要按照工程實(shí)際情況和該工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)制定可行的施測(cè)方案，合理選擇控制點(diǎn)和控制網(wǎng)，選擇經(jīng)驗(yàn)豐富的測(cè)量人員按照操作方法準(zhǔn)確施測(cè)是高層和超高層建筑軸線豎向控制的必備條件。

4.2 激光垂準(zhǔn)儀投測(cè)軸線法精度高、速度快，從架設(shè)儀器到投測(cè)完成不超過(guò)10分鐘。通過(guò)調(diào)兵山宇泰花園工程、鐵嶺市民服務(wù)中心工程、鐵嶺市如意大廈工程、鐵嶺醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校附屬醫(yī)院工程等的豎向投測(cè)實(shí)踐應(yīng)用顯示利用該法大大減少了人力投入，且操作方便，是高層和超高層建筑理想的軸線豎向控制方法。