龚振文

(云南农业大学水利水电与建筑学院，云南昆明 650201)

随着新昆明建设跨越式发展实施，城市土地资源变得稀有奇缺，建造超高层建筑可最大限度提升土地的开发价值，高效利用城市市政设施等公共资源，是昆明城市化进程必经之路，是现代化大都市地标建筑。昆明将成为我国对东南亚开发桥头堡的，必然将建造大批超高层建筑，使昆明高原明珠的城市形象更加雄伟壮观，美丽动人，为昆明打造出一条亮丽的风景线。能让稀少土地资源高效开发，例如昆明东风广场地块将建昆明市最高的地标建筑，高度456 m，是兼顾商业、酒店、金融、贸易、公寓、观光等多功能的超高层建筑。

施工测量在昆明超高层建筑施工中是工程师眼睛，可确保超高层建筑的施工质量，使超高层建筑施工顺利完成，例如结构施工阶段的轴线定位与标高控制精度直接关系到后续工程如柱、墙、梁，幕墙安装、电梯安装及其他设备安装质量，它也能确保超高层建筑安全性运营。

1 工程概况

项目北至东风路、南至金碧路、西起盘龙江、东至白塔路，由尚义路、北京路划分为4个片区。其中，中央公园以绿化为主，结合盘龙江滨水景观延续了已形成的市民假日休闲场所(见图1)。两个塔楼高度达330 m，层数为83层的超高层建筑，把城市购物，酒店，写字楼，高端住宅，昆明全城观光汇集一身。以象征主义建筑手法表现出南亚之门形象，暗示新昆明向上攀登最高峰气概。方法新颖、效果显著，给观者更直观地了解南亚之门(见图2)。项目由一栋塔楼和四栋住宅组成。该项目位于云南省昆明市盘龙区拓东路78号，占地面积3．075 5万m2，总建筑面积为54．564 9万m2，分为南北两区，北区主要为住宅，南区建83层的主塔楼，36层～66层为公寓，面积为10．190 5万m2;7层～34层为办公楼，1层～5层为商业区，塔楼西面还有5层的商业裙房，裙楼内有2层为酒店餐厅，观光层为83层;塔楼6层、20层、35层、51层、67层是避难及设备转换区，面积为1．917 2万m2;地下室有4层，总面积为4．554 8 万 m2，设计高度333 m。

图1 南亚之门位置

图2 南亚之门效果图

2 超高层建筑测量思路

由于在高空，因风力、日照、自振等外界因素作用大于常规建筑，同时也因沉降因素使观测点位发生变动，影响测量精度。也要考虑建筑物的沉降量及上部结构的标高的检查和修正。同时施工过程中混凝土核心筒因受沉降、混凝土收缩、徐变等因素的影响而产生变形，外部钢结构因受日照、风力、自振、焊接变形等不利因素的影响而使整体结构产生变形，测量难度较大。昆明地下水浅，土质为淤泥质土，已知的坐标、高程控制点受到地质情况影响，会发生变化。

超高层建筑物施工测量中的关键是控制垂直度，把建筑物底层轴线往上投测，使各层对应轴线位于同一铅竖面上，采用高精度激光铅直仪把基础轴线控制点向上投测，高程用全站仪向上传递。地上施工测量采用内控法，测量放线分为轴线和细部放样。首先是建立施工测量平面和高程控制网，为施工放样提供依据;然后将施工测量的平面控制网和高程控制网引测至作业面，确保工程施工和运营安全。接下来是根据施工测量控制网，进行超高层建筑主要轴线定位及放样;工程结束后要进行竣工测量，可提供建筑工程竣工验收和维修及设计优化相关数据;而在建筑施工和运营中所从事的变形观测，可维护工程施工和运营安全顺利完成。塔楼施工测量精度要达到大楼工程竣工后塔楼中心垂直偏差小于40 mm，楼层控制点小于5 mm，垂直投点误差小于5 mm。长度相对误差为1∶30 000，安装测量中，要求轴线控制点误差在5 mm以内，高程点误差在4 mm以内。

3 超高层建筑施工阶段测量工作

1)控制测量。

工程平面控制网分外控制网和内控制网两级:外控制网采用GPS测量。内控制网以外控制网为基准建矩形控制网。外平面控制基准网布置大地四边形，基准点宜布设4个以上。根据施工现场附近良好的地质条件，外控制网大致形成一个以塔楼为中心的四边形，内网均逐层向上传递，作为该层施工的基准;为了控制投影误差的积累，外网每隔12层、内网每隔20层进行整体传递。高程控制网布设成闭合路线，采用电子水准仪进行往返闭合测量，水准网布置大地四边形，基准点宜布设4个，按国家二等水准测量要求进行施测。

2)施工放样测量。

轴线是高层建筑施工的生命线，轴线放样精度会关系到建筑整体垂直度及构件安装速度。先将主轴线控制线直投到各施工层，再测放出各个的轴线、边线、门窗洞口线、集水井、电梯井线。先将主轴线控制线直投到各施工层，再测放出各个细部的轴线、再由细部轴线放出各柱、墙、梁边线、门窗洞口线、集水井、电梯井边线，激光扫平仪标出水平线。

3)垂直度测量。

在底部塔筒中心基准点上，安置天顶垂准仪将4个中心点投至施工平台面上，其次采用数字正垂等先进仪器，测量精度为0．1 mm，减轻劳动强度，提高作业效率。也可用高精度水准仪改装成垂准仪提供铅垂线。建筑物垂直度及各楼层垂直度的有效控制措施。布设导线103条，支导线297条，测量碎步点近3万个，总垂直度0．001 8%，最大垂直度偏差13 mm，平均垂直度偏差7 mm，最大层间垂直度偏差7 mm。

4 测绘新技术应用于超高层建筑测量

1)激光垂准仪应用于超高层塔垂直投测工作。

因塔楼建筑高度高，平面控制测量将直接影响建筑物垂直度，故在塔楼每层楼面施工时均采用激光垂准仪引测平面控制主轴线点。主轴线平面控制网的垂直引测:分别架设激光铅直仪于首层标示的主控制轴线点上，将主控制轴线点逐一垂直引测至同一楼层，以便目标层的测量轴线控制。应用全自动激光垂准仪可达到自动安平且范围大、精度高，一次水准泡就可，无须瞄准，直接投射;操作方便，一次完成(见图3)。

图3 激光垂准仪

图4 测量机器人

图5 RTKGPS接收机1

2)测量机器人用于超高层建筑。

测量机器人具有高精度智能自动化马达驱动自动照准无棱镜模式，导向光，自动调焦特点，实现测绘内外业一体化，测量机器具有实时处理数据的功能，以便于可以实时检查测量的质量，提高测量效率;其集成化有利于各种仪器进行数据的采集并进行交换和共享，以提高施工放线工作的效率和进度(见图4)。测量机器可以在线处理测量数据，使施工放线质量和效率可以大大提高，当激光垂准仪不便投测时，可用测量机器人向施工楼层传递控制点。将平面测量基准传递给施工楼层，再测出所有轴线点为该楼层的施工测量提供依据，用数字正垂仪，测量机器人也可进行塔楼倾斜偏差校正。

3)GPS应用于超高层建筑。

GPS测量技术具有控制点布局灵活，精度高，不受风吹日照、震动等外界不利因素干扰，可减少人为误差和搬站过程的累积误差的优点。应用范围广，从平面控制网、高程控制网、高程传递、各层轴线投测，到变形监测都可应用GPS测量技术完成，也可进行控制网精度复核，使施工测量数字化、智能化、网络化、实时化、自动化，确保超高层建筑施工测量工作高效，快捷，简单，高精度。

用GPS对各控制点和各层水平和垂直轴线进行静态观测，其起坐标偏差在±30mm以内，工程整体垂直度偏差小于1/30 000，因此，用GPS可进行塔楼垂直度和平面位置检测，而采用GPS RTK可满足变形监测的要求，测量成果精确，过程简单，自动化观测和连续观测;实时全天候的自动监测;因高程精度低，重要部位补充沉降观测，实施内外业一体化，采用数字水准仪对各观测点测出高程值，无线传输给控制中心，快速绘制沉降曲线图(见图5)，使沉降观测精准、高效、简捷。利用GPS也可进行塔楼垂直度监测，为合理指导施工进度提供依据。

4)高精度全站仪应用于钢结构安装测量。

超高层建筑施工测量的内容是进行各层钢结构安装测量。把测量控制基准点投测至钢平台顶面，用全站仪三维测量技术放样出各控制点，用全站仪进行地脚螺栓埋设测量，控制钢柱的位置，钢柱垂直度校正，构件进场复测，各钢构件之间水平距离和高差的检测，钢柱高程检验，钢柱安装复测位置都必须用全站仪进行三维空间坐标定位测量。最后对钢柱进行测量校正。用测量机器人对钢结构进行复测，能确保钢结构安装的精度和安全。

5)网络技术应用于超高层建筑测量管理。

常规施工测量管理是手工操作，有纸作业。其缺点是效率低、质量差，而采用网络技术，可实现无纸作业，能提前对超高层建筑测量项目基本资料收集，能够大幅度的提升工作效率，还使得测绘管理工作更加轻松，也更加的高效。而且测绘数据容易保存，容易复制和传播。减少中间环节，降低测量管理费用，它是施工测量管理技术上一大进步，使施工测量信息互联互通，能促进工程施工的质量提高和工程进度加快。

6)CORSRTK技术应用于超高层建筑测量设想。

CORSRTK技术作用范围广、精度高，还可单机作业。CORS系统能够在城市区域内向大量用户同时提供具有高精度、高可靠性的实时定位信息，利用CORSRTK技术收集超高层建筑工程范围内以及周边环境的主要地质、地形、地貌情况。用CORS网络技术也可布设控制网，然后用静态GPS测量技术进行复测，利用CORS网络技术进行施工碎部点放样时，仅需把设计好的点位坐标输入到电子手簿中，根据前后左右坐标差就可找到放样点，高效，快捷，放样点位精度高且误差比较均匀，极大提高了作业时效。运用CORS系统结合RTK测量技术对超高层建筑放样，无须相互通视，整个工程项目区域可收到信号，达到精度高、实时性，能有效提升超高层建筑施工测量的质量和效率。

7)信息化测绘技术应用于超高层建筑展望。

传统工程测量是地面观测，手工操作，费力，费时，精度低，要建立自动化采集测量数据，数字化制图，网络化管理的立体全方位信息化超高层建筑测量系统，通过建立超高层建筑工程测量处理数据库，应用高速图形图像宽带网络进行测绘信息管理和传输，应用多维、动态GIS影像、图形和DEM一体化，基于互联网和内联网的网络GIS进行施工测量现场的可视化管理，施工测量人员PDA掌上电脑的普遍应用，用信息化测绘技术来解决超高建筑工程中传统测量方法难以解决的测量速度、精度、变形等技术难题，实现对超高层建筑工程施工进度、质量、安全的有效控制。应用测量机器人(智能全站仪)及超站仪(如图6，图7所示)实时测量系统进行超高层建筑测量。应用GPS测量技术能完成超高结构建筑垂直度放样，也可放出垂直轴线，还能在工程施工过程中进行变形监测。

图6 RTKGPS接收机2

图7 超站仪

5 结语

超高层建筑工程质量与测量精度密不可分，而测量工作的高效，快捷可提高工程进度，缩短工期，节省造价。传统工程测量是地面观测，手工操作，费力，费时，精度低，而采用GPS、测量机器人、数字正垂仪、激光垂准仪等测量方法相互校核，互为补充，手段先进，工程效益显著，减轻劳动强度，提高作业效率，取得明显的经济效益。总之，超高层建筑测量将迈向信息采集、数据处理和成果应用的数字化、智能化、网络化、实时化、可视化的信息测绘新时代。

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