建筑工程测量：二层以上楼层平面定位方法

当一层框架混凝土浇筑完成,开始二层框架施工时,二层框架的柱、墙及梁构件的平面定位方法与一层平面定位方法一样,即先测设控制点并弹控制线,再根据控制线用钢尺测设水平距离定柱、墙及梁边线。但二层以上楼层与一层不同的是:楼层竖向位置升高了,观测视线受已施工主体遮挡,不便用全站仪坐标放样方法测设控制点。解决二层以上楼层控制线测设的工作称为轴线竖向投测(实际上是控制线投测)。轴线竖向投测也是二层以上楼层平面定位的关键。下面介绍几种常见的投测方法。

6.2.2.1 外控法

如图6-4所示,当施工场地比较宽阔时,可使用外控法进行轴线竖向投测,在预先测设置好的轴线控制桩(如B1点)上安置经纬仪(或全站仪),严格对中、整平,盘左照准建筑物底部的轴线标记(如b1),锁上仪器水平制动,向上转动望远镜,用其竖丝指挥在施工层楼面边缘上标记一点,然后盘右再次照准建筑物底部的轴线标记,同法在该处楼面边缘上标记另一点,取两点连线的中点作为投测轴线的一端点(b2),其他轴线端点的投测与此法相同。

图6-4 外控法投测

当楼层较高时,经纬仪(或全站仪)投测的仰角较大,操作不方便,误差也较大,此时应将轴线控制桩用经纬仪(或全站仪)引测到远处稳固的地方,然后继续往上投测。如果周围场地有限,也可引测到附近建筑物的房顶上。如图6-5所示,先在轴线控制桩A1上安置经纬仪,照准建筑物底部的轴线标记,将轴线投测到楼面上a10点处,然后在a10点上安置经纬仪,照准A1点,将轴线投测到附近建筑物屋面上A2点处,后续就可在A2点安置经纬仪,完成上部更高楼层的轴线投测。注意:上述投测工作均应采用盘左、盘右取中法进行,以减少投测误差。

图6-5 减小投测角的投测方法

所有主轴线投测完成后,应进行角度和距离的检验,合格后再以此为依据测设柱、墙及梁边线。

为了保证投测的质量,仪器必须经过严格的检验和校正,投测宜选择在阴天、早晨及无风的时候进行,以尽量减少日照及风力带来的不利影响。

6.2.2.2 吊线坠法

当周围建筑物密集,施工场地窄小,无法在建筑物以外的轴线上安置经纬仪时,可采用吊线坠法进行轴线竖向投测。该法与一般的吊线坠法的原理是一样的,只是线坠的质量更大,吊线(细钢丝)的强度更高。另外,为了减少风力的影响,应将吊线坠的位置放在建筑物内部。

如图6-6所示,首先在首层地面上埋设轴线点的固定标志,轴线点之间应构成矩形或十字形等,作为整个高层建筑的轴线控制网。各标志上方的每层楼板都预留孔洞,供吊线坠通过。投测时,在施工层楼面上的预留孔上安置挂有吊线坠的十字架,慢慢移动十字架,当吊坠尖静止地对准地面固定标志时,十字架的中心就是应投测的点,同理测设其他轴线点。

图6-6 吊线坠法投测

使用吊线坠法进行轴线竖向投测,经济、简单、直观,但费时、费力,精度相对偏低,一般用于低层或多层建筑投测。

6.2.2.3 垂准仪法

垂准仪法就是利用能提供铅直向上(或向下)视线的专用测量仪器——激光垂准仪(也称激光铅垂仪)进行轴线竖向投测。垂准仪法具有占地小、精度高、速度快的优点,在高层建筑施工中得到广泛的应用。

1.垂准仪法步骤要点

(1)首层控制点标记及放线孔留设。使用垂准仪法时需要事先在建筑底层设置轴线控制网,建立稳固的轴线控制点标志,在控制点上方每层楼板都预留30 cm×30 cm的放线孔,供视线通过,如图6-7所示。

图6-7 首层控制点标记及放线孔留设(www.xing528.com)

(2)控制点投测。如图6-8所示,将激光垂准仪安置在首层地面的控制点标志上,严格对中、整平,当仪器水平转动一周时,若视线一直指向一点,说明视线方向处于铅直状态,可以向上投测。

图6-8 控制点投测

如图6-9所示,投测时,视线通过楼板上预留的放线孔,将轴线点投测到施工层楼板的激光接收靶上定点,并用墨线过激光点在混凝土楼面上弹两条相交的墨线。取掉激光接收靶,在放线孔上盖一合适木板,沿前面弹在混凝土楼面上的墨线再次弹线,这样,木板上墨线相交点即控制点。

图6-9 激光接收靶弹线定点

因为投测时仪器安置在施工层下面,所以在施测过程中要注意对仪器和人员采取保护措施,防止被落物击伤。

(3)控制线测设。如图6-10所示,按照上一步的方法完成所有控制点的投测后,根据已投测到施工层的控制点,利用经纬仪(或全站仪)直线定线方法测设出控制线。在施工楼面一控制点上安置经纬仪(或全站仪)并对中、整平,后视控制线上的另一控制点,锁上水平制动,竖向转动望远镜,每隔3 m左右在视线上用红铅笔标记一点,然后用墨线弹出控制线。按此方法完成全部控制线的测设。为了确保控制点投测精度,须检查测设控制点的水平距离及控制线间夹角偏差是否满足精度要求。

图6-10 控制线测设

2.垂准仪的使用

图6-11所示为南方ML401激光垂准仪。其在光学垂准系统的基础上添加了激光二极管,可以同时给出上下同轴的两束激光铅垂线,并与望远镜视准轴同心、同轴、同焦。当望远镜瞄准目标时,在目标处会出现一个红色光斑,可以通过目镜观察到,激光器同时通过下对点系统发射激光束,利用激光束照射到地面的光斑进行激光对中操作。

图6-11 南方ML401激光垂准仪

1—望远镜端激光束;2—物镜;3—手柄;4—物镜调焦螺旋;5—目镜;6—电池盒盖;
7—水准管;8—水准管校正螺钉;9—电源开关按钮;10—圆水准器;11—脚螺旋;12—轴套锁钮

南方ML401激光垂准仪的操作步骤如下:

(1)在投测点位上安置仪器,按电源开关按钮打开电源,并完成对中、整平,对中、整平的操作步骤与经纬仪及全站仪完全一样;

(2)将仪器标配的网格激光靶放置在目标面上,转动物镜调焦螺旋,使激光光斑聚焦于目标面上一点;

(3)移动网格激光靶,使靶心精确对准激光光斑,将投测轴线点标定在目标面上得S'点;

(4)旋转照准部180°,重复上述操作得S″点,取S'与S″点连线的中点得最终投测点S。

南方ML401激光垂准仪激光的有效射程白天为150 m,夜间为500 m;距离仪器40 m处的激光光斑直径小于2 mm;向上投测一测回的垂直偏差为1/4.5万,等价于激光铅垂精度为±5″,当投测高度为150 m时,投测偏差为3.3 mm,完全满足高层建筑投测精度的要求。仪器使用两节5号碱性电池供电,发射的激光波长为635 nm,激光等级为ClassⅡ,两节新碱性电池可供连续使用2~3 h。