超高層全現澆混凝土結構全高垂直度控制技術

孔德泉

1 工程概況

溫州世貿中心是浙江省第一高樓，也是目前國內最高的全現澆鋼筋混凝土筒中筒結構。是一座集購物、觀光、餐飲、娛樂、辦公、超五星白金級酒店于一體的大型城市綜合建筑。建成后將是溫州地區標志性建筑。溫州世貿中心占地3.1萬m2，總建筑面積250756 m2，分為裙房、主樓兩個區域。主樓建筑高度333.33 m，地下4層，地上74層(其中裙房7層)。其中地下B4層～B2層主要為停車場和設備用房，B1層～7層是商場，8層～51層為辦公寫字樓，52層～67層為超五星白金級酒店，68層，69層為觀光層，70層～73層為業主的私人會所，74層為擦窗機層。

2 工程的重點與難點

1)主樓筒中筒混凝土結構高度達到290.284 m，如何保證其全高垂直度的測量精度是本工程施工測量的最大難點。2)建筑外墻圍護及裝修采用組合型玻璃幕墻，筒中筒主體結構的垂直精度的控制效果直接影響到后續外墻幕墻龍骨、玻璃安裝立面的垂直度控制。3)筒中各電梯井道結構內側的垂直精度控制的好壞，直接影響到各電梯井道內軌道安裝的垂直度和電梯的使用功能。4)結構施工期間，平均以6 d一層的施工進度，使得內業計算和外業施測的工作量之大，數據處理、測控方法的選擇，放樣工具的選擇，直接影響到最終測量放樣的精度和速度。

3 工程全高垂直度控制的總體思路

1)全高垂直度控制:首先要建立高精度測量控制網，再采用內外控制法校核。2)內控法校核:每隔10層均與首層控制網進行校核，消除因結構不均勻沉降、傾斜等原因產生的偏差。3)外控法校核:每隔5層對結構四個大角方向的垂直度進行監測。4)電梯井道垂直度控制:利用內控校核點逐層檢查、糾偏和多層校核的方式進行總高垂直度控制。

4 施工方案

4.1 全高垂直度控制工藝流程

城市測量控制基準點復核→工程定位→建立內部控制網→平面放線→內部控制網豎向傳遞→樓層放線→四大角及電梯井垂直度測量→控制網轉換測量→施工層所用控制網與首層控制網復核→樓層放線→進入下道工序。

4.2 垂直度控制工藝原理

1)確保建立的建筑物首層平面控制網和軸線控制網正確無誤，并符合施工方案要求，其測量精度最低要滿足設計和符合相應規范要求。2)利用高精度激光鉛直儀進行控制網豎向傳遞，確保控制網豎向傳遞的準確與精度。3)測量作業均依據同一控制網測設控制線，再依據控制線依次放出柱、墻、梁位置線、控制線及各大角和電梯井道的控制線。

4.3 軸線豎向傳遞和建筑物垂直度控制測量

1)平面控制網的建立:對業主提供的城市測量控制點進行復核，建立獨立的建筑物平面控制網作為工程施工的控制依據。2)軸線控制網的建立:依據建筑物平面控制網，按施工圖紙以及施工方案要求，建立相應的軸線控制網并進行校核，作為施工放線依據。3)平面放線:軸線控制線投測正確后，依據控制線與各部位軸線的尺寸關系放出各細部軸線;軸線測放完畢并自檢合格后，以軸線為依據，依設計圖紙尺寸放樣出柱、墻邊線，門窗洞口邊線等細部位置線和相應的控制線，并同時放出各大角和電梯井道四周的控制線。4)軸線控制網豎向傳遞:在控制點上架設激光鉛直儀，精確對中整平后，將儀器旋轉 0°，90°，180°，270°四個方位與激光接收靶配合向上投測施工所需控制點。控制點投測完并作距離與角度校核無誤后作為測量施工依據。5)結構垂直度利用軸線內外校核進行綜合控制:每施工5層，在建筑物周圍(一般在50 m左右)架設經緯儀加彎管目鏡，利用經緯儀正倒鏡投測取平均值的方法對建筑物四角進行垂直度觀測，并對投測結果和內部軸線控制線進行比較，對誤差在5mm以內之處，采用取平均值方法放樣建筑物四大角柱邊線以及模板控制線;對于誤差大于5mm的應對控制點進行重測，直至精度符合要求為止。

4.4 控制網轉換層測量以及施工層所用控制網與首層控制網復核

樓層內的控制網在完成第一次轉換之后，選擇能夠通視而且距離較長的三個控制點的預留洞口隨著各施工層的上升直至屋頂。確保在任何時候所用控制網都能和首層控制網進行校核。在距離超出儀器有效高度之時，可利用備用儀器采取接力投測的方法將首層控制點引測至所用控制網之樓層后進行距離和角度校核。每施工10層所用控制網相對首層控制網校核一次，以便及時消除由于沉降和傾斜等因素引起的誤差。

4.5 電梯井道垂直度控制

利用內控校核點逐層檢查、糾偏和多層校核的方式進行全高垂直度控制。每層利用內部軸線控制網進行電梯井道根部軸線控制，同時檢查每層井道墻體結構混凝土的軸線偏位情況，對局部存在偏差處，在上層井道剪力墻鋼筋綁扎和支模時，進行合理糾偏。每隔5層檢查各井道內部垂直度，同時利用各井道中心線和軸線控制網進行共同校核其垂直度，確保總垂直度得以控制。

4.6 外側幕墻全高垂直度控制

由于本工程采用三套爬架同時進行流水作業施工，最上部為結構用爬架，中間為幕墻安裝龍骨用爬架，最下面為幕墻安裝玻璃用爬架。對幕墻龍骨定位和垂直度控制及最后全高方向的閉合，所需的測量精度要求極高。在幕墻龍骨施工時，每隔10層利用室內結構樓面的軸線控制網和各大角的控制線，先對四個大角龍骨進行初步定位掛線，再用經緯儀進行室外校核各大角掛的垂直控制線，控制其各施工段全高向的垂直度在5mm以內。

4.7 質量控制流程

質量控制流程圖見圖1，施工控制效果圖見圖2。

圖1 質量控制流程圖

圖2 溫州世貿中心幕墻工程施工控制效果圖

5 結語

1)針對超高層鋼筋混凝土筒中筒結構的全高垂直度和筒內電梯井道垂直度控制難點，本溫州世貿中心大廈成功采用內外側校核相結合的控制方法、過程中加強對重點部位每隔5層或10層進行相應監控，對過程中產生的累計偏差能及時得到糾偏。使得整個工程最終的主體結構全高垂直度最大偏差控制在20mm以內(低于規范所要求的全高垂直度30mm)，為外側幕墻龍骨安裝和室內電梯的安裝創造了較好的有利施工條件。通過上述控制方法，也順利保證了幕墻施工完成后的全高垂直度最大偏差控制在15mm內。2)該超高層鋼筋混凝土筒中筒結構施工垂直度測量控制方法，工藝流程簡單明了，可操作性強，突出了超高層測量中的重點和難點。通過本次超高層結構施工測量垂直度控制所積累的經驗，對今后的超高層建筑的施工測量控制起著很好的學習借鑒作用，值得推廣使用，以便今后對超高層的施工質量得到更好的控制。