超高层全现浇混凝土结构全高垂直度控制技术

孔德泉

1 工程概况

温州世贸中心是浙江省第一高楼，也是目前国内最高的全现浇钢筋混凝土筒中筒结构。是一座集购物、观光、餐饮、娱乐、办公、超五星白金级酒店于一体的大型城市综合建筑。建成后将是温州地区标志性建筑。温州世贸中心占地3.1万m2，总建筑面积250756 m2，分为裙房、主楼两个区域。主楼建筑高度333.33 m，地下4层，地上74层(其中裙房7层)。其中地下B4层～B2层主要为停车场和设备用房，B1层～7层是商场，8层～51层为办公写字楼，52层～67层为超五星白金级酒店，68层，69层为观光层，70层～73层为业主的私人会所，74层为擦窗机层。

2 工程的重点与难点

1)主楼筒中筒混凝土结构高度达到290.284 m，如何保证其全高垂直度的测量精度是本工程施工测量的最大难点。2)建筑外墙围护及装修采用组合型玻璃幕墙，筒中筒主体结构的垂直精度的控制效果直接影响到后续外墙幕墙龙骨、玻璃安装立面的垂直度控制。3)筒中各电梯井道结构内侧的垂直精度控制的好坏，直接影响到各电梯井道内轨道安装的垂直度和电梯的使用功能。4)结构施工期间，平均以6 d一层的施工进度，使得内业计算和外业施测的工作量之大，数据处理、测控方法的选择，放样工具的选择，直接影响到最终测量放样的精度和速度。

3 工程全高垂直度控制的总体思路

1)全高垂直度控制:首先要建立高精度测量控制网，再采用内外控制法校核。2)内控法校核:每隔10层均与首层控制网进行校核，消除因结构不均匀沉降、倾斜等原因产生的偏差。3)外控法校核:每隔5层对结构四个大角方向的垂直度进行监测。4)电梯井道垂直度控制:利用内控校核点逐层检查、纠偏和多层校核的方式进行总高垂直度控制。

4 施工方案

4.1 全高垂直度控制工艺流程

城市测量控制基准点复核→工程定位→建立内部控制网→平面放线→内部控制网竖向传递→楼层放线→四大角及电梯井垂直度测量→控制网转换测量→施工层所用控制网与首层控制网复核→楼层放线→进入下道工序。

4.2 垂直度控制工艺原理

1)确保建立的建筑物首层平面控制网和轴线控制网正确无误，并符合施工方案要求，其测量精度最低要满足设计和符合相应规范要求。2)利用高精度激光铅直仪进行控制网竖向传递，确保控制网竖向传递的准确与精度。3)测量作业均依据同一控制网测设控制线，再依据控制线依次放出柱、墙、梁位置线、控制线及各大角和电梯井道的控制线。

4.3 轴线竖向传递和建筑物垂直度控制测量

1)平面控制网的建立:对业主提供的城市测量控制点进行复核，建立独立的建筑物平面控制网作为工程施工的控制依据。2)轴线控制网的建立:依据建筑物平面控制网，按施工图纸以及施工方案要求，建立相应的轴线控制网并进行校核，作为施工放线依据。3)平面放线:轴线控制线投测正确后，依据控制线与各部位轴线的尺寸关系放出各细部轴线;轴线测放完毕并自检合格后，以轴线为依据，依设计图纸尺寸放样出柱、墙边线，门窗洞口边线等细部位置线和相应的控制线，并同时放出各大角和电梯井道四周的控制线。4)轴线控制网竖向传递:在控制点上架设激光铅直仪，精确对中整平后，将仪器旋转 0°，90°，180°，270°四个方位与激光接收靶配合向上投测施工所需控制点。控制点投测完并作距离与角度校核无误后作为测量施工依据。5)结构垂直度利用轴线内外校核进行综合控制:每施工5层，在建筑物周围(一般在50 m左右)架设经纬仪加弯管目镜，利用经纬仪正倒镜投测取平均值的方法对建筑物四角进行垂直度观测，并对投测结果和内部轴线控制线进行比较，对误差在5mm以内之处，采用取平均值方法放样建筑物四大角柱边线以及模板控制线;对于误差大于5mm的应对控制点进行重测，直至精度符合要求为止。

4.4 控制网转换层测量以及施工层所用控制网与首层控制网复核

楼层内的控制网在完成第一次转换之后，选择能够通视而且距离较长的三个控制点的预留洞口随着各施工层的上升直至屋顶。确保在任何时候所用控制网都能和首层控制网进行校核。在距离超出仪器有效高度之时，可利用备用仪器采取接力投测的方法将首层控制点引测至所用控制网之楼层后进行距离和角度校核。每施工10层所用控制网相对首层控制网校核一次，以便及时消除由于沉降和倾斜等因素引起的误差。

4.5 电梯井道垂直度控制

利用内控校核点逐层检查、纠偏和多层校核的方式进行全高垂直度控制。每层利用内部轴线控制网进行电梯井道根部轴线控制，同时检查每层井道墙体结构混凝土的轴线偏位情况，对局部存在偏差处，在上层井道剪力墙钢筋绑扎和支模时，进行合理纠偏。每隔5层检查各井道内部垂直度，同时利用各井道中心线和轴线控制网进行共同校核其垂直度，确保总垂直度得以控制。

4.6 外侧幕墙全高垂直度控制

由于本工程采用三套爬架同时进行流水作业施工，最上部为结构用爬架，中间为幕墙安装龙骨用爬架，最下面为幕墙安装玻璃用爬架。对幕墙龙骨定位和垂直度控制及最后全高方向的闭合，所需的测量精度要求极高。在幕墙龙骨施工时，每隔10层利用室内结构楼面的轴线控制网和各大角的控制线，先对四个大角龙骨进行初步定位挂线，再用经纬仪进行室外校核各大角挂的垂直控制线，控制其各施工段全高向的垂直度在5mm以内。

4.7 质量控制流程

质量控制流程图见图1，施工控制效果图见图2。

图1 质量控制流程图

图2 温州世贸中心幕墙工程施工控制效果图

5 结语

1)针对超高层钢筋混凝土筒中筒结构的全高垂直度和筒内电梯井道垂直度控制难点，本温州世贸中心大厦成功采用内外侧校核相结合的控制方法、过程中加强对重点部位每隔5层或10层进行相应监控，对过程中产生的累计偏差能及时得到纠偏。使得整个工程最终的主体结构全高垂直度最大偏差控制在20mm以内(低于规范所要求的全高垂直度30mm)，为外侧幕墙龙骨安装和室内电梯的安装创造了较好的有利施工条件。通过上述控制方法，也顺利保证了幕墙施工完成后的全高垂直度最大偏差控制在15mm内。2)该超高层钢筋混凝土筒中筒结构施工垂直度测量控制方法，工艺流程简单明了，可操作性强，突出了超高层测量中的重点和难点。通过本次超高层结构施工测量垂直度控制所积累的经验，对今后的超高层建筑的施工测量控制起着很好的学习借鉴作用，值得推广使用，以便今后对超高层的施工质量得到更好的控制。