高层建筑轴线投测技巧

高层建筑施工到±0.000后，随着结构的升高，要将首层轴线逐层向上竖向投测，作为各层放线和结构竖向控制的依据，这是高层建筑物施工测量的主要内容。随着城市高层建筑物越来越多、越来越高，施工中对高层建筑竖向偏差（垂直度）的控制要求也更为严格，故高层建筑物竖向轴线向上投测的方法及其精度应与之相适应，以确保高层建筑物竖向偏差值在允许范围内。

因此，无论采用何种方法向上投测轴线，都必须在基础工程完工后，根据施工控制网，校测建筑物轴线控制桩，合格后，将建筑物轮廓线和各细部轴线精确地弹测到±0.000首层平面上，作为向上投测轴线的依据。目前，高层建筑物的轴线投测方法分为外控法和内控法。

1）外控法

当拟建的建筑物外围施工场地比较宽阔时，常采用外控法。外控法是在高层建筑物的外部，根据建筑物的轴线控制桩，使用经纬仪将轴线向上投测，故又称为经纬仪竖向投测法。此法与多层民用建筑轴线投测类似，但是由于高层建筑物的施工特点和现场场地情况，可分为延长轴线法、侧向借线法和正倒镜逐渐趋近法（调直法）三种投测方法。

（1）延长轴线法

此法适用于建筑场地四周开阔，能将建筑物轴线延长到距离建筑物1.5H（建筑物高度H）左右的距离处，或者附近多层民用建筑楼顶上，并可在轴线延长线上安置经纬仪，以首层轴线为准，向上逐层投测。

现以某高层建筑施工为例，针对此法加以说明。该工程的基础工程完工后，将经纬仪安置在轴线控制桩A1，A′1，B1和B′1上（图5.40），把建筑物主轴线精确地投测到建筑物的底部，并设立标志，如图5.40中的a1，a′1，b1和b′1，以供下一步施工与向上投测之用。

图5.40　根据轴线控制桩投测首层轴线位置

图5.41　经纬仪竖向轴线投测（10层内）

随着建筑物不断升高，要逐层将轴线向上传递。如图5.41所示，将经纬仪安置在中心轴线控制桩A1，A′1，B1和B′1上，严格对中整平仪器，用望远镜瞄准建筑物首层已标出的轴线a1，a′1，b1和b′1点。用盘左和盘右分中方法分别向上投测到每层楼板上，并取其中点作为该层中心轴线的投影点，如a2，a′2，b2和b′2。建筑物在10层以下施工时，可以采用上述方法，并以首层作为基准向上投测轴线点。

当施工楼层逐渐增高，超过10层以上时，因轴线控制桩距建筑物太近，望远镜的仰角较大，操作不便且投测精度也会降低。基于以上原因，可将原中心轴线控制桩引测到更远的安全地方，或者引测到附近建筑物的屋面上。

如图5.42所示，将经纬仪安置在第十层楼面轴线a10，a′10上。瞄准地面上原有的轴线控制桩A1和A′1点，用盘左盘右分中法，将轴线延长到较高处A2点和较远处A′2点，并用标志固定其位置，A2，A′2即为新投测的A1，A′1轴线延长线上的控制桩。

将经纬仪安置在A2和A′2点，以首层轴线标志为基准，用盘左和盘右分中方法可将底层轴线继续向10层以上的施工楼层投测。

需要说明的是，在投测轴线前，应严格检核经纬仪，操作时仪器要仔细对中和调平，且宜选择阴天、无风时进行投测。

（2）侧向借线法

此法适用于场地四周范围较小，高层建筑物轴线四廓轴线无法延长，但可以将轴线向建筑物外侧平行移出（俗称借线）。移出的尺寸应视外脚手架的情况而定，尽可能不超过2 m，如图5.43所示，AA1直线即为A轴线的借线。

将经纬仪先后安置在接线点A，A1上，对中整平，以首层的借线点A1，A为后视，向上投测并指挥施工楼层的人员，在垂直于视线方向水平移动木尺，以木尺上的视线方向为准，向内量取借线尺寸（即原向外平移量），即可在施工楼层上定出A′A′1轴线位置。

图5.42　经纬仪延长轴线及竖向投测（10层以上）

图5.43　侧向借线法

（3）正倒镜逐渐趋近法

此法适用于建筑物四廓轴线虽然可以延长，但不能在延长线上安置经纬仪的情况。图5.44所示为某建筑物的侧面图与平面图，用经纬仪正倒镜逐渐趋近法在施工楼层上投测轴线⑥。

方法如下：先在施工楼层上估计⑥轴线6A点向上投测的点位6′A上的位置，将经纬仪安置在6′A上对中整平，后视⑥轴线上的另一点6S点，用正倒镜取中法延长直线，在施工楼层上定出6′B上，然后将经纬仪安置在6′B上点，对中整平，后视6′A上点，用正倒镜取中法延长直线定出⑥轴线的6′N点。实量⑥轴线上6′N点和6N点的间距δ，根据图5.44（b）所示，利用下式计算两次仪器安置位置偏离施工楼层上正确轴线⑥的垂距δ1和δ2：

图5.44　正倒镜法

根据计算的δ1和δ2，在施工楼层面上将6′A上改正到6A上位置，将6′B上改正到6B上位置；然后将经纬仪安置在改正后的6A上和6B上位置上，对中整平，仍采用上述方法逐渐逼近，直至6S，6A上，6B上，6N四个点在同一直线上。

（4）注意事项(www.xing528.com)

综上所述，外控法轴线投测应注意以下几点：

①投测前经纬仪应严格检验和校正，操作时仔细对中和整平，以减少仪器竖轴误差的影响。

②应尽量采用正倒镜取中法向上投测轴线或延长轴线时，以消除仪器视准轴和横轴不垂直误差带来的影响。

③轴线控制桩或延长轴线的桩位要稳固，标志要清楚明显，并能长期保存，投测时应尽可能以首层轴线为准直接上施工楼层投测，以减少逐层向上投测造成的误差积累。

④当使用延长轴线法或侧向借线法向上投测轴线时，建议每隔5层或10层，用正倒镜逐层逼近法校测一次，以提高投测精度，减少竖向偏差的积累。

2）内控法

在建筑物密集的市区，当建筑施工场地狭小，在建筑物外部轴线控制桩上安置经纬仪无法进行轴线投测时，可以使用内控法。

所谓内控法，就是根据建筑物平面图和施工现场条件，在建筑物内部±0.000首层平面上布设轴线内控点，精确测定内控点的位置并在浇筑±0.000首层楼板时预埋标志。内控点宜选在平行于建筑物的主要轴线的辅助轴线上，辅助轴线与主要轴线的间距宜设置成500～800 mm，在各层楼板的相应位置上预留300 mm×300 mm的传递孔，便于向上竖向投测。根据使用的仪器和工具不同，内控法目前主要有下面两种方法。

（1）吊锤球法

吊锤球法是利用钢丝悬挂重锤球的方法，进行轴线竖向投测。这种方法一般用于高度在50～100 m的高层建筑施工中，锤球的质量为10～20 kg，钢丝的直径为0.5～0.8 mm。如图5.45所示，在预留孔上面安置十字架，挂上锤球，对准首层预埋标志。当锤球线静止时，固定十字架，并在预留孔四周做出标记，作为以后恢复轴线及放样的依据。此时，十字架中心即为轴线控制点在该楼面上的投测点。使用吊锤球法时，应严格使锤球尖对准预埋标志，为防止风力引起摆动，在下层应使用防风板，采用对讲机上下联系。一般来说，10层以下以首层的预埋标志为准，10层至20层以第10层的轴线标志为准，20层至30层以第20层的轴线标志为准，30层以上以第30层的轴线标志为准。这主要是为了克服悬吊钢丝过长而产生的摆动和不易稳定。

南京金陵饭店塔楼（37层）曾采用吊锤球法作竖向轴线投测偏差的检测。检测结果是使用经纬仪竖向轴线投测与吊锤球法相比，两者间的最大差值仅为4 mm，这说明吊锤球法只要认真操作，措施得当，可以达到较高的精度。

（2）天顶准直法

天顶准直法是使用能测设天顶方向的专用仪器，进行轴线竖向投测。该法具有操作简单、精度较高的优点，是高层建筑物轴线投测经常采用的方法。常用的测设天顶方向的仪器有激光经纬仪、配有90°弯管目镜的经纬仪、激光铅垂仪等。本节主要介绍激光铅垂仪进行轴线竖向投测的方法。

激光铅垂仪又称激光垂准仪，是一种专用的铅直定位仪器[图5.46（a）]，适用于高层建筑物、烟囱及高塔架的铅直定位测量。它是利用望远镜发射的铅直激光束到达激光靶[图5.46（b）]，在激光靶上显示光点，从而投测定位。铅垂仪可向上投点，也可向下投点。其投点误差一般为1/100 000，有的可达1/200 000。

现以某高层建筑为例，介绍使用激光铅垂仪进行轴线竖向投测的方法。图5.47为某高层建筑物的平面图，1，2，3，4为首层内控点，在首层楼板浇筑时精确测定并埋设。12，23，34，41四条轴线互相垂直，并且平行于相应的外廓轴线。

具体实施步骤：

①将激光铅垂仪分别安置在首层内控点1，2，3，4上，仔细对中，严格整平，在内控点的竖直方向上的各施工楼层均应预留孔洞，在孔洞上方安置激光靶，如图5.48所示。

②启动激光铅垂仪，激光束向上投测，投测在施工楼层预留孔洞的激光靶上，施工楼层的人员移动激光靶，使激光束正好对准激光靶的中心，然后仪器操作人员缓慢转动仪器的照准部180°，再投测一次，如果两次投测的位置不重合，取两次的中间点位置作为本次投测的最终位置。有时可以用照准部0°，90°，180°，270°四个位置分别投测，在激光靶上投测四个位置，将0°和180°投测的位置相连，将90°和270°投测的位置相连，两直线交点为最终位置。该法一般应投测两次，如果两次的差值在限差内，取两次的平均位置为最后结果。

图5.45　吊锤球法

图5.46　激光铅垂仪和激光靶

图5.47　建筑物首层轴线、辅助轴线、传递孔

当施工楼层不高且激光束光斑清楚细小时，每次施工楼层投测，宜以首层内控点为准向上投测；当施工楼层较高时，采用分段向上投测对精度是有利的。

图5.48　激光铅垂仪轴线投测

③复测检查。施工单位投测后，监理应对此进行复测检查，复测每一个点位，并用经纬仪检查∠123和∠234两个对角，并用钢尺实量12，23，34，41四边的水平距离，以便与设计值比较，且应满足规定的要求。

（3）注意事项

高层建筑或超高层建筑施工大多采用内控法进行轴线竖向投测。但由于内控点所构成的边长均较短，一般为20～50 m，虽然在轴线投测至施工楼层后，对每一楼层上的边角和自身尺寸进行了检查，但检查不出内控点在施工楼层的位移或转动。因此，近年来在一些超高层建筑施工中，多采用内、外控相结合的方法进行轴线投测，取得了较好的效果。例如，上海金茂大厦（高度420 m）就是采用了内外控相结合的方法，取得了较高的精度。

在高层建筑轴线投测中，无论采用哪种方法，都会受到阳光照射，使建筑物有阴阳面，导致建筑物轴线投测向阴面弯曲，因此在轴线投测中宜选择在阴天进行。