高层建筑垂直度检测方法及应用

林福曜

茂名市建设工程质量检测站525000

摘要：垂直度检测是评价高层建筑变形特性的一项重要指标，关系到建筑物的安全性，所以是高层建筑施工和运营期间需要重点监测的项目，本文为此介绍了垂直度检测的方法，并结合一个案例分析了垂直度检测技术的应用。

关键词：高层建筑；垂直度；检测

高层建筑在施工和运营过程中因受到多种因素的影响，会产生几何变形。工程实践表明，如果实际变形在允许限度内，不会影响建筑物的正常使用；但如果实际变形超过允许的限度，则会影响建筑物的正常使用，甚至可能产生严重危险。所以，高层建筑要进行变形观测。变形观测包括沉降、位移、倾斜等，建筑物倾斜测定就相当于垂直度观测。高层建筑垂直度观测有多种方法，本文对各种方法的原理和应用进行分析。

1高层建筑垂直度检测方法

1.1传统方法

建筑垂直度的测量方法主要有吊锤线法、经纬仪投影法、激光铅垂仪投影法和全站仪法，如图1所示。

1.2新式方法

前述4种方法中，各有不足。吊锤线法对建筑高度有一定限制，因为吊线越长，受风力影响越大，这样会造成较大测量误差。经纬仪投影法要求建筑周围比较空旷，有足够的视野，或在附近有高层建筑，其顶上可以设站。激光铅垂仪投影法对于很高的建筑需要分多次测量，这样就存在累积误差。全站仪法的问题与经纬仪投影法类似，受建筑场地环境影响比较大，有时很难找到合适的控制点位置。采用全球定位系统可以克服上述不足，在建筑外围设置控制点，不会因为多次传递基准带来误差累积，而且随着我国北斗导航定位系统（BDS）组网成功，与GPS组合可避免有些区域受GPS卫星观测条件不好的限制[3]。

一般测建筑垂直度是以建筑顶部观测点相对于底部固定点或理论坐标点（设计坐标点）的倾斜度，也有人提出一种新的方法，通过测量建筑物外表面多个观测点，应用最小二乘法拟合出该面的曲面方程，再与理论面进行比较，得出建筑物变形的结论。该方法可以直观表现建筑物外表面各点垂直度偏差程度，从表达方式而言更全面、直观、准确。但这种方法需要用最小二乘法拟合高次曲面方程，然后利用MATLAB软件中的高斯法求出曲面方程的系数，得出曲面方程后可再利用MATLAB做出三维曲面图[4]。

2高层建筑垂直度检测技术应用

下面以一个例子说明垂直度检测技术的应用。该案例为50层钢混结构，建筑总高178.8m。

2.1检测方案

注*：为各层偏差平均值。

由于该建筑不具备外控条件，但原来布设在首层控制网的点保存完好，4个控制点传递通道仍然畅通，所以利用原控制网以内控方式施测。测量仪器为激光铅垂仪，其向上一测回垂直测量标准偏差为1/45000。采用分段投测方式，5个投测段如表1所示。

2.2检测方法

3结语

高层建筑垂直度检测受场地条件影响较大，为了取得准确可靠的测量结果，应结合实际情况选择适宜的方法，这样成果质量和经济性都有保障。随着测绘技术的发展，产生了不少新的技术，在工程实践中加以利用，可以提高测量效率，具有更好的经济性。总之，加强垂直度检测技术研究与应用可以更好地服务城市建设和管理。

参考文献：

[1]谢力分，孙彪.某工程超高层建筑垂直度控制方法[J].长江工程职业技术学院学报，2016，33（1）：22-25.

[2]李兵生，许志源，王志刚，等.全站仪参考线测量法检测超高层垂直度[J].施工技术，2016，45（S2）：833-835.

[3]王新鹏，黄声享，康超.BDS/GPS组合定位在超高层建筑垂直度控制中的应用[J].测绘通报，2016（S2）：89-92，129.

[4]韦小娜，李齐键，帖黎阳，等.建筑物垂直度监测及精度分析[J].安徽建筑，2016，23（3）：257-259.