唐 彬，王偉亮，何 欽

（廣東省建設(shè)工程質(zhì)量安全檢測總站有限公司 廣州 510500）

0 引言

隨著科技的不斷進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，超高層建筑在人們的生產(chǎn)生活中發(fā)揮著舉足輕重的作用，同時(shí)人們對(duì)超高層施工測量的精度提出了更高的要求［1-5］。

在傳統(tǒng)超高層施工測量中，對(duì)于軸線豎向投測及垂直度測量常選用2″級(jí)激光經(jīng)緯儀或激光鉛直儀進(jìn)行［6］。該兩款設(shè)備的精度及測量范圍皆有其局限性，難以滿足目前愈發(fā)高聳建筑物的施工測量要求；對(duì)于標(biāo)高的豎向傳遞，則常采用懸掛鋼尺引測方法進(jìn)行。雖然該方法操作簡單，但其精度受到溫度、拉力等因素的限制，尺長一般不超過50 m，若建筑物高度超過50 m，需進(jìn)行分段測量，在累計(jì)誤差的影響下，測量精度難以保證。

為解決超高層建筑作業(yè)粗糙、誤差較大等問題，王天應(yīng)等人［7-9］研究采用全站儀天頂距法，傳遞高層建筑豎向標(biāo)高。該方法通過移動(dòng)反射片位置保證全站儀豎直瞄準(zhǔn)反射片，根據(jù)全站儀至反射片的鉛垂距離進(jìn)行豎向高程傳遞。該方法相對(duì)于懸掛鋼尺引測法有一定的改進(jìn)，但亦存在以下幾點(diǎn)問題：①采用手動(dòng)移動(dòng)反射片的方式進(jìn)行全站儀瞄準(zhǔn)，難以對(duì)中的同時(shí)，誤差亦較大；②透明毛玻璃無法保證完全水平，反射片中心點(diǎn)與水準(zhǔn)尺底部所在位置高程難以保證一致。

針對(duì)上述問題，本文通過設(shè)計(jì)一款用于超高層建筑高精度施工測量的超高層測量接收標(biāo)靶（以下簡稱“接收標(biāo)靶”），改進(jìn)目前傳統(tǒng)施工測量存在的不足，同時(shí)提升超高層建筑施工測量效率與精度。

1 接收標(biāo)靶的設(shè)計(jì)

為解決上述全站儀天頂距法存在的缺點(diǎn)，該裝置設(shè)計(jì)了水平調(diào)平裝置、水平方向雙軸移動(dòng)裝置。

接收標(biāo)靶的三視圖如圖1所示，其中，①為接收標(biāo)靶固定裝置，可根據(jù)現(xiàn)場觀測范圍固定設(shè)備；②③為X和Y軸移動(dòng)裝置，在接收標(biāo)靶安置過程中，將標(biāo)靶X、Y軸與全站儀x、y方向?qū)R，在將全站儀對(duì)準(zhǔn)棱鏡后，確定棱鏡在鉛垂方向與全站儀的距離。通過⑤⑥刻度尺和⑦⑧刻度指針，準(zhǔn)確調(diào)節(jié)固定棱鏡位置，在全站儀望遠(yuǎn)鏡垂直（豎直角設(shè)置為90°）時(shí)，棱鏡中心對(duì)準(zhǔn)測距光線；④為水平調(diào)平裝置，通過四角調(diào)節(jié)使設(shè)備水平；⑨⑩為棱鏡固定裝置。

圖1 接收標(biāo)靶的三視圖Fig.1 Receive Three Views of the Target

2 接收標(biāo)靶在軸線豎向投測、垂直度測量與施工測量放線方面的運(yùn)用

接收標(biāo)靶需徠卡TS16/60 等型號(hào)全站儀配合使用，運(yùn)用自動(dòng)搜索照準(zhǔn)棱鏡中心ATR技術(shù)及全站儀天頂距測量技術(shù)，對(duì)施工軸線進(jìn)行豎向投測，運(yùn)用示意圖如圖2所示。具體操作步驟如下：

圖2 接收標(biāo)靶在軸線豎向投測、垂直度測量與施工測量放線運(yùn)用示意圖Fig.2 Schematic Diagram of the Application of the Receiving Target in the Vertical Projection of the Axis，the Measurement of Verticality and the Measurement of the Construction of the Line

⑴架設(shè)徠卡TS16/60 全站儀并在Q 點(diǎn)上方對(duì)中整平，把全站儀物鏡朝上觀測，并開啟ATR 自動(dòng)搜索棱鏡功能。

⑵在待測樓層架設(shè)接收標(biāo)靶，安裝在投遞孔內(nèi)，并進(jìn)行固定整平。

⑶通過接收標(biāo)靶自帶功能，調(diào)節(jié)P點(diǎn)與Q點(diǎn)處于同一鉛垂線上（通過對(duì)講系統(tǒng)，當(dāng)儀器豎直角顯示為0°0＇0″時(shí)）對(duì)接收標(biāo)靶進(jìn)行鎖止。

⑷通過在P 點(diǎn)架設(shè)全站儀，把待放樣坐標(biāo)傳輸至徠卡全站儀，在通過徠卡TS16/60無棱鏡放樣模式，完成傳遞層的施工測量放線工作。

⑸通過在Q 點(diǎn)架設(shè)全站儀測量待測物特征點(diǎn)的平距S1，與通過在P 點(diǎn)架設(shè)全站儀測量同一待測物在傳遞層的特征點(diǎn)平距S2，再通過計(jì)算（S2-S1）/（i+D+d）獲取待測物體的垂直度變化值。

3 接收標(biāo)靶在高程傳遞方面的運(yùn)用

全站儀高程傳遞法，具體操作步驟與軸線豎向投測、施工測量放線與垂直度測量一致，運(yùn)用新一代徠卡TS16/60 全站儀自動(dòng)量測儀器高功能，結(jié)合全站儀天頂距測量技術(shù)，結(jié)合接收標(biāo)靶，其高程傳遞精度可達(dá)到mm級(jí)，運(yùn)用示意圖如圖3所示。

圖3 接收標(biāo)靶在高程傳遞運(yùn)用示意圖Fig.3 Schematic Diagram of the Use of the Receiving Target in Elevation Transfer

通過接收標(biāo)靶上部的沉降、水平位移棱鏡安置測釘上放置水準(zhǔn)測量標(biāo)尺，在通過水準(zhǔn)測量方法，把投遞點(diǎn)高程引測至投遞層布設(shè)的固定高程基準(zhǔn)點(diǎn)上，從而完成高程的豎向傳遞工作。

4 接收標(biāo)靶運(yùn)用優(yōu)勢

4.1 精度方面

采用接收標(biāo)靶進(jìn)行軸線的豎向投遞的精度小于1 mm，遠(yuǎn)小于《工程測量標(biāo)準(zhǔn)：GB 50026—2020》［10］表8.3.11 關(guān)于軸線豎向投測總高H≤30 m，測量允許偏差5 mm的最高精度要求。

4.2 施工便利、快捷

采用本方法只需在傳遞層安裝對(duì)中全站儀，在待測層安裝接收標(biāo)靶，然后通過全站儀自動(dòng)捕捉棱鏡中心就可以進(jìn)行放樣測量工作。上部人員根據(jù)自動(dòng)化數(shù)據(jù)對(duì)接收標(biāo)靶X、Y軸位置進(jìn)行準(zhǔn)確微調(diào)，完成軸線投測任務(wù)，相比傳統(tǒng)垂準(zhǔn)儀及全站儀投點(diǎn)，自動(dòng)化程度高，施工更為便捷，現(xiàn)場實(shí)測，完成放點(diǎn)僅需5 min便可完成。

4.3 效率提升

通過接收標(biāo)靶進(jìn)行施工測量只需通過1 臺(tái)全站儀，2個(gè)投遞孔（保證通視），可以直接或間接完成多項(xiàng)測量工作的數(shù)據(jù)采集（包括上部樓層的施工放線、垂直度測量、高程傳遞等多項(xiàng)工作）。

5 結(jié)論

針對(duì)目前超高層建筑測量作業(yè)粗糙、誤差較大等問題，本文開發(fā)了一款用于超高層建筑高精度施工測量的超高層建筑測量接收標(biāo)靶。通過該接收標(biāo)靶可快速高效完成高層建筑軸線豎向投測、垂直度測量、施工測量放線和高程傳遞等工作，改進(jìn)了目前常用的全站儀天頂距法中存在的低效操作反光片、玻璃板不水平、測量精度低等問題。

目前該設(shè)備自動(dòng)化程度相對(duì)較低，后續(xù)針對(duì)市場需求，進(jìn)一步改進(jìn)標(biāo)靶傳動(dòng)系統(tǒng)與智能化調(diào)節(jié)系統(tǒng)，做到與下部全站儀自動(dòng)互聯(lián)，進(jìn)一步提升施工測量精度與效率。