摘要：为解决超高层建筑施工过程中的标高控制难题，介绍一种三维坐标法引测高程技术，即利用高精度全站仪的极坐标测量方法，通过其高精度的测角和测距功能，将仪器上的计算程序转换为观测点位的三维坐标，再通过测量中的上、下观测点的坐标差计算高程，此方法是对传统的天顶测距法进行的改进，经实践，引测精度较高且操作更为简便。
关键词：超高层建筑;高程引测;三维坐标测量;坐标差计算
1高程竖向传递的几种方法比较
1.1高层建筑标高竖向传递的方法
高层建筑一般采用传统的悬挂钢尺法引测高程，方法是采用经过检验合格的钢尺，按尺长改正要求悬挂等同重力的重物，为防止钢尺摆动，尺下端重物要浸泡在阻尼介质中，并加入尺长的温差改正数，通过2台同精度的精密水准仪于上下2层同时观测3次，每次读数时上下错动钢尺2～3cm，取3次读数的均值作为最终结果。将引测的标高点用水平墨线和红油漆标注在墙体或柱体上，并标明数据。
此方法的优点：操作简便，结果精确，可靠性高。此方法的缺点：受外界条件影响较大，并且引测的高度受尺长影响，若分段进行引测，容易造成误差的累积，并不适用于超高层建筑高程测量的引测工作。
1.2超高层建筑标高竖向传递的方法
超高层建筑塔楼结构一般采用“钢筋混凝土框架核心筒+钢外框体系”。核心筒一般分为钢结构、竖向墙体和筒内水平结构3个施工面，按照“不等高同步攀升”原则施工：钢结构先行、土建跟随;核心筒墙体先行，水平结构紧随。所以在核心筒墙体竖向施工时是没有水平楼板作为载体进行引测标高的，传统的悬挂钢尺法并不适用。标高引测都是伴随结构施工同时进行的，所以在核心筒墙体施工过程中，高程是随墙体施工进度逐层传递的，相邻2层墙体采用钢尺直接引测，但为了减少误差累积，必须控制引测高度，对高程进行阶段性的控制，一般每3层高度采用全站仪在基准层引测一次标高进行检核。目前最常用的检核方法是全站仪天顶测距法，此种方法的原理主要是依靠全站仪采用电子测距测程长、精度高的优势，在楼层板预留口处安置反射棱镜组通过天顶测距计算高差(图1)。
此种方法操作具体操作过程如下：
1)在首层内控点的支架上安置全站仪，测量前对全站仪的气温、气压进行改正，将反射棱镜常数输入仪器中。
2)在核心筒墙面+1m标高基准线处放置塔尺，调整全站仪观测视线照准塔尺，全站仪竖直角置为0°0′0″之后读取塔尺读数，推算出仪器高度值(图2)。
3)在待复核标高的楼层的楼板预留洞口上安置反射棱镜组(图3)。
4)将基准层架设好的全站仪顶部提手取下，在望远镜上安置弯管目镜后逆时针向上转动照准部瞄准棱镜中心(图4)。
5)转动全站仪照准部直至竖直角显示90°00′00″时，指挥上层调整棱镜中心对准仪器望远镜的十字丝测量距离(图5)。
6)通过测量所得距离计算得到反射棱镜位置的标高，在接收装置上安置激光标线仪，通过引测水平线将棱镜的顶标高引测到核心筒外墙上的结构+1m线处，用米尺丈量检核(图6)。
此方法的优点：操作便捷，电子测距测程长，精度高。
此方法的缺点：全站仪必须要求严格旋转90°，也就是望远镜指向正上方时，能看到棱镜，否则需要调整全站仪和棱镜之间的相互位置。
2高精度智能型全站仪三维坐标法检核高程
2.1三维坐标法检核高程的优点
此方法主要是对原有的天顶测距法进行改进，将通过对2点间距离测量法求高差转换为坐标测量法求高差，相对于天顶测距法有以下几个优点[1-6]：
1)减少了误差来源，提高了观测精度。三维坐标测量法是利用高精度全站仪的三维坐标测量功能，可以快速测量出观测点的三维坐标值。坐标值通过智能型全站仪根据测量的距离和角度自动解算，无需人为计算。在天顶测距法引测高程中，最关键的一步是要保证仪器天顶测量的距离为垂直距离，在仪器测量天顶角时必须保证照准后视塔尺后转角为90°，这增加了测量难度而且带进了由于角度和距离造成的测量误差，影响观测结果的精度。同时，三维坐标法测量将观测点接收介质全部改为360°小棱镜，利用全站仪的自动搜索棱镜功能可快速照准点位，减小了照准误差。
2)操作更方便快捷，简化了测量步骤，提高了引测效率。三维坐标测量法需要测量的是2点间的相对坐标差，所以全站仪可在任意位置架站，更便于观测，在基准层、检核层的结构1m线处，以及竖向测量引线孔处分别固定了一个360°小棱镜，利用高精度智能型全站仪自动搜索照准测量功能可完成一键式操作，无需再在基准层架设塔尺，在检核层架设标线仪，分别观测后再反算检核层的结构1m线高程。
2.2三维坐标法检核高程的操作流程
三维坐标法在超高层施工过程中检核标高的操作流程如下：
1)将小棱镜顶尖处垂直对准结构1m线，检核层全站仪照准小棱镜A测量三维坐标值，并记录A点高程坐标值Z1
2)对全站仪安装弯管目镜并向上大致照准洞口处小棱镜B，开启全站仪棱镜自动搜索功能，精确照准B，并通过弯管目镜检查是否照准棱镜中心。精确照准B后测量B点三维坐标值，并记录高程坐标Z2(图8)。3)将检核层全站仪分别照准结构1m线处小棱镜C和洞口小棱镜B，测量三维坐标并记录高程坐标值Z3、Z4(图9)。
3结语
全站仪三维坐标法检核高程，能满足超高层施工过程中对高程引测的快速、准确要求，而且相对于天顶测距法，此种方法在测量方法、操作流程和接收介质上都进行了改进，测量过程更为简单，减少了误差来源，提高了测量精度，值得在超高层施工中推广应用。
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