上海金茂大廈主體建筑地下3層，地上88層，總建筑面積289500㎡，總高度420.50m，為中國第一、世界第三高度。
主樓外墻為以不銹鋼管作裝飾線條的玻璃幕墻，在主樓24層、51層和85層高度范圍內(nèi)有3道外伸桁架將核心筒與外部鋼結(jié)構(gòu)相連接。塔樓頂部中央有一座高約51m 的塔尖，其底部標高369.500m，頂部標高為420.500m。
1 施工特點和測量難點
1.1 施工特點
塔樓分四踏步施工，分別是核心筒、巨型鋼柱、復合巨型柱和筒內(nèi)外樓板。主樓核心筒為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，采用分體組合式鋼平臺模板系統(tǒng)。
1.2 測量工作的難點
（1）自然影響：在高空作業(yè)時，易受日照、風力、搖擺等不利因素的影響。
（2）建筑物變形影響：由于受到沉降、收縮等影響，設(shè)置的測量點位會發(fā)生變化，一般網(wǎng)點邊長會縮短，影響測量精度。
（3）施工條件的影響：塔樓分四踏步施工，核心筒和復合巨型柱分別獨立施工。因周期長，節(jié)奏快，施工快慢不一。核心筒施工快，樓層面施工慢，如核心筒施工達A41層169.000m時，樓層面只到89.000m，兩者高度相差達80m，使核心筒十字軸線與樓層四邊形網(wǎng)點在相應高度的層面上無法聯(lián)網(wǎng)；筒內(nèi)樓面后施工，搭設(shè)中心測量平臺也很困難，并且在第24～26層、51～53層、85～87層有3道外伸鋼桁架將核心筒和復合巨型柱連接成一個整體。
（4）使用絕對標高的影響：按設(shè)計規(guī)定，標高引測必須使用絕對標高。要考慮建筑物的沉降量以及設(shè)計對53層以上的標高修正，勢必增加許多工作量。其次是先前設(shè)置在各樓層上的標高線（點）變化亦不盡相同，要經(jīng)常檢查和修正。
（5）56層以上筒中心為空筒，測量工作十分困難。
2 施工測量平面（垂直）控制網(wǎng)的建立
以往高層建筑施工通常采用天頂法來控制垂直度。金茂大廈施工中，采用坐標法、天頂法和極坐標法相結(jié)合的聯(lián)合測量法來控制。
塔樓控制測量分平面控制測量與垂直控制測量兩部分。其中平面控制測量的方法是在場地區(qū)域內(nèi)建立場地控制網(wǎng)，先放出塔樓中心軸線及基礎(chǔ)施工所需用的軸線。垂直控制測量的方法是在塔樓中建立垂直控制點，用LEICAZL 天頂垂準儀投測垂直基準線。隨著施工的進展，為使投測控制點最大限度地接近施工區(qū)，根據(jù)工程實際情況，設(shè)置了一定數(shù)量的測量平臺，使投測基準點轉(zhuǎn)換上去，同樣再從測量平臺上的投測點，投測并固定到已提升的施工鋼平臺面上。依據(jù)在施工平臺上的5個垂直投測點測設(shè)核心筒施工軸線，按設(shè)計尺寸控制和調(diào)整模板的位置，從而保證筒身的垂直度。在樓層面上，根據(jù)四邊形控制網(wǎng)點，投測在各樓層面上，以測設(shè)各層的施工軸線。
2.1 坐標系統(tǒng)
塔樓SOM建筑坐標軸，兩條正交零軸線交于主樓中心，其坐標為Y＝1000.00，X＝500.00。
根據(jù)上海建筑設(shè)計研究院提供的金茂大廈地下連續(xù)墻平面圖，測算墻與紅線轉(zhuǎn)折點所注SOM建筑坐標（Y，X）與設(shè)計坐標（A，B）。
其中：YOX 為SOM建筑坐標系，AO＇B 為設(shè)計坐標系，則P 點在兩個系統(tǒng)內(nèi)的坐標Y、X 和A、B 的關(guān)系式為：
Y＝a ＋Acosα＋Bsinα
X＝b －Bcosα＋Asinα
A＝（Y－a）cosα＋（X－b）sinα
B＝－（X－b）cosα＋（Y－a）sinα
上式中的參數(shù)a ＝753.391，b ＝558.088，α＝16°4＇54.7″。
2.2 施工平面控制網(wǎng)的建立
在施工場地上，平面控制網(wǎng)為布設(shè)一個通過塔樓中心的十字軸線加密網(wǎng)，十字軸線與塔樓建筑零軸線相重合。
2.3 塔樓垂直控制網(wǎng)（點）的設(shè)置
依據(jù)場地控制十字軸線，在核心筒段內(nèi)布設(shè)一個小十字軸線網(wǎng)，其點為A1～A5，在筒外樓層布設(shè)一個正四邊形網(wǎng)，其點為A6～A9。十字軸線端點延長通過門洞交于四邊形中間，形成一個田字形網(wǎng)。將首次垂直控制網(wǎng)點設(shè)置于基礎(chǔ)承臺面上，因地下室測量不便，故將承臺面上的控制點精確投測至A3層面上，作為垂準測量基準點。
2.4 測量平臺的轉(zhuǎn)換
為保證塔樓控制點垂準線的垂直度，并最大限度接近施工區(qū)，進行測量平臺的轉(zhuǎn)換，結(jié)合工程實際情況，選擇在A3、A17、A27、A38、A48層設(shè)置測量平臺，并在各層進行連測，以保證點位精度。由于樓層部分鋼結(jié)構(gòu)尺寸不斷向核心筒方向收縮，故在54層以上將樓層四邊形邊長從39.100m 改為28.550m。因核心筒中心部分53層以上是空筒，且筒內(nèi)樓層混凝土澆筑滯后，無法設(shè)站，故在A48層近核心筒壁處設(shè)置4個垂直測量控制點（TZ1～TZ4），作為53層以上核心筒垂準測量基準點，并與樓層四邊形網(wǎng)A6～A9相連，另在A54層、A72層設(shè)置測量平臺，在各測量平臺上設(shè)加密點測設(shè)復合巨型柱垂直測量控制點，以保證核心筒和復合巨型柱的相對精度。
3 垂準測量方法和要求
觀測時間選擇有利時間如清晨和陰天等。使用LEICAZL 天頂垂準儀，精度1∶200000（儀器旋轉(zhuǎn)180°對徑時二次之差）。測量時儀器旋轉(zhuǎn)四個方向一測回測定，指使上面標志中心移至十字絲交點為止，然后固定標板。
3.1 投測精度要求
3.1.1 轉(zhuǎn)換控制網(wǎng)精度要求
投測到轉(zhuǎn)換平臺上的測點，另用儀器檢查，即在同一測站上架設(shè)TC1700全站儀（裝置彎管）測量其點天頂角來檢查，求得點位ΔX（ΔY）和偏差值，偏差值小于2mm 不予改正。點位全部投測轉(zhuǎn)換好后，到轉(zhuǎn)換層去檢查。
測量技術(shù)指標及限差規(guī)定為測回數(shù)1測回，測角中偏差±8″，十字軸線交角偏差90°±5″，四邊形直角偏差90°±10″，量距偏差1∶20000，十字軸線端點偏差±2mm，四邊形角點偏差±3mm。
由于樓層面混凝土有平面收縮現(xiàn)象，在測量長度時，使邊長不小于設(shè)計長度，以免收縮出現(xiàn)更大偏差。
3.1.2 投測至鋼平臺上的十字軸線點的精度要求
在轉(zhuǎn)換平臺上投測至施工平臺上的點投測完畢后即去鋼平臺面上檢查，方法是在中心點A1架設(shè)經(jīng)緯儀，測設(shè)十字軸線邊角關(guān)系，在A53層以上鋼平臺上，儀器設(shè)在TZ1～TZ4四站進行檢查。考慮到鋼平臺上受施工振動影響較大以及邊長較短，其限差規(guī)定為十字軸線（四邊形角）90°±20″；量距偏差為十字軸線11.275m±2mm，四邊形線28.550m±3mm。[NextPage]
若檢測后略超過此限值，則作合理調(diào)整，在鋼平臺上十字軸線調(diào)整一般選南北方向線。若交角大于1＇或邊長偏差大于5mm，則通知下方進行重測，直至符合要求為止。同時檢查復合巨型柱的投測點，以保證兩者間的相對精度。
3.2 照準標志
在A53層以上高度時，投測時采用滑動標志，其特點是快速，容易標定。
（1）設(shè)置方法：在鋼平臺上筒中心（或端點）預埋滑動標志裝置，標志坐標線對準十字軸線。
（2）材料：用一塊質(zhì)硬光滑木板，其尺寸為300mm×300mm×18mm，中間留有100mm×100mm 正方形孔洞，擱置在預先埋在平臺上的兩根互相平行的角鋼滑槽中，木板上釘有與鋼槽垂直的兩根平行滑尺（相距150mm），測量時將一塊150mm×150mm不銹鋼板標志插在滑尺間，其中點留有3mm 通光小孔。
（3）移動方法：根據(jù)下方指揮，先將木板順Y 軸方向移左（或右），使標志中心移在X 軸線上，然后再在滑尺間移動標板（木板不動），使標志中心移在Y 軸線上，這樣點位即已確定。經(jīng)檢查無誤，用螺栓固定木板和標板。
4 水準測量和塔身高程控制測量
4.1 水準測量
高程起算點：以業(yè)主提供的BM1水準點作為場地基準水準點，BM1位于陸家嘴路街心花園處，離基坑東北方向約250m。其標高BM1＝3.4934m（絕對標高），場地設(shè)計建筑標高±0.000m＝4.200m（絕對標高）。樓層控制標高設(shè)置：以Ⅱ等水準測量精度進行，引測4個基準標高于地下室（兩個在核心筒南、北外壁上，另兩個在內(nèi)壁上）為－14.500m 紅三角標志，作為地下室標高引測依據(jù)。
建筑物出地面后，將高程引測至核心筒外壁西北角1.500m 處N 點（紅三角標志），作為向上引測高程的基準點，并與地下室標高進行連測與檢查。
4.2 主樓豎向高程控制測量方法
以設(shè)置在核心筒西北角N 點紅三角標志（1.500m）作為向上引測的依據(jù)。用鋼尺丈量引測，核心筒混凝土每施工一層，在提升完鋼平臺后，拆松模板時，于西北角下面已知標高點，沿筒壁垂直量上一段層高距離，鋼尺經(jīng)拉力、溫度、尺差等校正，經(jīng)檢查無誤后，以紅三角標志標定作為鋼平臺上高程放樣依據(jù)。
4.3 豎向測距法
豎向測距使用全站儀加彎管，可測得較長段垂距，控制鋼尺逐段丈量累計偏差，檢查已設(shè)置在筒壁上的標高。測量方法是在平臺垂直測量孔上架設(shè)TC1700全站儀，利用壁上已知點高程，測出儀器視高，然后測量至接受點棱鏡垂距。并用水準儀引標高于筒壁上，設(shè)置標高標志，豎向高程測量方法所示。所求標高點計算公式為：
H2＝H1＋a＋S＋c＋b1＋b2
式中H1為已知點標高，a為已知點與儀器水平時中心高差，S為儀器至棱鏡垂距，c為棱鏡中心至底面間距（常數(shù)18mm），b1為棱鏡底面上水準尺讀數(shù)，b2為湊整數(shù)。
利用垂準測量孔進行高程控制，高程控制點隨著測量平臺的轉(zhuǎn)換而轉(zhuǎn)換。
4.4 三角高程測量方法
欲在樓層面上求得高程點的測量方法是在近BM1水準點的地面處，設(shè)置TC1700全站儀，用兩根裝置棱鏡的標桿，一根立在BM1點上，另一根立在所求點上，分別測出儀器至BM1點和所求點的高差h1和h2，即可算得所求點的高程。
測量時，若兩處所立的棱鏡標高一致，其所求點（N1）高程計算公式為：
HN1＝BM1（高程）＋h2－h(huán)1
若儀器至桿1測得負高差，則h1前變符號為“＋”。兩桿高度不一致時，如桿2大于桿1一差數(shù)，則兩桿之高差減去這一差數(shù)，否則相加。
塔樓高度在200m（50層）以上時，用三角高程測量法已無法觀測，故利用設(shè)在A48層的TZ1～TZ4進行豎向高程測量，并根據(jù)建筑物沉降調(diào)整標高。
4.5 樓層高程控制
依據(jù)在核心筒壁西北處的紅三角標高標志，在每層核心筒壁四周彈安裝水平線（比每層地面高500mm），供安裝單位使用。
5 主樓沉降觀測
主樓沉降觀測的目的是掌握建筑物各部位的沉降變化情況，分析數(shù)據(jù)作出預報，為建筑物的安全施工服務(wù)；同時根據(jù)測得資料，驗證設(shè)計所預期的沉降數(shù)據(jù)。
5.1 沉降觀測點的布設(shè)
在基礎(chǔ)承臺面上布設(shè)13個沉降觀測點（M1～M13），在澆筑承臺混凝土時埋設(shè)，標志為圓盒形，以利保護。
5.2 沉降觀測方法
以Ⅱ等水準測量精度要求進行觀測，從場地基準水準點BM1引測組成一個水準環(huán)線，塔樓首層至地下室部分用20m 銦鋼帶尺向下傳遞引測，使用精密水準儀LEICANA2和銦鋼水準尺、帶尺進行觀測。
5.3 觀測要求和觀測精度
前后視距差不大于2m，視距累計差不大于3m，視距最大長度不超過40m。
沉降觀測點相對于后視點高差的測定容許差為±1mm，觀測閉合差不超過1mm（n 為測站數(shù)）。沉降觀測點、測定高程中偏差最大為±1mm。平均每施工3層觀測1次。
6 結(jié)構(gòu)各階段完工線（點）測量成果
依據(jù)控制點A6～A9與TZ1～TZ4點測量核心筒外壁8個棱角完工線（點），從A1層至A88層（每隔5層），其實測坐標與設(shè)計坐標之比，求得點位偏差值。
在核心筒中心A1層基準點（±0.000m）處，用LEICAZL 天頂垂準儀投測至測量平臺上，然后用TC1700全站儀（裝置彎管）測設(shè)天頂角，求得位移偏差值。測站點移至A17層、A38層、A56層平臺中心點上，投測相應層次中心點，直至核心筒最高87層（333.700m）處換算得A3層中心至塔尖基座中心垂直位移偏差值為17mm（東南），相對精度為1/19600，小于設(shè)計要求的50mm。本工程的測量成果保證了鋼結(jié)構(gòu)與核心筒順利連接和鎖定，特別是3道外伸桁架順利對接和主樓玻璃幕墻的順利安裝。
：鞏經(jīng)理
：13915946763
：南京塞姆泵業(yè)有限公司
