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高层建筑的沉降观测主要流程

2019-02-19 沉降观测技术

随着社会的发展,各种复杂而大型的建筑日益增多,为了节约用地,高层建筑如雨后春笋一般的不断的涌现。建筑物地基一般是软弱地基,在建造过程中或建成后,随着建筑物的高度和荷载的增加,超过地基承载能力,建筑物可能会发生不均匀沉降,因此对建筑物进行沉降观测,保障其施工质量和使用安全变得尤为重要。沉降观测就是利用测量仪器或专用仪器和方法对建筑物上的观测点进行持续垂直位移观测,在积累了一定的历史实际观测数据的基础上,对建筑物的沉降进行分析及发展态势进行预测等的各项工作以保障建筑物的质量及安全。

1.沉降监测网的布点原则

(1)基准点是整个观测工作的基准,为保证观测值的可靠性,需满足稳定可靠和长久保存的要求,在施工区附近(变形区域外)共布设不应少于3个基准点。基准点应定期复测,其复测周期在建筑物施工过程中宜1~2个月复测一次,点位稳定后宜每季度或每半年复测一次。当对沉降观测成果发生怀疑时,应随时检核基准点。由于本项目地理位置远离城区,周边没有高等级的控制点,因此建立独立高程基准,在项目变形区域外共布设4个基准点,其中BM1、BM2位于小区外义源大道上,BM3、BM4位于小区外小山包上。

沉降观测点位布设图

(2)工作基点应选在比较稳定且方便使用的位置,一般工作基点的标志采用浅埋混凝土标,也可以设置在稳定的永久性建筑物上。基准点与工作基点应形成闭合环或形成由符合水准路线构成的节点网。本项目通视条件较好,工程规模比较小,故未设立工作基点,在基准点上直接测定沉降观测点。

(3)沉降观测点的布设应能全面反映建筑及地基变形特征,并顾及地质情况及建筑结构特点,各点的位置要便于观测者进行工作,而且满足不因墙、柱的饰面施工或装修而导致沉降观测点被掩盖或破坏。本项目布点分布图如图1所示。

2.观测精度要求

沉降观测的等级及精度取决于设计变形允许值和监测的目的。依据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)及《建筑变形测量规范》(JGJ8-2007)的有关规定,本项目沉降观测的精度级别为二级,按二等水准测量精度施测,观测点测站高差中误差为:±0.5mm,观测中误差不超过设计允许变形值的 1/10~1/20。

3.观测仪器及观测方式

沉降观测的主要内容是建筑物的垂直位移监测,建筑沉降观测的首次观测应连续进行两次独立观测,并取观测结果的中数作为变形测量的初始值。本项目采用天宝DINI03电子水准仪及相应的铟瓦水准尺和尺垫。从基准点开始,组成闭合水准路线,按照二等水准观测精度施测,经平差计算后求出各观测点的相对高程,从而计算出沉降点的沉降量。本项目自始至终都遵循“五定”原则。“五定”即沉降观测依据的基准点、工作基点和沉降观测点,点位要稳定;所用仪器、设备要稳定;观测人员要稳定;观测时的环境条件基本一致;观测路线、镜位、程序和方法要固定。以上措施在客观上尽量减少观测误差的不定性,使所测的结果具有统一的趋向性,保证各次复测结果与首次观测的结果可比性更一致,使所观测的沉降量更真实可靠。

4.观测的周期及观测时间

周期性观测是沉降观测的主要特点之一,观测周期指前后两次沉降观测的时间间隔,以要能准确地表达建筑物发生沉降的过程并且不漏掉其沉降时刻的原则来确定观测周期。高层建筑沉降观测主要分建筑施工和建筑使用两个阶段。建筑施工阶段观测次数和间隔时间应视地基与加荷情况而定,沉降速度≥2mm/d应停止施工,分析原因,采取措施。由于建筑物在主体封顶前的施工阶段荷载增加很快,沉降量可能出现较大变化,因此在建筑施工阶段采用每增加一层即进行沉降观测一次,这样可以及时掌握沉降量与荷载的变化关系,尽早发现不均匀沉降,在沉降异常时及时调整施工方案。施工过程中若暂停工,在停工时及重新开工时应各观测一次,停工期间每隔2~3个月观测一次。建筑使用阶段的观测次数,应视地基土类型和沉降速度大小而定。一般情况下,第一年观测3~4次,第二年观测2~3次,第三年后每年观测1次,直至最后达到100d的沉降速率小于0.01~0.04mm/d的稳定指标为止。

5.数据分析处理

每次观测后,应及时对观测资料进行整理检查,计算观测点的沉降量、沉降差以及本周期平均沉降量、沉降速率和累积沉降量并绘制沉降观测曲线图。绘制沉降观测曲线首先要建立坐标系统,以观测时间为横坐标,沉降量为纵坐标。通过沉降观测曲线图可以清楚地说明时间、沉降量之间的相互关系。以A栋楼为例:A栋楼截止观测到第十二期沉降累计量不大,最大累计沉降量:7.1mm,点号为A-5。最大沉降量是第十期点号为A-1:0.4mm,最大沉降速度:0.007mm/d。沉降量和沉降速度都未超警戒值,且最后四期观测沉降速率均小于0.01~0.04mm/d,因此初步断定A栋楼基本处于稳定状态。本项目A栋楼沉降观测曲线图如图2所示。

沉降观测曲线图

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