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某小区高层建筑物沉降观测技术及数据分析

2018-09-14 沉降观测技术

工程概况

某小区高层建筑于2008年建成由于附近存在建筑物基础施工作业,导致地下水位发生变化,为了检验是否对小区高层建筑构成安全威胁,根据有关资料的查阅和现场勘探对5#、6#建筑物进行沉降监测。监测项目采用独立高程系统,假定水准基点高程监测点沉降位移按照相对高程基准计算。为了使得数据成果具有对比性和可靠性,同时对该建筑物及其附近地面进行沉降监测工作。

方案设计

(1)沉降观测点布设

沉降观测点的布设是沉降观测的基础,变形观测点的位置宜布设在观测数据容易反馈的部位。总的布设原则是:从整体到局部,所布点位能够从整体上控制,建筑物的沉降特性先在图纸上规划、设计然后再实地踏勘、对照、修改、确定。

综合考虑实际情况,观测点埋设在建筑物主要承重结构上和地面代表性位置。观测点标志用金属水准标志,同类观测点标志用统一型号制作,安放正直镶接牢固,顶部高出标石面2mm~5mm,目标点埋设在柱体和地面上,观测点示意如图1、图2所示。

建筑物观测点构造示意

地面观测点构造示意

(2)布网设计

基准点必须选在变形区域影响范围外,为了确保观测成果的可靠性,建筑物的观测基准点埋设至少3个。根据沉降观测的具体要求和实际情况,在变形区影响范围外设立了3个基准点,其编号分别为BM0、BM1、BM2。最后根据实地情况选取了BM0为工作基点,在建筑物主体结构上设立9个监测点,编号为Q1-Q9,建筑物路边的地面上设立9个监测点,编号为D1-D9,组成两个独立闭合水准线路,如图3所示。

闭合水准路线示意图

观测周期和精度要求

沉降观测的观测周期的确定应该能够系统地反映所观测建筑物沉降的变化过程并且不遗漏其变化时刻,根据实际情况和具体要求,沉降监测工作于2012年9月16日开始,每20天监测1次,共监测6次,采用徕卡DNA03进行二等水准测量监测,该仪器经合法的检定机构检定为合格且在有效期内。在观测时,要保证每一测站的视线长度不大于30m、前后视距差小于1m,而且任一测站上前后视距差累积小于5m,沉降监测主要技术要求按表1执行。

沉降监测主要技术要求

沉降监测作业

确定水准控制网后,每次监测时都用固定的观测线路进行水准测量,若非观测点发生动摇,不得随意改变观测线路,若观测点发生动摇,必须将新的点位进行修正后才可以使用。同时仪器的站点与转点必须选在坚实、可靠、稳定的地方标记清晰牢固。进行实际操作后,选定仪器摆放的位置,做好标记,以后均放在此处进行观测,形成固定的线路观测。

监测时间均选择在上午9:00~11:00期间,进行根据该地往年气候资料,此时间段内天气良好、微风,温差变化不大成像清晰稳定保证了观测条件的良好。根据沉降观测的特点,采用假定高程的方法从BM0水准基点开始起测,按照所设计的水准路线图和二等水准测量基本要求进行操作,采用徕卡DNA03进行观测,为了保证首期观测数据的可靠性,连续两天进行观测,最终取两组观测数据的平均值作为首期观测数据。作业时采取观测人员固定,而且要保证总测站数为偶数,每次监测时沿同一路线方向在基本相同时间进行。每次进行观测时奇数测站照准标尺分划的顺序为后视标尺-前视标尺-前视标尺-后视标尺,偶数测站照准标尺分划的顺序为前视标尺-后视标尺-后视标尺-前视标尺,按照上述操作可以有效消除系统误差、大部分偶然误差和粗差,从而保证观测数据成果的可靠性,操作过程中,对建筑物监测点和地面监测点两个独立闭合水准路线进行同时观测。这样可节省大量时间,提高工作效率。

观测数据处理与分析

考虑到工程沉降观测范围较小,可不进行正常水准面不平行修正和重力异常的归算修正。采用水准测量的闭合线路进行观测在进行内业沉降观测平差计算时,按«工程测量规范»GB50026-2007要求进行。通过对数据处理可得到各个观测点的高程变化,整理后分别得到建筑物沉降观测点成果表(表2)和地面沉降观测点成果表(表3)。根据建筑物沉降观测成果表,可绘制沉降量—时间曲线图,如图4所示。

建筑物沉降观测成果表

地面沉降观测成果表

建筑物沉降曲线

地面沉降观测数据中,第2期沉降数据的最大沉降量为0.3mm,第3、4期沉降数据的最大沉降量为0.2mm,第5、6期的最大沉降量为0.1mm,再分析建筑物的沉降观测数据,可以看到2、3期沉降数据的最大沉降量为0.3mm,第3、4期沉降数据的最大沉降量为0.2mm,第5、6期的最大沉降量为0.1mm。从建筑物沉降观测数据和地面沉降观测数据进行对比分析,可以得到两者之间的整体变化趋势基本一致,这说明所得到的数据是可靠的。从建筑物的沉降曲线图可以看到沉降最大量达到0.6mm,沉降最小量为0.4mm,各点的沉降差最大是0.2mm,根据分析均符合规范要求。沉降曲线图中,曲线的总体走势是前4期缓慢递增后两期过渡平稳,前4期数据说明建筑物受到影响,有微量下层现象,而后两期数据比较平稳,说明建筑物渐渐趋于稳定,再从沉降速度来看,各个观测点的沉降平均速率均小于规范规定的建筑物沉降稳定性标准0.04mm/d,于是得出结论此建筑物基础没有发生变形,渐趋于平稳。

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