高層建筑沉降觀測規范【高層建筑沉降觀測方法與應用】

發布時間:2019-08-28 01:29:00 來源: 案例分析 點擊:

  摘要:闡述高層建筑物沉降觀測的實施方法,并對監測數據進行綜合分析處理,尋求建筑物的沉降規律,及時為勘察設計施工部門提供可靠的資料及相應的沉降參數,避免造成建筑物主體結構的破壞或產生影響結構使用功能的裂縫,進而造成巨大的經濟損失。
  關鍵詞:工程;建筑物;沉降;觀測與分析
  中圖分類號:TU97 文獻標識碼:A
  引言
  隨著現代城市不斷的發展,土地資源日漸減少,各種樣式的高層及超高層建筑物越來越多。建筑物的興建改變了地面原有的狀態,也對建筑物的地基施加了壓力,這就必然會引起地基及周圍地面產生變形。為了使高層建筑物安全性得到保證,建筑物沉降觀測的必要性和重要性愈得到人們的關注。
  1.建筑物的變形原因及沉降觀測方法
  1.1 一般講,引起建筑物變形原因主要有兩方面:一是自然條件及其變化,即建筑物地基構造不均勻、另外也受到水文地質、土壤的物理性、大氣溫度等因素的影響而產生變形。另一種是與建筑物本身相聯系的原因,即建筑物荷重、建筑物結構、型式及動荷載作用。
  1.2高層建筑物的變形按其類型來區分 ,可分為靜態變形和動態變形。靜態變形通常中指變形觀測結果只表示在某一期間內變形值,也就是說,它只是時間函數;動態變形是指在外力影響下產生變形,故它是外力為函數表示動態系統對于時間變化 ,某觀測結果是表示建筑 物在某個時刻瞬時變形。這兩種變形是相互關聯的,而沉降觀測是建筑施工及建筑物變形監測重要組成部分,即測定建筑物均勻沉降和不均勻沉降。
  1.3 沉降觀測方法應根據建筑物性質、使用情況、觀測精度、 周圍環境以及對觀測要求來選定。本文案例就是采用精密水準測量從基準點測得建筑物上各個沉降點的高程,根據前后兩次對同一沉降點進行觀測得到高程差,從而得出這一沉降點的沉降量。
  2.沉降觀測的實施要求
  2.1基準點、工作基點布設的要求
  基準點的的布設是沉降觀測工作的基礎,起著非常重要的作用。沉降觀測的工作期限比較長,必須考慮基準點的長久穩固性,因此基準點應選在變形影響范圍外且離工地較近的舊建筑物外墻上。因基準點布設在場地外圍,聯測路線過長,為了避免觀測累查過大,在建筑場地內布設工作基點。由基準點和工作基點組成獨立高程控制網,均勻分覆蓋所有觀測點,并與附近的國家水準點聯測。
  2.2沉降監測點布設的要求
  根據有關規范標準,沉降監測點布設應以能全面反映建筑物地基變形特征并結合地質情況及建筑結構特點確定。一般建筑物的沉降監測點要求以縱向及橫向對稱來布置,且均勻分布在建筑物周圍。橫向上沿外墻布設,相鄰監測點之間間距以10~15m為宜;縱向上,監測點應設在主體的±0.00以上0.5m左右的外墻上較為合適。觀測點的數量和位置,應能全面反映建筑物的沉降情況 。
  2.3觀測時間的要求
  建筑物的沉降觀測時間有嚴格的要求,特別是首次觀測,否則沉降觀測因得不到準確數據而使整個觀測無效 。其他各階段的復測也必須根據工程進展情況定時進行,這樣,才能得到準確的沉降情況或規律。相鄰的兩次觀測時間間隔稱為一個觀測周期,一般高層建筑物的沉降觀測按一定觀測周期(如次/30天)或按建筑物的加荷情況每升高一層 (或數層)為一觀測周期 ,無論采取何種 方式都必須按測量方案中規定的觀測周期準時進行 。
  2.4沉降觀測精度要求
  根據建筑物的特性和設計單位的要求選擇沉降觀測精度的等級,一般的高層建筑物在施工過程中,采用二級水準測量的觀測方法就能滿足沉降觀測的要求。
  3.觀測的注意事項
  3.1在施工期間沉降觀測次數安排不合理,會導致觀測成果不能準確反應沉降曲線的細 部變化,因此,在荷載變化期間,回填土、結構每完成一層或結構(設備)安裝等,增大荷載前后應進行觀測;當基礎附近地面荷重突然增加,周圍大量積水及暴雨后 ,周圍大量挖土方等,均應增加次數進行觀測。
  3.2沉降觀測除第一次測量外,其余每次都是重復測量,避免了測量次數增多而導致誤差積累,因此,沉降觀測可以不采用閉合水準測量路線。如果觀測只采用支水準測量路線時,某一沉降監測點在前后兩期觀測中出現高程值異常,則有以下兩種原因:①測量誤差太大,②確實出現較大的沉降。
  3.3在沉降觀測過程中,當沉降量與時間關系曲線不是單邊下行光滑曲線,而是起伏狀現象時,這就要分析原因,進行修正。如果第二次觀測出現回升,而以后各次觀測又逐漸下降,可能是首次觀測精度過低,若回升超過5mm 時,第一次觀測作廢 ,若回升在 5mm內,應將第二次與第一次的標高調整一致:如果曲線在某點突然回升,可能是觀測點被碰動所致,因此,取相鄰另一觀測點的相同期間沉降量作為被碰觀測點之沉降量:如果曲線 自某點起漸漸回升,一般是基點下沉所致,因此必須通過與高級水準點符合測量,確定基點的下沉量 。
  4.沉降觀測應用案例
  4.1工程概況
  嘉華公寓樓為12層框架結構。沉降監測網由基準網點及沉降監測點組成。基準網點由水準基點和工作基點組成。基準網點共布設了5個,點號分別為FM1、DX2、DX3、DX4及DX5。沉降監測點布設16個,點號分別為A1、A7、A11、A15、A19、A25、C3、C11、C15、C23、F2、F7、F11、F15、F19、F25。以下分別為基準網點布設略圖和沉降監測點布設略圖。
  基準網點布設略圖
  
  
  
  
  
  
  注::DX2、DX3、DX4及DX5為水準基點; FM1為工作基點。
  沉降監測點布設略圖
  
  4.2數據采集及處理
  4.2.1數據采集
  每次監測都對基準點作了穩定性檢查,以DX2點作為測定的參考點。采用相同的觀測網形和觀測方法,使用固定儀器及人員,選擇最佳觀測時段,在基本相同的環境和條件下進行觀測。數據采集和各項限差都由數碼水準儀自動記錄和控制,不進行人工干涉,監測數據均符合技術規范的規定。
  4.2.2數據處理
  平差技術采用現代測量控制網數據通用軟件進行。對監測網精度、高差中誤差、高程中誤差、每公里監測高差中誤差均作評定,高程數字取位為0.1毫米。沉降是否進入穩定階段,由沉降與時間關系來判定。如果監測對象還持續趁沉降,則應繼續監測,最后直至沉降基本穩定(日平均沉降值小于0.01mm/d)為止。
  4.3觀測成果
  表1 沉降監測點累計沉降量統計表
  
  
  
  
  表2 各次沉降監測平均沉降量、平均沉降速度
  
  
  
  
  4.4成果分析
  本次平均沉降量和累計平均沉降量、時間曲線圖
  
  
  本次平均沉降速度和累計平均沉降速度、時間曲線圖
  
  通過沉降觀測成果表1、表2數據分析,該公寓樓略有反彈現象,但量值較小。最大沉降量為1.1mm(C15號點),最小沉降量為0.3mm(F2號點和F7號點),基柱最大沉降差為0.8mm(C15號點與F2號點和F7號點)。累計平均沉降速度為0.003mm/d,每次監測累計平均沉降速度都小于沉降穩定指標(參考數值為0.01mm/d)。
  5.結束語
  在沉降觀測工作過程中應盡量避免人為及外界因素的干擾,嚴格按照有關規范標準操作,盡可能利用較少的工作基點觀測更多的沉降監測點,以少設站,提高觀測精度為主。只要做到方法正確、數據可靠,才能對建筑物進行正確分析,并判定建筑物整體沉降的異常變化,確保建筑物的安全
  
  
  參考文獻:
   [1]閔笑峰.淺談高層建筑施工中沉降觀測遇到的問題及技術應用[J].江西建材,2008,(04).
  [2]楊維漢,何有興.高層建筑施工中沉降觀測技術的應用[J].山西建筑,2009,(01).
  [3]韓正,杜海霞,龍飛等.高層建筑沉降觀測及其數據分析[J].城市勘測,2009,(01)
  
  (作者簡介: 韓狄基,男,工程師,主要從事工程測量、專題圖編制等工作。)
  

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