高層建筑從施工準(zhǔn)備起,到全部工程竣工后的一段時間內(nèi),應(yīng)按施工與設(shè)計的要求,進行沉降、位移和傾斜等變形觀測。一般分兩部分:一部分是觀測高層建筑施工造成周圍鄰近建(構(gòu))筑物和護坡樁的變形以及日照等對建筑物施工影響的變形,以保證安全和正確指導(dǎo)施工,這是直接為施工服務(wù)的變形觀測;另一部分是在整個施工過程中和竣工后,觀測高層建筑各部位的變形,以檢查施工質(zhì)量和工程設(shè)計的正確性,并為有關(guān)地基基礎(chǔ)與結(jié)構(gòu)設(shè)計反饋信息。
沉降觀測
1施工對鄰近建(構(gòu))筑物影響的觀測
打樁和采用井點降低水位等,均會使鄰近建(構(gòu))筑物產(chǎn)生不均勻的沉降、裂縫和位移等變形。為此,應(yīng)在打樁、井點降水影響范圍以外設(shè)基準(zhǔn)點,對距基坑一定范圍的建(構(gòu))筑物上設(shè)置沉降觀測點,并進行沉降觀測。并針對其變形情況,采取安全防護措施。
2施工塔吊基座的沉降觀測
高層建筑施工使用的塔吊,噸位和臂長均較大。隨著施工的進展,塔吊可能會因塔基下沉、傾斜而發(fā)生事故。因此,要根據(jù)情況及時對塔基四角進行沉降觀測,檢查塔基下沉和傾斜狀況,以確保塔吊運轉(zhuǎn)安全。
3地基回彈觀測
一般基坑越深,挖土后基坑底面的原土向上回彈的越多,建筑物施工后其下沉也越大。為了測定地基的回彈值,基坑開挖前,在擬建高層建筑的縱、橫主軸線上,用鉆機打直徑100mm的鉆孔至基礎(chǔ)底面以下300~500mm處,在鉆孔套管內(nèi)壓設(shè)特制的測量標(biāo)志,測定其標(biāo)高。當(dāng)套管提出后,測量標(biāo)志即留在原處。待基坑挖至底面時,測出其標(biāo)高,然后,在澆筑混凝土基礎(chǔ)前,再測一次標(biāo)高,從而得到各點的地基回彈值。地基回彈值是研究地基土體結(jié)構(gòu)和高層建筑物地基下沉的重要資料。
4地基分層和鄰近地面的沉降觀測
這項觀測是了解地基下不同深度、不同土層受力的變形情況與受壓層的深度,以及了解建筑物沉降對鄰近地面由近及遠(yuǎn)的不同影響。這項觀測的目的和方法基本與地基回彈觀測相同。
5建筑物自身的沉降觀測
這是高層建筑沉降觀測的主要內(nèi)容。當(dāng)澆筑基礎(chǔ)墊層時,就在墊層上設(shè)計指定的位置埋設(shè)好臨時觀測點。一般每施工一層觀測一次,直至竣工。工程竣工后的第一年內(nèi)要測四次,第二年測二次,第三年后每年一次,直至下沉穩(wěn)定為止。一般砂土地基測二年,粘性土地基測五年,軟土地基測十年。
位移觀測
1護坡樁的位移觀測
無論是鋼板護坡樁還是混凝土護坡樁,在基坑開挖后,由于受側(cè)壓力的影響,樁身均會向基坑方向產(chǎn)生位移。為監(jiān)測其位移情況,一般要在護坡樁基坑一側(cè)500mm左右設(shè)置平行控制線,用經(jīng)緯儀視準(zhǔn)線法,定期進行觀測,以確保護坡樁的安全。
2日照對高層建筑物上部位移變形的觀測
這項觀測對施工中如何正確控制高層建(構(gòu))筑物的豎向偏差具有重要作用。觀測隨建(構(gòu))筑物施工高度的增加,一般每30m左右實測一次。實測時應(yīng)選在日照有明顯變化的晴天天氣進行,從清晨起每一小時觀測一次,至次日清晨,以測得其位移變化數(shù)值與方向,并記錄向陽面與背陽面的溫度。豎向位置以使用天頂法為宜。
3建筑物本身的位移觀測
由于地質(zhì)或其它原因,當(dāng)建筑物在平面位置上發(fā)生位移時,應(yīng)根據(jù)位移的可能情況,在其縱向和橫向上分別設(shè)置觀測點和控制線,用經(jīng)緯儀視準(zhǔn)線或小角度法進行觀測。
傾斜觀測
1建(構(gòu))筑物豎向傾斜觀測
一般要在進行傾斜監(jiān)測的建(構(gòu))筑物上設(shè)置上、下二點或上、中、下多點觀測標(biāo)志,各標(biāo)志應(yīng)在同一豎直面內(nèi)。用經(jīng)緯儀正倒鏡法,由上而下投測各觀測點的位置,然后根據(jù)高差計算傾斜量。或以某一固定方向為后視,用測回法觀測各點的水平角及高差,再進行傾斜量的計算。
2建(構(gòu))筑物不均勻下沉對豎向傾斜影響的觀測
這是高層建筑中最常見的傾斜變形觀測,利用沉降觀測的數(shù)據(jù)和觀測點的間距,即可計算由于不均勻下沉對傾斜的影響。
變形監(jiān)測的特點
1)精度要求高
為了能準(zhǔn)確地反映出建(構(gòu))筑物的變形情況,一般規(guī)定測量的誤差應(yīng)小于變形量的1/10~1/20。為此,變形觀測中應(yīng)使用精密測量儀器和精密的測量方法。具體精度要求參見第8章第8.2節(jié)的表8-1~表8-3。
2)觀測時間性強
各項變形觀測的首期觀測時間必須按要求及時進行,否則得不到初始數(shù)據(jù),從而使整個觀測失去意義。其它各階段的復(fù)測,也必須根據(jù)工程進展定時進行,不得漏測,這樣才能得到準(zhǔn)確的變形量及其變化情況。
3)提交觀測成果要及時
對于施工期間的變形監(jiān)測,一定要及時提交監(jiān)測成果,以便進行信息化施工。另外,觀測成果要可靠、資料要完整,這是進行變形分析的需要,否則得不到符合實際的結(jié)果。
變形監(jiān)測的基本措施
為了保證變形觀測成果的精度,除按規(guī)定時間一次不漏的進行觀測外,在觀測中應(yīng)采取“一穩(wěn)定、四固定”的基本措施。
1)一穩(wěn)定
一穩(wěn)定是指變形觀測依據(jù)的基準(zhǔn)點和工作基點,其點位要穩(wěn)定;鶞(zhǔn)點是變形觀測的基本依據(jù),每項工程至少要有3個穩(wěn)固可靠的基準(zhǔn)點,并每半年復(fù)測一次,工作基點是觀測中直接使用的依據(jù)點,要選在距觀測點較近但比較穩(wěn)定的地方。對通視條件較好或觀測項目較少的高層建筑,可不設(shè)工作基點,而直接依據(jù)基準(zhǔn)點觀測。變形觀測點應(yīng)設(shè)在被觀測物上最能反映變形特征,且便于觀測的位置。
2)四固定
四固定是指:①所用儀器、設(shè)備要固定;②觀測人員要固定;③觀測的時間要固定;④觀測的路線、鏡位、程序和方法要固定。