沉降觀測
隨著工業(yè)與民用建筑業(yè)的發(fā)展,各種復(fù)雜而大型的工程建筑物日益增多,工程建筑物的興建,改變了地面原有的狀態(tài),并且對于建筑物的地基施加了一定的壓力,這就必然會引起地基及周圍地層的變形。為了保證建(構(gòu))筑物的正常使用壽命和建(構(gòu))筑物的安全性,并為以后的勘察設(shè)計施工提供可靠的資料及相應(yīng)的沉降參數(shù),建(構(gòu))筑物沉降觀測的必要性和重要性愈加明顯,F(xiàn)行規(guī)范也規(guī)定,高層建筑物、高聳構(gòu)筑物、重要古建筑物及連續(xù)生產(chǎn)設(shè)施基礎(chǔ)、動力設(shè)備基礎(chǔ)、滑坡監(jiān)測等均要進行沉降觀測。特別在高層建筑物施工過程中,應(yīng)用沉降觀測加強過程監(jiān)控,指導(dǎo)合理的施工工序,預(yù)防在施工過程中出現(xiàn)不均勻沉降,及時反饋信息,為勘察設(shè)計施工部門提供詳盡的一手資料,避免因沉降原因造成建筑物主體結(jié)構(gòu)的破壞或產(chǎn)生影響結(jié)構(gòu)使用功能的裂縫,造成巨大的經(jīng)濟損失。
沉降觀測的實施
工作基點和觀測點標志的布設(shè)
工作基點(以下簡稱基點)是沉降觀測的基準點,應(yīng)根據(jù)工程的沉降施測方案和布網(wǎng)原則的要求建立,而沉降施測方案應(yīng)根據(jù)工程的布局特點、現(xiàn)場的環(huán)境條件制訂。依據(jù)工作經(jīng)驗,一般高層建筑物周圍要布設(shè)三個基點,且與建筑物相距50m至100m間的范圍為宜;c可利用已有的、穩(wěn)定性好的埋石點和墻腳水準點,也可以在該區(qū)域內(nèi)基礎(chǔ)穩(wěn)定、修建時間長的建筑物上設(shè)置墻腳水準點。若區(qū)域內(nèi)不具備上述條件,則可按相應(yīng)要求,選在隱蔽性好且通視良好、確保安全的地方埋設(shè)基點。所布設(shè)的基點,在未確定其穩(wěn)定性前,嚴禁使用。因此,每次都要測定基點間的高差,以判定它們之間是否相對穩(wěn)定,并且基點要定期與遠離建筑物的高等級水準點聯(lián)測,以檢核其本身的穩(wěn)定性。 沉降觀測點應(yīng)依據(jù)建筑物的形狀、結(jié)構(gòu)、地質(zhì)條件、樁形等因素綜合考慮,布設(shè)在最能敏感反映建筑物沉降變化的地點。一般布設(shè)在建筑物四角、差異沉降量大的位置、地質(zhì)條件有明顯不同的區(qū)段以及沉降裂縫的兩側(cè)。埋設(shè)時注意觀測點與建筑物的聯(lián)結(jié)要牢靠,使得觀測點的變化能真正反映建筑物的變化情況。并根據(jù)建筑物的平面設(shè)計圖紙繪制沉降觀測點布點圖,以確定沉降觀測點的位置。在工作點與沉降觀測點之間要建立固定的觀測路線,并在架設(shè)儀器站點與轉(zhuǎn)點處做好標記樁,保證各次觀測均沿統(tǒng)一路線。
沉降觀測的周期及施測過程
沉降觀測的周期應(yīng)能反映出建筑物的沉降變形規(guī)律,建(構(gòu))筑物的沉降觀測對時間有嚴格的限制條件,特別是首次觀測必須按時進行,否則沉降觀測得不到原始數(shù)據(jù),從而使整個觀測得不到完整的觀測結(jié)果。其他各階段的復(fù)測,根據(jù)工程進展情況必須定時進行,不得漏測或補測,只有這樣,才能得到準確的沉降情況或規(guī)律。一般認為建筑在砂類土層上的建筑物,其沉降在施工期間已大部分完成,而建筑在粘土類土層上的建筑物,其沉降在施工期間只是整個沉降量的一部分,因而,沉降周期是變化的。根據(jù)工作經(jīng)驗,在施工階段,觀測的頻率要大些,一般按3天、7天、15天確定觀測周期,或按層數(shù)、荷載的增加確定觀測周期,觀測周期具體應(yīng)視施工過程中地基與加荷而定。如暫時停工時,在停工時和重新開工時均應(yīng)各觀測一次,以便檢驗停工期間建筑物沉降變化情況,為重新開工后沉降觀測的方式、次數(shù)是否應(yīng)調(diào)整作判斷依據(jù)。在竣工后,觀測的頻率可以少些,視地基土類型和沉降速度的大小而定,一般有一個月、兩個月、三個月、半年與一年等不同周期。沉降是否進入穩(wěn)定階段,應(yīng)由沉降量與時間關(guān)系曲線判定。對重點觀測和科研項目工程,若最后三個周期觀測中每周期的沉降量不大于2倍的測量中誤差,可認為已進入穩(wěn)定階段。一般工程的沉降觀測,若沉降速度小于0.01~0.04mm/d,可認為進入穩(wěn)定階段,具體取值應(yīng)根據(jù)各地區(qū)地基土的壓縮性確定。 根據(jù)編制的沉降施測方案及確定的觀測周期,首次觀測應(yīng)在觀測點穩(wěn)固后及時進行。一般高層建筑物有一層或數(shù)層地下結(jié)構(gòu),首次觀測應(yīng)自基礎(chǔ)開始,在基礎(chǔ)的縱橫軸線上(基礎(chǔ)局邊)按設(shè)計好的位置埋設(shè)沉降觀測點(臨時的),待臨時觀測點穩(wěn)固好,方可進行首次觀測。首次觀測的沉降觀測點高程值是以后各次觀測用以比較的基礎(chǔ),其精度要求非常高,施測時一般用N2級精密水準儀,并且要求每個觀測點首次高程應(yīng)在同期觀測兩次,比較觀測結(jié)果,若同一觀測點間的高差不超過±0.5mm時,我們即可認為首次觀測的數(shù)據(jù)是可靠的。隨著結(jié)構(gòu)每升高一層,臨時觀測點移上一層并進行觀測,直到+0.00再按規(guī)定埋設(shè)永久觀測點(為便于觀測可將永久觀測點設(shè)于+500mm),然后每施工一層就復(fù)測一次,直至竣工。 在施工打樁、基坑開挖以及基礎(chǔ)完工后,上部不斷加層的階段進行沉降觀測時,必須記載每次觀測的施工進度、增加荷載量、倉庫進(出)貨噸位、建筑物傾斜裂縫等各種影響沉降變化和異常的情況。每周觀測后,應(yīng)及時對觀測資料進行整理,計算出觀測點的沉降量、沉降差以及本周期平均沉降量和沉降速度。若出現(xiàn)變化量異常時,應(yīng)立即通知委托方,為其采取防患措施提供依據(jù),同時適當增加觀測次數(shù)。 另者,不同周期的觀測應(yīng)遵循“五定”原則。所謂“五定”,即通常所說的沉降觀測依據(jù)的基準點、基點和被觀測物上沉降觀測點,點位要穩(wěn)定;所用儀器、設(shè)備要穩(wěn)定;觀測人員要穩(wěn)定;觀測時的環(huán)境條件基本上要一致;觀測路線、鏡位、程序和方法要固定。以上措施在客觀上能保證盡量減少觀測誤差的主觀不確定性,使所測的結(jié)果具有統(tǒng)一的趨向性;能保證各次復(fù)測結(jié)果與首次觀測結(jié)果的可比性一致,使所觀測的沉降量更真實。
沉降觀測的精度要求
根據(jù)建筑物的特性和建設(shè)、設(shè)計單位的要求選擇沉降觀測精度的等級。在沒有特別要求的情況下,左一般性的高層建構(gòu)筑物施工過程中,采用二等水準測量的觀測方法就能滿足沉降觀測的要求。各項觀測指標要求如下: 第一,往返較差、附和或環(huán)線閉合差:△h=∑a-∑b≤1.0,n表示測站數(shù); 第二,前后視距≤30m; 第三,前后視距差≤1.0m; 第四,前后視距累積差≤3.0m; 第五,沉降觀測點相對于后視點的高差容差:≤1.0mm。