摘要:本文根據(jù)高層建筑的特點,闡述了對其進(jìn)行沉降觀測的技術(shù)方案選擇和操作要求。為工程測量人員的實際測量工作提供參考。
關(guān)鍵詞:高層建筑;沉降觀測;方案;操作
1 前言
高層建筑物一般具有高度較高,質(zhì)量較大,埋置基礎(chǔ)必須達(dá)到一定深度的特點,對由于地基不均勻造成的建筑物的傾斜指標(biāo)和地基變形量指標(biāo)有著嚴(yán)格的限制。國家規(guī)范將高層建筑的變形觀測列入其中,要求在高層建筑物施工過程中應(yīng)用沉降觀測技術(shù)對過程加強(qiáng)監(jiān)控,避免重大經(jīng)濟(jì)損失和社會負(fù)面影響。變形測量貫穿于高層建筑的整個施工過程和竣工后的一定時期,通過對建筑物和地基的精密沉降觀測,及時反饋數(shù)據(jù)信息。根據(jù)測量數(shù)據(jù)對沉降的變化規(guī)律進(jìn)行研究,分析沉降原因和將來的發(fā)展程度,才能對施工進(jìn)行指導(dǎo),積極采取措施,確保高層建筑的施工安全和使用安全。
2 高層建筑沉降觀測的技術(shù)方案選擇
高層建筑物前期設(shè)計復(fù)雜,施工周期長,工程現(xiàn)場不確定因素較多,因此高層建筑物及地面沉降觀測的技術(shù)方案選擇,通常需要考慮基準(zhǔn)網(wǎng)的布設(shè)原則,沉降觀測點的布設(shè)原則和沉降觀測精度要求等。
2.1 基準(zhǔn)網(wǎng)的布設(shè)原則
在進(jìn)行高層建筑沉降觀測時,沉降觀測的基準(zhǔn)點應(yīng)設(shè)置在穩(wěn)定地區(qū),因此一般設(shè)置在沉降影響區(qū)域之外,組成沉降觀測專用基準(zhǔn)網(wǎng)。專用基準(zhǔn)網(wǎng)為監(jiān)測建筑物和地基的沉降情況而設(shè)置,區(qū)別于一般平面控制網(wǎng)。專用基準(zhǔn)網(wǎng)一般分為兩個層次:基準(zhǔn)點組成的控制網(wǎng),應(yīng)布設(shè)為閉合環(huán),附和高程路線和節(jié)點網(wǎng);另一層次則為擴(kuò)展網(wǎng),由基準(zhǔn)點,工作基點和觀測點組成,精度要求應(yīng)布設(shè)成閉合環(huán)或高程線路。一般高層建筑物每一個測區(qū)周圍基準(zhǔn)網(wǎng)布設(shè)應(yīng)不少于3個基準(zhǔn)點,如果點位穩(wěn)定,可包括工作基準(zhǔn)點不少于3個;鶞(zhǔn)點的選設(shè)應(yīng)盡量避開土質(zhì)松軟或可能發(fā)生滑坡的地區(qū),也應(yīng)避開地下管網(wǎng)等設(shè)施,同時還需宜觀測。水準(zhǔn)基點標(biāo)石需統(tǒng)一規(guī)格。基準(zhǔn)網(wǎng)復(fù)測應(yīng)定期復(fù)測,復(fù)測周期應(yīng)與沉降觀測同步進(jìn)行,保證儀器設(shè)備相同,觀測人員不變。為保證基準(zhǔn)點的相對穩(wěn)定,每次都要測定基準(zhǔn)點間的高差,并且基準(zhǔn)點要定期與高等級水準(zhǔn)點聯(lián)測,高級水準(zhǔn)點應(yīng)遠(yuǎn)離建筑物;鶞(zhǔn)點應(yīng)提前埋設(shè),高層建筑沉降觀測,一般提前一個月。
2.2 沉降觀測點的布設(shè)原則
沉降觀測點的布設(shè)需綜合考慮的因素很多,如高層建筑的外形、結(jié)構(gòu)、地質(zhì)條件、樁形等,高層筑物上埋設(shè)觀測點的數(shù)量和位置,應(yīng)選擇最能反映建筑物沉降變化特征和沉降情況的點位,還需有利于于觀測。沉降觀測點一般布設(shè)于高層建筑的四角,要均勻分布,縱橫對稱,間距以15至30米為宜。作為框架結(jié)構(gòu)的大型的建筑物,高層建筑沉降觀測點布設(shè)應(yīng)考慮在每個或部分承重支柱的上部或沿縱、沉降差異大或地質(zhì)條件有明顯不一樣的區(qū)段以及沉降裂縫的兩側(cè)。觀測點在埋設(shè)時與建筑物牢固相連,這樣才能由觀測點的變化監(jiān)測出建筑物的變化情況。為保證每次觀測路線的統(tǒng)一,在工作點與沉降觀測點之間的觀測路線應(yīng)固定,儀器的假設(shè)位置與轉(zhuǎn)點處因用標(biāo)記樁做好記錄。另外需考慮因高層建筑裝修裝飾,對觀測點造成的破壞和影響。
2.3 沉降觀測精度要求
沉降觀測精度按觀測限差分類,分為一級、二級、三級、四級。對變形特別敏感的高層建筑或超高層建筑應(yīng)符合二級以上精度等級的沉降觀測精度要求,二級精度要求觀測方法按國家一等精密水準(zhǔn)測量技術(shù)規(guī)范要求實施精密液體靜力水準(zhǔn)測量。垂直位移測量的高程中誤差為±0.5mm,相鄰點高程中誤差為±0.3mm。對于一般高層建筑應(yīng)符合二級或三級精度等級要求進(jìn)行測量。三級精度要求觀測方法按國家二等精密水準(zhǔn)測量技術(shù)要求實施精密液體靜力水準(zhǔn)測量。垂直位移測量的高程中誤差為±1.0mm,相鄰高程中誤差為±0.5mm。
3 高層建筑沉降觀測的操作要求
高層建筑沉降觀測具有障礙物多且零亂混雜,觀測條件復(fù)雜,通視條件較差;沉降點容易遭到破壞;觀測周期長,人員設(shè)備物資消耗大;數(shù)據(jù)信息量大,處理繁復(fù);觀測具有實時性,是不可逆的等多種特點。除了設(shè)備、儀器、物資要保障到位以外,要求技術(shù)員不僅具有較高的測繪技術(shù)水平來測量和分析數(shù)據(jù)之外,還要細(xì)心細(xì)致,一絲不茍。
3.1 儀器設(shè)備要求
高層建筑沉降觀測不僅需要采用高精度的測繪儀器,并且對精度的要求也很高,測繪儀器的附件也需與觀測精度相適應(yīng)。使用精密水準(zhǔn)儀才能精確地反映出高層建筑在不斷加荷作用下的沉降變化,一般誤差應(yīng)小于變形值的1/10~1/20。高精度銦合金水準(zhǔn)尺因受環(huán)境及溫差的影響較小被廣泛適用于高層建筑沉降觀測。首次觀測前所用儀器的各項指標(biāo)需進(jìn)行檢測校正,經(jīng)常使用的需定期檢定校準(zhǔn)。
3.2 人員素質(zhì)要求
測量人員必須具備專業(yè)技術(shù),能熟練掌握操作儀器,熟悉測量規(guī)范,針對不同工程具體特點選用不同的測量方法及作業(yè)順序。能真實記錄原始數(shù)據(jù),按施工測量規(guī)范的要求計算、整理成果。對施測過程中出現(xiàn)的問題能夠有針對性的分析原因并正確地運用相關(guān)測繪原理進(jìn)行平差計算。能按質(zhì)按時按量地完成測量工作,提供準(zhǔn)確的沉降觀測報告。
3.3 觀測時間要求
高層建筑由于基礎(chǔ)載荷的作用,地基土層的壓縮逐步累加,沉降由此增加。高層建筑的沉降觀測對時間非常敏感,尤其是首次觀測,必須按規(guī)定的時間開始,否則觀測數(shù)據(jù)就不是原始數(shù)據(jù),整個觀測過程也就失去了意義。其他各階段的復(fù)測,也有著嚴(yán)格的時間限制,不可漏測、補(bǔ)測。只有如此,才能得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),從而計算分析出沉降規(guī)律和變化。一般高層建筑物的沉降觀測按數(shù)天/每次或按數(shù)層/每次為一觀測周期。特別敏感的高層建筑或者超高層建筑需綜合考慮建筑的變形速率,地基條件,施工程度、觀測精度等多種因素來制定觀測周期,觀測頻率也應(yīng)較大。高層建筑在施工期,竣工后沉降的速度都不同,觀測周期和頻率都應(yīng)隨著地基土層的壓縮情況進(jìn)行分段設(shè)計方案。施測方案所規(guī)定的觀測周期必須得到嚴(yán)格執(zhí)行。
3.4 施測要求
根據(jù)沉降施測方案,首次觀測應(yīng)等觀測點穩(wěn)固后實施。由于高層建筑有地下結(jié)構(gòu)的存在,首次觀測應(yīng)自基礎(chǔ)開始。首次觀測對沉降觀測點高程值的精度要求非常高,以后所有觀測都以首次觀測的高程值為基礎(chǔ),每個觀測點首次高程應(yīng)在同期觀測兩次,對比兩次觀測結(jié)果,高差不的超過±0.5mm。一般選用N2級精密水準(zhǔn)儀。臨時觀測點隨建筑結(jié)構(gòu)的升高上移一層并進(jìn)行觀測,到+0.00時,需按規(guī)范埋設(shè)永久觀測點,定期復(fù)測,直至竣工。每個測量周期,都應(yīng)及整理觀測數(shù)據(jù),計算出沉降量、沉降差,從而得到本周期平均沉降量和沉降速度。若發(fā)現(xiàn)沉降情況量異常,應(yīng)立即通知委托方,以便及時采取措施,同時應(yīng)適當(dāng)增加調(diào)整監(jiān)測次數(shù)。
4 結(jié)語
高層建筑沉降觀測的技術(shù)方案選擇需要遵循基準(zhǔn)網(wǎng)的布設(shè)原則、沉降觀測點的布設(shè)原則同時還要符合沉降觀測的精度要求。而高層建筑沉降觀測的操作責(zé)需要精密的儀器設(shè)備,較高的人員素質(zhì),合理的觀測方案以及對測量成果的準(zhǔn)確分析。建立有效的沉降觀測和預(yù)警機(jī)制,通過政府部門和行業(yè)協(xié)會來制定規(guī)范,從而降低高層建筑由于沉降造成的安全隱患。
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