摘要: 隨著社會的不斷進步,高層及超高層建筑物越來越多。建筑物沉降觀測是保證建筑物的安全和壽命的重要基礎(chǔ)。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)的不均勻沉降, 本人根據(jù)在高層建筑施工過程中沉降觀測的應(yīng)用,對高層建筑施工過程中沉降觀測進行了探討。
關(guān)鍵詞:高層建筑; 沉降觀測技術(shù); 應(yīng)用;施工安全
1.沉降觀測的基本要求
、賰x器設(shè)備。為能精確地反映出建筑物在不斷加荷作用下的沉降情況,一般規(guī)定測量的誤差應(yīng)小于變形值的 1/10~1/20,這要求沉降觀測應(yīng)使用精密水準儀(S1或 S05級),水準尺也應(yīng)使用受環(huán)境及溫差變化影響小的高精度銦合金水準尺。
②人員素質(zhì)。操作人員必須接受專業(yè)學(xué)習(xí)及技能培訓(xùn),熟練掌握儀器的操作規(guī)程,熟悉測量理論能針對不同工程特點、具體情況采用不同的觀測方法及觀測程序,并能正確運用誤差理論進行平差計算,
做到及時、快速、精確。
、塾^測時間。建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),而整個觀測得不到完整的觀測意義。其他各階段的復(fù)測,根據(jù)工程進展情況必須及時進行,若發(fā)現(xiàn)限差超限,必須及時補測或復(fù)測。
④觀測點。沉降觀測點要埋設(shè)在最能反映建筑沉降特征且便于觀測的位置。一般要求建筑物上設(shè)置的沉降觀測點縱橫向要對稱,且相鄰點之間間距以15~30 米為宜,均勻地分布在建筑物的周圍。對于高低層建筑、新舊建筑物、縱橫墻等交接處的兩側(cè)應(yīng)分別布設(shè)監(jiān)測點。通常情況下,建筑物設(shè)計圖紙上有專門的沉降觀測點布置圖。同時,要符合各施工階段的觀測要求,保證觀測的實際指導(dǎo)意義。
、菔y要求。儀器、設(shè)備的操作方法與觀測程序要熟悉、正確。在首次觀測前要對所用儀器的各項指標(biāo)進行檢測校正,并保證儀器在計量檢定有效期內(nèi)。連續(xù)使用3~6 個月重新對所用儀器、設(shè)備進行期間核查檢校。
、蕹两涤^測精度。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可以滿足沉降觀測的要求。筆者在上海市華山路高級住宅樓工程施工過程中就采用二等水測量的觀測方法。各項觀測指標(biāo)要求如下:往返較差、附和或環(huán)線閉合差:△h=∑a- ∑ b ≤ l √ n,表示測站數(shù)。前后視距:≤ 30m。前后視距差:≤ 1.0m。前后視距累積差≤ 3.0m。沉降觀測點相對于后視點的高差容差:≤ 1.0mm。水準儀的精度不低于 S05級別。沉降觀測成果整理及時。原始數(shù)據(jù)真實可靠,記錄計算符合施工測量規(guī)范的要求,依據(jù)正確,嚴謹有序,步步校核,結(jié)果有效。
2 沉降觀測的原則
沉降觀測自始至終要遵循“五定”原則。即通常所說的沉降觀測依據(jù)的基準點、工作基點和被觀測物上的沉降觀測點,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)境條件基本一致;觀測路線、鏡位、程序和方法要固定。以上措施在客觀上盡量減少觀測誤差的不定性,使所測的結(jié)果具有統(tǒng)一的趨向性,保證各次復(fù)測結(jié)果與首次觀測的結(jié)果可比性更一致,使所觀測的結(jié)果更符合真實情況。
3.具體施測程序及步驟
3.1.建立水準控制網(wǎng)
根據(jù)工程的特點布局、現(xiàn)場的環(huán)境條件制訂測量施測方案, 由建設(shè)單位提供的水準控制點(或城市精密導(dǎo)線點)根據(jù)工程的測量施測方案和布網(wǎng)原則的要求建立水準控制網(wǎng)。要求:
。1)一般高層建筑物周圍要布置三個以上水準點, 水準點的間距不大于 100 米。
。2)場區(qū)內(nèi)各水準點構(gòu)成閉合圖形, 以便閉合檢校。
(3)各水準點要設(shè)在建筑物開挖、地面沉降和震動區(qū)范圍之外, 水準點的埋深要符合二等水準測量的要求,根據(jù)工程特點, 建立合理的水準控制網(wǎng), 與基準點聯(lián)測, 平差計算出各水準點的高程。
3.2建立固定的觀測路線
由場區(qū)水準控制網(wǎng), 依據(jù)沉降觀測點的埋設(shè)要求或圖紙設(shè)計的沉降觀測點布點圖, 確定沉降觀測點的位置。在控制點與沉降觀測點之間建立固定的觀測路線, 并在架設(shè)儀器站點與轉(zhuǎn)點處作好標(biāo)記樁, 保證各次觀測均沿統(tǒng)一路線。
3.3沉降觀測
根據(jù)編制的工程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), 等臨時觀測點穩(wěn)固好, 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S1或S05級精密水準儀。并且要求每個觀測點首次高程應(yīng)在同期觀測兩次后決定。
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, 直至沉降穩(wěn)定。
3.4.將各次觀測記錄整理檢查無誤后, 進行平差計算, 求出各次每個觀測點的高程值。從而確定出沉降量。
某個觀測點的每周期沉降量: △c=Hh, I—Hn, I- 1.N表示某個觀測點, I 表示觀測周期數(shù)(I=1, 2, 3……)且 H1=H0累計沉降量: △C=∑△c(n), n 表示觀測點號。
4.統(tǒng)計表匯總
。1)根據(jù)各觀測周期平差計算的沉降量, 列統(tǒng)計表, 進行匯總。
。2)繪制各觀測點的下沉曲線首先建立下沉曲線坐標(biāo), 橫坐標(biāo)為時間坐標(biāo), 縱坐標(biāo)上半部為荷載值, 下半部為各沉降觀測周期的沉降量。將統(tǒng)計表中各觀測點對應(yīng)的觀測周期所測得沉降量畫于坐標(biāo)中,并將相應(yīng)的荷載值也畫于坐標(biāo)中, 連線, 就得到對應(yīng)于荷載值的沉降曲線。
。3)根據(jù)沉降量統(tǒng)計表和沉降曲線圖, 我們可以預(yù)測建筑物的沉降趨勢, 將建筑物的沉降情況及時的反饋到有關(guān)主管部門, 正確地指導(dǎo)施工。特別座在沉陷性較大的地基上重要建筑物的不均勻沉降的觀測顯得更為重要。
5探討的兩個問題
確定建筑物沉降觀測精度的合理性。由于現(xiàn)行規(guī)范對施工單位施工過程的沉降觀測要求不明朗,這對施工單位在建筑物沉降觀測精度選擇隨意性較大,但是精度的高低直接關(guān)系到沉降觀測成敗。對沉降觀測精度選擇既不能太高也不能太低,要合理適宜,適合工程特性的需要,既不造成無謂的浪費也要保證觀測結(jié)果的準確性。一般高層及重要的建筑物在首次觀測過程中使用精密儀器設(shè)備在±0.00以上部分按二等以上水準測量方法,采用S1或S05水準儀進行觀測,也可以測出較理想的結(jié)果。在沉降觀測過程中,沉降量與時間關(guān)系曲線不是單邊下行光滑曲線,而是起伏狀現(xiàn)象。需要進行修正。
、俚诙斡^測出現(xiàn)回升,而以后各次觀測又逐漸下降。 可能是首次觀測精過低, 若回升超過5mm 時,第一次觀測作廢,若回升5mm 內(nèi),第二次與第一次調(diào)整標(biāo)高一致。②曲線在某點突然回升。可能是水準點或觀測點被碰動所致且水準點碰動后標(biāo)高低于碰前標(biāo)高,觀測點碰后高于碰前。需要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。
③曲線自某點起漸漸回升。一般是水準點下沉所致。需要確定水準點下沉值,與高級水準點符合測量,確定下沉量。