深究高層建筑動工中沉降觀測運用

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隨著社會的不斷進步,物質文明的極大提高及建筑設計施工技術水平的日臻成熟完善,同時,也因土地資源日漸減少與人口增長之間日益突出的矛盾,高層及超高層建(構)筑物越來越多。為了保證建構筑物的正常使用壽命和建(構)筑物的安全性,并為以后的勘察設計施工提供可靠的資料及相應的沉降參數,建(構)筑物沉降觀測的必要性和重要性愈加明顯。現行規范也規定,高層建筑物、高聳構筑物、重要古建筑物及連續生產設施基礎、動力設備基礎、滑坡監測等均要進行沉降觀測。特別在高層建筑物施工過程中應用沉降觀測加強過程監控,指導合理的施工工序,預防在施工過程中出現不均勻沉降,及時反饋信息為勘察設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構的破壞或產生影響結構使用功能的裂縫,造成巨大的經濟損失。

一、沉降觀測的基本要求

1.儀器設備、人員素質的要求

人員素質的要求,必須接受專業學習及技能培訓,熟練掌握儀器的操作規程,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,對實施過程中出現的問題能夠會分析原因并正確的運用誤差理論進行平差計算,做到按時、快速、精確地完成每次觀測任務。

2.觀測時間的要求

建構筑物的沉降觀測對時間有嚴格的限制條件,其他各階段的復測,根據工程進展情況必須定時進行,不得漏測或補測。相鄰的兩次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的時間段為一觀測周期或按建筑物的加荷情況每升高一層為一觀測周期,無論采取何種方式都必須按施測方案中規定的觀測周期準時進行。

3.觀測點的要求

為了能夠反映出建構筑物的準確沉降情況,沉降觀測點要埋設在最能反映沉降特征且便于觀測的位置。通常情況下,建筑物設計圖紙上有專門的沉降觀測點布置圖。

4.沉降觀測自始至終要遵循“五定”原則

所謂“五定”,即通常所說的沉降觀測依據的基準點、工作基點和被觀測物上的沉降觀測點,點位要穩定;所用儀器、設備要穩定;觀測人員要穩定;觀測時的環境條件基本一致;觀測路線、鏡位、程序和方法要固定。

5.施測要求

儀器、設備的操作方法與觀測程序要熟悉、正確。在觀測過程中,操作人員要相互配合,工作協調一致,認真仔細,做到步步有校核。

6.沉降觀測精度的要求

根據建筑物的特性和建設、設計單位的要求選擇沉降觀測精度的等級。再未有特除要求情況下,一般性的高層建構筑物施工過程中,采用二等水準測量的觀測方法就能滿足沉降觀測的要求。

7.沉降觀測成果整理及計算要求

原始數據要真實可靠,記錄計算要符合施工測量規范的要求,依據正確,嚴謹有序,步步校核,結果有效的原則進行成果整理及計算。

二、具體施測程序及步驟

1.建立水準控制網根據工程的特點布局、現場的環境條件制訂測量施測方案,由建設單位提供的水準控制點(或城市精密導線點)根據工程的測量施測方案和布網原則的要求建立水準控制網。

2.建立固定的觀測路線由場區水準控制網,依據沉降觀測點的埋設要求或圖紙設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,并在架設儀器站點與轉點處作好標記樁,保證各次觀測均沿統一路線。

3.沉降觀測根據編制的工程施測方案及確定的觀測周期,首次觀測應在觀測點穩固后及時進行。一般高層建筑物有一或數層地下結構,首次觀測應自基礎開始,在基礎的縱橫軸線上(基礎局邊)按設計好的位置埋設沉降觀測點(臨時的),等臨時觀測點穩固好,進行首次觀測。

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。

5.統計表匯總。(1)根據各觀測周期平差計算的沉降量,列統計表,進行匯總。(2)繪制各觀測點的下沉曲線。(3)根據沉降量統計表和沉降曲線圖,我們可以預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主管部門,正確地指導施工。

6.觀測中的注意事項:(1)嚴格按測量規范的要求施測。(2)前后視觀測最好用同一水平尺。(3)各次觀測必須按照固定的觀測路線進行。(4)觀測時要避免陽光直射,且各觀測環境基本一致。(5)成像清晰、穩定時再讀數。(6)隨時觀測,隨時檢核計算。(7)在雨季前后要聯測,檢查水準點的標高是否有變動。(8)將各次所觀測沉降情況及時反饋有關部門,當建筑物每天(24h)連續沉降量超過1mm時應停止施工,會同有關部門采取應急措施。

三、探討的兩個問題

(1)確定建筑物沉降觀測精度的合理性。由于現行規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果的準確性。這樣,本人認為一般高層及重要的建(構)筑物在首次觀測過程中適用精密儀器的設備(高級水準儀、銦合金尺等)在±0.00以上部分按二等以上水準測量方法,采用放大率倍數較大的S2或S3水準儀進行觀測,也可以測出較理想的結果。

(2)在沉降觀測過程中,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。這就分析原因,進行修正。①第二次觀測出現回升,而以后各次觀測又逐漸下降。可能是首次觀測精過低,若回升超過5mm時,第一次觀測作廢,若回升5mm內,第二次與第一次調整標高一致。②曲線在某點突然回升。原因:水準點或觀測點被擾動所致且水準點擾動后標高低于擾前標高,觀測點擾動后高于擾動前。處理措施:取相鄰另一觀測點的相同期間沉降量作為被擾動觀測點之沉降量。③曲線自某點起漸漸回升。原因:一般是水準點下沉所致。措施:確定水準點下沉值,與高級水準點復核測量,確定下沉量。

(3)在雨季前后要聯測,檢查水準點的標高是否有變動。

(4)將各次所觀測沉降情況及時反饋有關部門,當建筑物每天(24h)連續沉降量超過1mm時應停止施工,會同有關部門采取應急措施。

三、探討的兩個問題

(1)確定建筑物沉降觀測精度的合理性。由于現行規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果的準確性。這樣,本人認為一般高層及重要的建(構)筑物在首次觀測過程中適用精密儀器的設備(高級水準儀、銦合金尺等)在±0.00以上部分按二等以上水準測量方法,采用放大率倍數較大的S2或S3水準儀進行觀測,也可以測出較理想的結果。

(2)在沉降觀測過程中,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。這就分析原因,進行修正。①第二次觀測出現回升,而以后各次觀測又逐漸下降。可能是首次觀測精過低,若回升超過5mm時,第一次觀測作廢,若回升5mm內,第二次與第一次調整標高一致。②曲線在某點突然回升。原因:水準點或觀測點被擾動所致且水準點擾動后標高低于擾前標高,觀測點擾動后高于擾動前。處理措施:取相鄰另一觀測點的相同期間沉降量作為被擾動觀測點之沉降量。③曲線自某點起漸漸回升。原因:一般是水準點下沉所致。措施:確定水準點下沉值,與高級水準點復核測量,確定下沉量。