關(guān)于沉降觀測法在高層建筑物變形監(jiān)測中應(yīng)用的探討

1、關(guān)于沉降觀測法在高層建筑物變形監(jiān)測中應(yīng)用的探討 摘要：隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市人口日趨密集，土地已經(jīng)成為寶貴的資源，合理有效的利用土地是人類和城市發(fā)展的基礎(chǔ)，高層、超高層建筑的崛起不但是節(jié)約土地合理利用空間的有效途徑，而且高層建筑的多少已經(jīng)成為城市繁榮、國家發(fā)展、社會進(jìn)步的重要標(biāo)志。然而這些巍然聳立的高層建筑，它的地基與基礎(chǔ)承載能力如何？它的變形情況如何？是否安全可靠？帶著這些疑問，我們就有必要對高層建筑物的變形情況進(jìn)行監(jiān)測，本文就沉降觀測法在高層建筑物變形監(jiān)測中的應(yīng)用做一些探討。 關(guān)鍵詞：沉降觀測法 高層建筑 變形監(jiān)測 中圖分類號：tf351文獻(xiàn)標(biāo)識碼： a 文章編號： 前言 隨著國民經(jīng)

2、濟的快速發(fā)展，城市人口日趨密集，土地已經(jīng)成為寶貴的資源，合理有效的利用土地是人類和城市發(fā)展的基礎(chǔ)，高層、超高層建筑的崛起不但是節(jié)約土地合理利用空間的有效途徑，而且高層建筑的多少已經(jīng)成為城市繁榮、國家發(fā)展、社會進(jìn)步的重要標(biāo)志。然而這些巍然聳立的高層建筑，它的地基與基礎(chǔ)承載能力如何？它的變形情況如何？是否安全可靠？帶著這些疑問，我們就有必要對高層建筑物的變形情況進(jìn)行監(jiān)測，本文就沉降觀測法在高層建筑物變形監(jiān)測中的應(yīng)用做一些探討。 高層建筑物變形的原因 高層建筑物發(fā)生變形的原因主要有兩方面，一是自然條件及其變化，即高層建筑物地基的工程地質(zhì)，水文地質(zhì)及土壤的物理性質(zhì)等；二是與建筑物本身相聯(lián)系的原因，即建

3、筑物本身的荷重，高層建筑物的結(jié)構(gòu)，型式及動荷載（如風(fēng)力、震動等）。此外，由于勘測、設(shè)計、施工以及運營管理等方面工作做得不合理也會引起建筑物產(chǎn)生變形。針對以上各種變形產(chǎn)生的原因，沉降觀測法可以根據(jù)變形產(chǎn)生的原因而做出正確、有效的監(jiān)測。高層建筑沉降觀測是根據(jù)水準(zhǔn)基點定期測出設(shè)置在變形體上的變形點的高程變化值。 二、合理布置水準(zhǔn)基點和沉降觀測點 1、水準(zhǔn)基點的布置 水準(zhǔn)基點是垂直位移觀測的基準(zhǔn)，因此，水準(zhǔn)基點應(yīng)設(shè)在建筑物變形影響范圍之外，距變形觀測點20100m之間，保證穩(wěn)固不變，并永久保存，不受施工影響的安全地點。高層建筑沉降觀測的每一區(qū)域，必須有足夠數(shù)量的水準(zhǔn)點，按工程測量規(guī)范（gb50026-

4、93）規(guī)定并不得少于3個。水準(zhǔn)點帽頭宜用銅或不銹鋼制成，如用普通鋼代替，應(yīng)注意防銹。水準(zhǔn)點埋設(shè)須在基坑開挖前15天完成。水準(zhǔn)基點可按實際要求，采用深埋式和淺埋式兩種，但每一觀測區(qū)域內(nèi)，至少應(yīng)設(shè)置一個深埋式水準(zhǔn)點。 2、沉降觀測點的布置 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

5、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(biāo)記樁，保證各次觀測均沿統(tǒng)一路線。 高層建筑物應(yīng)沿其周圍每隔1020m設(shè)置一點。如2011年1月南寧某工程建設(shè)的33層，框架結(jié)構(gòu)，分析其各種實際情況，根據(jù)其地質(zhì)、支護及周圍環(huán)境，每幢樓布置沉降觀測點9個。觀測點應(yīng)埋設(shè)穩(wěn)固、不受破壞且能長期保存。點的高度，在朝向要便于垂直立尺觀測。觀測點的埋設(shè)形式應(yīng)根據(jù)建（構(gòu)）筑物結(jié)構(gòu)、形式而設(shè)置，一般有以下幾種形式，角鋼埋設(shè)觀測點、設(shè)備基礎(chǔ)觀測點、永久性觀測點 。 沉降觀測點應(yīng)有良好的通視條件，觀測點的布置，應(yīng)按能全面查明建筑物和構(gòu)筑物基礎(chǔ)沉降的要求，由設(shè)計單位根據(jù)地基的工程地質(zhì)資料及建筑結(jié)構(gòu)的特點確定。

6、框架式結(jié)構(gòu)的建筑物，應(yīng)在每一個樁基或部分樁基上安設(shè)觀測點。具有浮筏基礎(chǔ)或箱式基礎(chǔ)的高層建筑，觀測點應(yīng)沿縱、橫軸和基礎(chǔ)（或接近基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)部分）周邊設(shè)置。新建與原有建筑物的連接處兩邊，都應(yīng)設(shè)置觀測點。沉降觀測點平面布置圖的比例一般為1：100至1：500。所有觀測點應(yīng)有編號，以便觀測記錄。 除了沉降觀測點數(shù)量、位置、形式的確定外，其標(biāo)志選用也是一個重要內(nèi)容，觀測點的標(biāo)志一般用圓鋼2025mm，角鋼3030mm制成，為了不影響建筑物外表的美觀，并起裝飾作用時，可用有色金屬制成，而且觀測標(biāo)志應(yīng)在建筑物施工的同時安在建筑物的基礎(chǔ)上墻上或地下室、的適當(dāng)位置 為便于立尺觀測，觀測標(biāo)志應(yīng)離開墻面和地面一定距離

7、，標(biāo)志埋入墻體內(nèi)的尺寸應(yīng)大于外露尺寸的三倍。 3、沉降觀測精度要求及觀測方法 沉降觀測就是根據(jù)水準(zhǔn)基點定期進(jìn)行水準(zhǔn)測量，測量出建筑物上觀測點的高程，從而計算其下沉量。對于高層建筑沉降觀測，通常采用精密水準(zhǔn)儀，按國家二等水準(zhǔn)測量的要求進(jìn)行施測，將各觀測點布設(shè)成閉合或附合水準(zhǔn)路線聯(lián)測到水準(zhǔn)基點上。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，在一般性的高層建構(gòu)筑物施工過程中，采用二等水準(zhǔn)測量的觀測方法就能滿足沉降觀測的要求。各項觀測指標(biāo)要求如下： 第一，往返較差、附和或環(huán)線閉合差：h=a-b1.0，n表示測站數(shù)； 第二，前后視距30m； 第三，前后視距差1.

8、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。 觀測時，應(yīng)在成像清晰、穩(wěn)定的時間內(nèi)進(jìn)行，同時應(yīng)盡量不轉(zhuǎn)站，視線長度應(yīng)小于50m。前、后視距離應(yīng)保持相等。為了提高精度，采取固定人員、固定儀器和固定施測路線的“三固定”方法。 4、沉降觀測的周期 沉降觀測的周期應(yīng)能反映出建筑物的沉降變形規(guī)律，建筑物的沉降觀測對時間有嚴(yán)格的限制條件，特別是首次觀測必須按時進(jìn)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。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

9、，方可進(jìn)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(zhǔn)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(rèn)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(jìn)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。 5、沉降觀測資料整理 觀測工作結(jié)束后，應(yīng)及時檢查和整理外業(yè)觀測手薄，確認(rèn)無誤后再進(jìn)行內(nèi)業(yè)計算。內(nèi)業(yè)計算位移量的數(shù)值取位，如依照一、二等水準(zhǔn)測量的要求施測則取到0.10mm；

10、如依照三、四等水位準(zhǔn)測量的要求施測則取到 。內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理的方法有經(jīng)典法嚴(yán)密平差和采用自由網(wǎng)平差時的統(tǒng)計檢驗方法，以及經(jīng)典法和統(tǒng)計檢驗相結(jié)合的方法。 第一次觀測后，經(jīng)過計算，就對各個沉降觀測點賦予了一個起始值（相當(dāng)于一個基準(zhǔn)），在以后每次觀測結(jié)束后，都可以根據(jù)基準(zhǔn)點高程算出各觀測點高程，然后分別計算各觀測點相鄰兩次觀測的沉降量（本次觀測高程減去上次觀測高程）和累積沉降量（本次觀測高程減去第一次觀測的起始值）并將計算結(jié)果記錄到沉降量觀測記錄表中。表中應(yīng)該包括觀測次數(shù)、觀測時間、高程、本次下沉、累計下沉、高程、施工進(jìn)度、荷載等必要信息。 為了更形象地表示沉降、荷重、時間之間的關(guān)系，可繪制荷重、時間、沉降量關(guān)系曲線圖。時間沉降量關(guān)系曲線是以縱軸為沉降量，橫軸為時間t，根據(jù)每次觀測日期和相應(yīng)的沉降量按比例畫出各點