淺談高層建筑沉降監(jiān)測關(guān)鍵環(huán)節(jié)控制

1、    淺談高層建筑沉降監(jiān)測關(guān)鍵環(huán)節(jié)控制    劉全【摘 要】在高層建筑施工及使用過程必須進(jìn)行變形監(jiān)測，本文結(jié)合工程實(shí)例，針對高層建筑沉降監(jiān)測具體施工方案，系統(tǒng)分析高層建筑沉降監(jiān)測操作流程，提出監(jiān)測控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)?！娟P(guān)鍵詞】高層建筑；沉降監(jiān)測；關(guān)鍵環(huán)節(jié)；控制0 引言建筑物尤其高層建筑施工過程中，會對周圍的土體及建筑物本身產(chǎn)生一定的影響。由于地質(zhì)條件、荷載條件、材料性質(zhì)、施工條件和外界其它因素的復(fù)雜影響，很難單純從理論上預(yù)測工程中可能發(fā)生的問題，而且理論預(yù)測值也不可能準(zhǔn)確地反映工程沉降變形的各種變化。因此在理論指導(dǎo)下進(jìn)行現(xiàn)場工程變形監(jiān)測十分必要，即在荷載增

2、加施工過程期間，周期性對高層建筑物進(jìn)行觀測，并根據(jù)監(jiān)測成果相應(yīng)地及時(shí)調(diào)整施工速率及采取相應(yīng)的措施，確保建筑施工及正常使用安全。下面以實(shí)例來分析高層建筑沉降監(jiān)測流程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)控制。1 工程概況圖書館樓群工程位于某大學(xué)校園內(nèi)，平面布置呈八字形交叉，地下1層，地上13層，采用鋼筋混凝土框筒結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)為機(jī)械旋挖灌注樁。項(xiàng)目用地面積29570 平方米，總建筑面積53393平方米，占地面積8427 平方米。設(shè)計(jì)要求進(jìn)行沉降觀測，在建筑物的角點(diǎn)及其他關(guān)鍵部位設(shè)置觀測點(diǎn)，施工階段及后續(xù)使用階段均需嚴(yán)格監(jiān)測。工程擬建場地為崗地地貌，屬坡沖積成因。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，場地一定范圍內(nèi)無活動性斷裂帶通過，勘察結(jié)果也未發(fā)

3、現(xiàn)新構(gòu)造運(yùn)動的跡象。2 沉降監(jiān)測一般流程2.1 現(xiàn)場踏勘，收集資料監(jiān)測人員實(shí)地察看場地地形地貌，地質(zhì)及水文條件，周邊基礎(chǔ)設(shè)施和地下管線等狀況；聯(lián)系工程施工項(xiàng)目部，收集施工圖，地質(zhì)勘察報(bào)告，周邊建筑物、構(gòu)筑物、地下管線等分布圖；更新測量技術(shù)規(guī)范，收集當(dāng)?shù)貧庀筚Y料和其他相關(guān)工程資料。2.2 制定監(jiān)測方案建立監(jiān)測小組，由具備豐富施工監(jiān)測經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員，根據(jù)工程特點(diǎn)、場地地質(zhì)水文條件，制定監(jiān)測技術(shù)方案，監(jiān)測方案應(yīng)提出針對性強(qiáng)的監(jiān)測計(jì)劃、質(zhì)量保證措施，并報(bào)相關(guān)單位認(rèn)可。2.3 展開前期準(zhǔn)備工作，設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)、校驗(yàn)設(shè)備、儀器2.3.1 基準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)。通常在監(jiān)測范圍外布設(shè)多個(gè)穩(wěn)定可靠的標(biāo)志作為基準(zhǔn)點(diǎn)；為了方便觀

4、測，在待測工程附近選取地質(zhì)條件良好、易于長期保存的地方布設(shè)1-2個(gè)工作基點(diǎn)；在建筑物上合理布設(shè)若干個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，以精確觀測建筑物的沉降情況。2.3.2 從可靠性、通用性、經(jīng)濟(jì)性、測量原理、精度和量程等方面綜合考慮選擇監(jiān)測儀器；監(jiān)測儀器和元件在使用前進(jìn)行檢定和調(diào)試；指定專人做好監(jiān)測儀器和元件的保管和管理工作。2.4 監(jiān)測點(diǎn)和設(shè)備、儀器、元件驗(yàn)收由監(jiān)測小組負(fù)責(zé)人組織相關(guān)技術(shù)人員全面核對驗(yàn)收，不合格者必須加固、調(diào)整、更換。2.5 現(xiàn)場監(jiān)測監(jiān)測小組按監(jiān)測方案及時(shí)進(jìn)行點(diǎn)位測量、記錄，重點(diǎn)記載施工進(jìn)度、荷載量變動等各種影響沉降變化和異常的情況。2.6 監(jiān)測數(shù)據(jù)的計(jì)算、整理、分析及報(bào)表反饋對監(jiān)測數(shù)據(jù)及時(shí)整理，計(jì)

5、算觀測點(diǎn)的沉降量、沉降差和沉降速度；監(jiān)測工作應(yīng)分階段、分工序?qū)y量結(jié)果進(jìn)行總結(jié)和分析反饋。3 沉降監(jiān)測關(guān)鍵環(huán)節(jié)控制為了準(zhǔn)確實(shí)時(shí)掌握施工過程中建筑物變形發(fā)展?fàn)顟B(tài)以及周圍相關(guān)設(shè)施變形情況，除了全面遵循沉降監(jiān)測操作流程，還需事先分析監(jiān)測流程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，并對其中關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行控制，包括點(diǎn)位的布設(shè)，觀測精度的確定，周期與頻次的選擇、監(jiān)測小組建構(gòu)等。以下是工程監(jiān)測小組針對某圖書館樓群沉降監(jiān)測擬定的關(guān)鍵控制環(huán)節(jié)。3.1 點(diǎn)位布設(shè)按照測量規(guī)范與設(shè)計(jì)要求，結(jié)合工程總平面圖、周邊場地情況，合理布置水準(zhǔn)點(diǎn)和觀測點(diǎn)。3.1.1 水準(zhǔn)基點(diǎn)布設(shè)在監(jiān)測范圍外布設(shè)3個(gè)穩(wěn)定可靠的標(biāo)志作為基準(zhǔn)點(diǎn)。為了方便觀測，在圖書館工程附近選取

6、地質(zhì)條件良好、易于長期保存的地方布設(shè)兩個(gè)工作基點(diǎn)。上述5基準(zhǔn)點(diǎn)組成閉合環(huán)高程路線控制網(wǎng)，觀測點(diǎn)與所聯(lián)測的控制點(diǎn)組成擴(kuò)展網(wǎng)，控制網(wǎng)點(diǎn)要求如下：1）鑒于該工程工期較長，沉降觀測持續(xù)約3年左右，為便于沉降觀測的順利實(shí)施，必須設(shè)立穩(wěn)固可靠的沉降觀測基準(zhǔn)點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)場地質(zhì)條件及周邊地形環(huán)境，在遠(yuǎn)離該工程變形影響區(qū)域的地方埋設(shè)3個(gè)水準(zhǔn)基點(diǎn)標(biāo)石于強(qiáng)風(fēng)化基巖層上，采用現(xiàn)澆混凝土基座。2）工作基點(diǎn)埋設(shè)在穩(wěn)定基巖層上，工作基點(diǎn)布設(shè)位置根據(jù)構(gòu)網(wǎng)合理確定。3）水準(zhǔn)點(diǎn)完全避開城市交通干道、地下管線、松軟填土區(qū)、校園內(nèi)山體滑坡地段等不穩(wěn)定、干擾區(qū)域。4）基準(zhǔn)點(diǎn)形成一條閉合水準(zhǔn)線路，基準(zhǔn)點(diǎn)、工作基點(diǎn)水準(zhǔn)路線長約2公里，按照建

7、筑物工程測量規(guī)范垂直沉降監(jiān)測控制網(wǎng)主要技術(shù)要求進(jìn)行觀測。為檢測基準(zhǔn)點(diǎn)的穩(wěn)定性，每隔1個(gè)月對基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測、聯(lián)測，確保測點(diǎn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的真實(shí)性。3.1.2 監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)建筑物上布設(shè)31個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，以觀測建筑物的下沉情況。建筑物垂直沉降監(jiān)測點(diǎn)布置在建筑物的四角、中點(diǎn)，沿周邊布設(shè)間距15m。監(jiān)測點(diǎn)直接用電錘在建筑物外側(cè)墻體上打洞，并將l型沉降標(biāo)打入，并在孔內(nèi)注入環(huán)氧樹脂膠，確保沉降標(biāo)的穩(wěn)定牢固。沉降觀測點(diǎn)的埋設(shè)特別注意保證在點(diǎn)上垂直置尺和良好的通視條件。3.1.3 點(diǎn)號編序選取圖書館周圍影響源之外環(huán)校西路上，工學(xué)院教學(xué)樓、學(xué)術(shù)交流中心與教工宿舍墻角處，布設(shè)3個(gè)為基準(zhǔn)點(diǎn)（bm1-bm3），在圖書館附近選擇便于

8、觀測的點(diǎn)作為工作基點(diǎn)（bm4-bm5），前后視線通暢，便于觀測。在建筑物布設(shè)了34個(gè)沉降監(jiān)測點(diǎn)，具體點(diǎn)位布設(shè)位置見圖1。圖1 圖書館樓群工程沉降觀測點(diǎn)位布設(shè)示意圖3.1.4 監(jiān)測點(diǎn)位保護(hù)教育提醒全體施工人員，保護(hù)好工作基準(zhǔn)點(diǎn)和觀測點(diǎn)，使之容易進(jìn)入和通視，防止點(diǎn)位受到機(jī)械和人為的破壞，如有破壞則及時(shí)補(bǔ)救，并詳細(xì)作出記錄備查。 3.2 變形觀測的精度觀測的精度直接影響工程建筑物的變形觀測結(jié)果。通常變形觀測的精度由工程建筑物允許變形值的大小和觀測目的決定，按建筑變形測量規(guī)范jgj8-2007執(zhí)行，觀測的中誤差應(yīng)小于允許變形值的1/20-1/10。設(shè)計(jì)要求圖書館樓群工程變形測量等級為二級精度；主要技術(shù)

9、指標(biāo)：每站高差中誤差±0.5mm，相鄰基準(zhǔn)點(diǎn)高差中誤差±0.3mm。3.3 監(jiān)測時(shí)間與頻次沉降觀測的時(shí)間和次數(shù)，應(yīng)根據(jù)工程性質(zhì)、工程進(jìn)度、地基土質(zhì)情況及基礎(chǔ)荷重增加情況等決定。該工程擬定沉降觀測次數(shù)和需重點(diǎn)關(guān)注的時(shí)間節(jié)點(diǎn)與頻率：1）建筑施工階段：隨施工進(jìn)度進(jìn)行，每施工完成一層觀測一次約13次。2）主體封頂至使用階段，每一季1次（約4次）；第兩年每半年1次，第3年每半年1次直至沉降穩(wěn)定（一般連續(xù)二次半年沉降量不超過2mm為止）。沉降穩(wěn)定應(yīng)由沉降量與時(shí)間關(guān)系曲線判定，當(dāng)最后100天的沉降速率小于0.01-0.04mm/d，可認(rèn)為是已進(jìn)入穩(wěn)定階段。觀測總周期約為3年計(jì)21次。3）

10、較大荷載增加前后（如澆灌混凝土、基坑回填等），立即進(jìn)行逐日或2-3天一次的連續(xù)觀測。4）工程所在地為長江下游，上半年降雨頻繁，降雨強(qiáng)度大，給監(jiān)測工作帶來一定的困難，因此特別加強(qiáng)一些雨季施工的如基礎(chǔ)工程監(jiān)測頻率。3.4 監(jiān)測小組建構(gòu)成立5人監(jiān)測組，由1名工程師、2名助工和2名普工組成；其中一名工程師任項(xiàng)目經(jīng)理，對測量組織、成果分析等全權(quán)負(fù)責(zé)。技術(shù)人員經(jīng)過專業(yè)學(xué)習(xí)，能熟練掌握儀器的操作規(guī)程，熟悉測量理論，職責(zé)分工明確（固定崗位）：測量人員負(fù)責(zé)沉降觀測的全過程；記錄人員負(fù)責(zé)觀測數(shù)據(jù)記錄及資料的整理；跑尺人員負(fù)責(zé)立水準(zhǔn)尺。監(jiān)測技術(shù)人員按監(jiān)測方案認(rèn)真組織實(shí)施，并與其它環(huán)節(jié)緊密配合。4 結(jié)論與啟示高層建筑從施工到使用都必須進(jìn)行變形觀測，從應(yīng)用的角度考慮，應(yīng)區(qū)分不同工程狀況，對沉降監(jiān)測進(jìn)行關(guān)鍵環(huán)節(jié)控制。在前述圖書館樓群沉降監(jiān)測過程中，監(jiān)測小組制定周密的監(jiān)測技術(shù)方案，按照沉降觀測“五定”原則，結(jié)合施工條件，地質(zhì)情況，建筑物的結(jié)構(gòu)形狀等因素，通過