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文檔簡介
名流花園小區(qū)基坑變形監(jiān)測應(yīng)用研究摘要隨著經(jīng)濟和城市化進程的不斷發(fā)展,建筑越來越呈現(xiàn)向多層、高層和超高層發(fā)展的趨勢。而高層建筑在建造的過程中必然產(chǎn)生一定的水平或者垂直位移,輕則建筑物發(fā)生形變,嚴重者甚至?xí)苯又苯拥顾<吧踩?,造成國家和人民重大的?jīng)濟損失。因此,建筑物的變形監(jiān)測與預(yù)報是建筑施工中的一個不可或缺的重要環(huán)節(jié),也是測繪工程領(lǐng)域研究的熱點問題之一。變形監(jiān)測是一種監(jiān)測變形體安全性的重要手段,它通過實時獲取變形體的動態(tài)位移信息來預(yù)警變形體的安危狀況。在測量工作的實踐和科學(xué)研究的活動中,變形監(jiān)測都占有重要的位置。本文主要針對多層及高層建筑物,研究探討建筑工程變形監(jiān)測常用技術(shù)方法以及如何在保證建筑工程自身穩(wěn)定的同時,有效控制建筑的變形以保證工程及周圍環(huán)境安全的技術(shù)和方法??傊?,建筑變形監(jiān)測己經(jīng)成為建筑設(shè)計、監(jiān)測、施工中的一項重要內(nèi)容。本文重點分析比較幾種不同變形觀測的方法,特別是建筑基坑變形、建筑沉降位移、水平位移、傾斜位移、沉降位移的變形監(jiān)測。關(guān)鍵詞:建筑物、變形監(jiān)測、建筑物基坑變形、水平位移、傾斜位移、沉降位移目錄摘要 21 緒論 41.1 引言 41.2 本文研究的主要內(nèi)容 52 工程概況 53 工程地質(zhì)條件 53.1 氣象水文 53.2 地形地貌 63.3 巖土層分層情況 64 技術(shù)依據(jù) 75 工作流程 86 點位布設(shè) 96.1 基準點 96.2 監(jiān)測點 96.3 控制網(wǎng)的精度要求 106.3.1 基坑頂部水平位移 106.3.2 基坑頂部豎向位移 117 監(jiān)測方法及周期的確定 127.1 精度及方法的確定 127.2 觀測周期的確定 138 觀測方案 149 野外觀測方法與技術(shù)指標 159.1 觀測儀器 159.2 圍護結(jié)構(gòu)頂部沉降監(jiān)測 169.3 外業(yè)觀測指標 1610 變形監(jiān)測的影響因素 1710.1 設(shè)計因素 1710.2 地質(zhì)條件 1710.3 工作基點位移對變形值的影響 1711 內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理 1811.1 觀測數(shù)據(jù)處理 1811.2 報警值的確定 1911.3 基坑監(jiān)測成果表 2211.4 變形監(jiān)測位移曲線圖 2912 成果分析建議 36結(jié)束語 37參考文獻 38
緒論引言近些年來,我國的城市建設(shè)進入了高速發(fā)展的階段,同時也開始開發(fā)利用起寬闊的地下空間,這導(dǎo)致了我國基坑工程得以迅速發(fā)展?;庸こ掏ǔJ侵附ǎ?gòu))筑物基礎(chǔ)工程或者其他地下工程在施工過程中所進行的基坑開挖、支護、圍護和土體加固等綜合性工程。而其中深度達到6m以上的工程被便稱為深基坑工程。我國的深基坑工程從最初的5~7m,發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)可達40多米。例如2020年深圳市南山區(qū)的恒大中心項目就建立了71層的超高層建筑,其基坑開挖深度甚至達到了42.35m。但深基坑工程相比一般的建筑工程難度也更高。地下的土體性質(zhì)、巖土結(jié)構(gòu)、荷載條件情況復(fù)雜不可捉摸,導(dǎo)致了在工程施工之前,首先監(jiān)測施工中所設(shè)計到的土體性狀、環(huán)境、鄰近建筑物、地下設(shè)施的變化已經(jīng)成為了工程建設(shè)不可缺少的重要環(huán)節(jié)。特別是對于一情況些復(fù)雜的中、大型工程和要求十分嚴格的項目,我們往往難以直接從理論上來確定定量分析、事前預(yù)測的方法,這就使得我們必須從實際工程出發(fā),依賴于工程施工現(xiàn)場的具體情況來監(jiān)測。不過這種方式也為我們帶來了一些好處。首先,依據(jù)施工現(xiàn)場進行監(jiān)測據(jù)來了解深基坑的設(shè)計強度,可以為我們在今后考慮合理降低工程的成本時提供依據(jù)。其次,依據(jù)施工現(xiàn)場來監(jiān)測也可以讓我們及時準確的了解實地施工情況,以便于我們考慮在施工時工程將會受到的影響和影響的程度大小。第三,在現(xiàn)場進行監(jiān)測同樣可以令我們及時盡早發(fā)現(xiàn)工程的危險情況的發(fā)生和危險程度并進行預(yù)報,為及時有效采取合理的安全補救措施充當(dāng)依據(jù)。變形監(jiān)測在取得大量測量數(shù)據(jù)的同時對于工程總結(jié)經(jīng)驗、完善基坑的支撐、提高設(shè)計水平也有著重要意義。根據(jù)近年來多次爆發(fā)的基坑工程事故分析可知,大部分單位都是因為不重視基坑施工過程的監(jiān)測,從而造成了較嚴重的工程事故,甚至造成了人員傷亡事故。如基坑圍護結(jié)構(gòu)的失穩(wěn);周邊建筑的裂縫及地下設(shè)施的破壞。綜上所述,變形監(jiān)測在建筑物和構(gòu)筑物的建設(shè)中意義極大,除了檢驗各種中大小型工程建(構(gòu))筑物的穩(wěn)定性,為我們在施工前及時發(fā)現(xiàn)當(dāng)中隱藏的問題并及時采取補救措施之外,也能幫助我們更加深入的理解建(構(gòu))筑物的發(fā)生形變的原理,驗證工程設(shè)計相關(guān)的理論方法,從而建立準確的研究建筑物變形的理論并提出有效的預(yù)防方法,在實用性和科學(xué)性兩方面上的均有重要意義,在現(xiàn)代城市的建設(shè)中作用實屬強大。本文研究的主要內(nèi)容本文所研究的是建筑物深基坑變形監(jiān)測的方法,首先通過了解建筑物變形監(jiān)測所涉及的方法原理,來理解索要進行要救的內(nèi)容,針對具體的工程實例,來對建筑物深基坑的沉降變形技術(shù)進行討論,對觀測數(shù)據(jù)進行科學(xué)分析,從而提出合理的方案來輔助工程施工的順利進行。工程概況名流花園位于山東省德州市德城區(qū),北臨喜來登大酒店,南靠湖濱北路國稅務(wù)局,東門朝向德州市人才市場,西邊為廣川小區(qū),占地面積11000平方米,平均海拔24m,屬于溫帶季風(fēng)氣候氣候,四季分明,春季干旱少雨多風(fēng)沙,夏季炎熱多雨濕度大,秋季旱澇不均,冬季寒冷干燥。場地主要為水泥地面,局部為拆遷場地;場地地形平坦,場地西側(cè)踞現(xiàn)有建筑約2米、南、北兩側(cè)據(jù)現(xiàn)有建筑約10米,東側(cè)踞新湖北路約13米,該地區(qū)交通便利,視野開闊,地勢平坦,其自然條件有利于測量工作的開展。工程地質(zhì)條件氣象水文山東省德州市德城區(qū)屬于暖溫帶半濕潤季風(fēng)氣候區(qū),四季分明,春季干旱少雨多風(fēng)沙,夏季炎熱多雨濕度大,秋季旱澇不均,冬季寒冷干燥。年均氣溫13.4℃,極端最高溫度41.2℃,極端最低氣溫-23.1℃。年平均降水量638.4mm,歷年最大降水量1092mm,歷年最小降水量384.2mm,年平均蒸發(fā)量2064.6mm,最多風(fēng)向為西南偏南風(fēng),唯有8月東北偏北風(fēng)居多。年均風(fēng)速3.4m/s,年最大風(fēng)速可達20m/s,風(fēng)向NS。年均光照2660小時,光照率61%。年平均凍土厚層0.51mm。地形地貌工程建設(shè)場地地形平坦,視野開闊無障礙物,孔口標差為3.20~4.80m,最大高差1.20m,原先地貌類型屬于黃河三角洲沖積平原。巖土層分層情況根據(jù)該場地的巖土工程勘察報告,場地地層主要由沖積黏性土、粉土和砂土組成,地表分布有素填土;場地地層分布較穩(wěn)定。詳情如下:雜填土(Qml)雜色,上部為混凝土地面,下部以黏性土為主,含碎磚塊、混凝土塊等建筑垃圾,稍密,稍濕。場區(qū)普遍分布,厚度:1.30~2.20m,平均1.67m;層底標高:17.43~18.36m,平均17.87m;層底埋深:1.30~2.20m,平均1.67m。-1粉土(Q4al):黃褐色,中密、濕、搖震反應(yīng)迅速,含少量云母片及姜石,無光澤反應(yīng),低干強度,低韌性。場區(qū)普遍分布,厚度:0.60~1.30m,平均0.90m;層底標高:15.99~17.19m,平均16.79m;層底埋深:2.40~3.50m,平均2.76m。粉質(zhì)黏土夾黏土(Q4al):棕褐色,可塑,含少量氧化鐵;具光澤反應(yīng),中干強度,中等韌性。場區(qū)普遍分布,厚度:0.60~3.80m,平均1.81m;層底標高:14.51~17.26m,平均15.74m;層底埋深:2.40~5.10m,平均3.81m。層粉土(Q4al):黃褐色,中密、濕、搖震反應(yīng)迅速。含少量云母片及姜石,無光澤反應(yīng),低干強度,低韌性。場區(qū)普遍分布,厚度:1.60~3.10m,平均2.45m;層底標高:12.61~14.66m,平均13.18m;層底埋深:5.00~7.00m,平均6.36m。
技術(shù)依據(jù)《工程測量標準》(GB50026-2020)《城市測量規(guī)范》(CJJ/T8—2011)《建筑變形測量規(guī)程》(JGJ8-2016)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50011-2010)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(GB50007-2011)《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》(JGJ120-2012)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(GB50007-2011)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》(GB50330-2013)《測繪技術(shù)總結(jié)編寫規(guī)定》(CH/T1001—2005)《錨桿噴射混凝土支護技術(shù)規(guī)范》(GB50086-2001)《建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》(GB50497-2019)《國家一、二等水準測量規(guī)范》(GB/T12897-2006)《建筑施工測量標準》(JGJ/T408-2017)《測繪成果質(zhì)量檢查與驗收》(GB/T24356—2009)建設(shè)方提供的《名流花園項目平面圖》建設(shè)方提供的《名流花園項目結(jié)構(gòu)設(shè)計圖》建設(shè)方提供的《名流花園工程巖土工程勘察報告》
測區(qū)踏勘、資料收集、技術(shù)設(shè)計工作流程測區(qū)踏勘、資料收集、技術(shù)設(shè)計點位布設(shè)、數(shù)據(jù)采集點位布設(shè)、數(shù)據(jù)采集前后視距差精度檢測前后視距差精度檢測精度檢測精度檢測累積視距差精度檢測累積視距差精度檢測不合格合格不合格合格操作規(guī)范程度檢測操作規(guī)范程度檢測本測站重新采集沉降點數(shù)據(jù)采集本測站重新采集沉降點數(shù)據(jù)采集水準水準網(wǎng)平差成果資料檢查成果資料檢查技術(shù)總結(jié)、編寫檢查報告技術(shù)總結(jié)、編寫檢查報告檢查檢查驗收、資料移交
點位布設(shè)基準點變形監(jiān)測基準點是變形監(jiān)測起始數(shù)據(jù)的基本控制點,為了保證觀測成果的可靠性,變形監(jiān)測基準點應(yīng)該埋設(shè)在基坑開挖變形可影響范圍以外、視野開闊、通視條件良好且土質(zhì)堅實易于保存的為止。而且在每次監(jiān)測工作開始前,應(yīng)該首先檢查監(jiān)測基準點本身是否有受到周圍環(huán)境影響或遭受破壞,以確保觀測成果的可靠性,控制網(wǎng)選擇布設(shè)成獨立控制網(wǎng)。根據(jù)深基坑監(jiān)測規(guī)范的要求,結(jié)合工程現(xiàn)場的實際情況,水平位移監(jiān)測控制點、豎向位移監(jiān)測控制點應(yīng)埋設(shè)在基坑開挖深度3倍范圍以外且不會受到施工影響的穩(wěn)定位置。本基坑開挖深度約5.5m,水平、豎向位移控制點應(yīng)布置在17m以外的地方,且由于在變形監(jiān)測過程中,基準點會發(fā)生下沉,為3驗證某個基準點的下沉,布設(shè)3個基準點就可以進行閉合水準測量。若只布設(shè)2個基準點,則無法驗證當(dāng)中某個基準點是否發(fā)生下沉,所以選擇布設(shè)三個基準點,如果當(dāng)中的某一個點位下沉了,在第二次進行測量完畢后,可以分辨出哪一個點和另外兩個點的高差不一樣,這樣很容易判斷第三個點出問題,然后進行重新布設(shè)基準點,所以工程中共布設(shè)了3個基準點,編號為K1、k2、K3,注意在每次施測時均應(yīng)先對控制點進行復(fù)測確保位置不發(fā)生變化。監(jiān)測點(1)基坑邊坡頂部的水平位移監(jiān)測點和豎向位移監(jiān)測點,選擇沿著基坑周圍來進行布設(shè),且在基坑周邊的中部、陽角處布設(shè)變形監(jiān)測點。監(jiān)測點間距不宜大于20m,每一條邊監(jiān)測點數(shù)量不應(yīng)少于3個。水平位移監(jiān)測點和豎向位移監(jiān)測點選擇作為共用點,監(jiān)測點設(shè)置在圍護墻頂部或者基坑邊坡頂上。綜上所述,結(jié)合工程地質(zhì)情況沉降觀測點埋設(shè)在基坑邊的坡頂上,測點間隔為20~25m,共埋設(shè)11個監(jiān)測點(編號為JK1~JK11)。本工程中監(jiān)測點的結(jié)構(gòu)為三級鋼筋,采取鉆孔植入法埋設(shè)。(2)建筑物的沉降監(jiān)測點,選擇布置在建筑物的四周、沿著外墻每隔15m~25m的位置,每一邊上監(jiān)測點的數(shù)量不應(yīng)少于三個。根據(jù)本工程周邊建筑物的實際情況,監(jiān)測點的間距取20m,布設(shè)在建筑物外墻上??刂凭W(wǎng)的精度要求基坑頂部水平位移根據(jù)工程的實際場地情況,基坑水平位移監(jiān)測采用視準線法和小角度法,監(jiān)測精度應(yīng)當(dāng)滿足國家規(guī)范《建筑變形測量規(guī)范》(JGJ8-2016)中二等變形測量的技術(shù)要求。具體精度要求見表6-1:表6-1:建筑變形測量的等級及其精度要求變形測量等級沉降觀測位移觀測觀測點測站高差中誤差(mm)觀測點坐標中誤差(mm)二等±0.5±3.0平面控制網(wǎng)由當(dāng)中的平面基準點和工作基點統(tǒng)一形成,采用的監(jiān)測方法按照二等邊角網(wǎng)的精度要求進行。其精度要求見表6-2:表6-2:邊角組合網(wǎng)的主要技術(shù)要求等級平均邊長(km)測角中誤差(“)測距中誤差(mm)起始邊邊長相對中誤差測距相對中誤差最弱邊邊長相對中二等9.0≤1.0≤30≤l/300000≤1/300000≤1/120000三等5.0≤1.8≤30≤1/200000(首級)≤1/120000(加密)≤1/160000≤1/80000平面控制網(wǎng)采用邊角網(wǎng),按照標準平差方法通過監(jiān)測所有邊長和水平角度來計算各控制點的坐標。對邊長所采用往返測的方法,每條邊監(jiān)測8個測回,每個測回進行4次讀數(shù),共應(yīng)有讀數(shù)32次,并進行溫度改正和氣壓改正。水平角度的監(jiān)測選擇永方向法監(jiān)測,每個水平角監(jiān)測9個測回,具體精度要求見表6-3:表6-3:方向監(jiān)測法限差(“)儀器類型兩次照準目標讀數(shù)差半測回歸零值一測回內(nèi)2C互差同一方向各測回互差DJ268138距離測量選擇二等三角形網(wǎng)邊長測量,具體精度按照表6-4:表6-4:二等三角形網(wǎng)邊長測量主要技術(shù)要求平面控制網(wǎng)等級儀器精度等級(mm)每邊測回數(shù)一測回讀數(shù)較差限差(mm)單程各測回較差限差(mm)往返測距較差限差往返二等5mm級335.07.02(a+b×D)三等5mm級335710mm級441015基坑頂部豎向位移沉降監(jiān)測點的精度要求及監(jiān)測方法,如表6-5所示:表6-5:沉降監(jiān)測點的精度及監(jiān)測要求:高程中誤差(mm)相鄰點高差中誤差(mm)監(jiān)測方法往返測閉合差(mm)±1.0±0.50二等水準<±0.6√n監(jiān)測方法及周期的確定精度及方法的確定測前檢查在施工前必須先進行i角的檢驗、自動安平補償性能檢驗和標尺每米真長檢驗。其中i角的檢驗每次沉降觀測前都應(yīng)該進行以防止誤差的影響。作業(yè)技術(shù)要求表7-1二等水準測量限差規(guī)定等級視距/mm前后視距差/m前后視距累積差/m視線高度下絲讀數(shù)/m基輔分劃得高差之差/mm上下絲讀數(shù)平均值與中絲讀數(shù)之差/mm檢測間歇點高差之差/mm水準路線測段往返高差不符值/mm0.5cm分劃標尺/mm1cm分劃標尺/mm二等≤50≤1.0≤3.0≥0.3≤0.6≤1.5≤3.0≤1.0≤±4√K表7-2:水準測量觀測的視線長度、視距差、視線高度要求(m)等級視線長度(m)前后視距差(m)任一站前后視距累積差(m)視線高度(m)重復(fù)觀測次數(shù)(次)二等≥3且≤50≤1.5≤5.0≥0.55m≥2表7-3:沉降觀測限差及閉合差規(guī)定(mm)沉降觀測等級兩次讀數(shù)所測高差之差限差往返較差及附和或環(huán)線閉合差之差單程雙測站所測高差較差限差檢測已測測段高差之差二等0.71.0√n0.7√n1.5√n在作業(yè)過程中,應(yīng)遵循“五定”原則。即:沉降觀測的基準點和被觀測建(構(gòu))筑物上的沉降觀測點,點位保持穩(wěn)定;使用儀器、設(shè)備從始至終保證穩(wěn)定不變;觀測人員固定;觀測環(huán)境條件保持基本一致;觀測路線、鏡位和方法固定;沉降觀測的施工條件決定了其具有特殊性,遵循以上五條原則可以使觀測數(shù)據(jù)成果與第一次觀測的結(jié)果作到同精度觀測,從而具有一致性,盡最大可能消除系統(tǒng)誤差帶來影響,從而令所觀測的沉降連更加真實、精確。觀測周期的確定沉降觀測的周期可以反映岀建筑物的沉降變形規(guī)律,是一項不可忽視的內(nèi)容。但是由于沉降觀測有嚴格的時間限制條件,特別是在第一次觀測的時候,要求必須按時進行,否則將會導(dǎo)致沉降觀測無法得到第一手觀測數(shù)據(jù),從而使得整個觀測結(jié)束后,得到的觀測成果并不完整。其他各個階段,還必須根據(jù)工程實際進展情況來定時進行各階段的復(fù)測,不得出現(xiàn)漏測或補測情況的出現(xiàn),只有這樣,才能確保得到的沉降情況或規(guī)律的穩(wěn)定性。一般認為,沉降周期是會發(fā)生變化的。例如砂類土層上的建筑物,在施工期間大部分已經(jīng)完成沉了降,而粘土類土層上的建筑物,在施工期間發(fā)生的沉降情況只是整個沉降量的一小部分。根據(jù)工作經(jīng)驗,在施工階段觀測的頻率應(yīng)適當(dāng)大一些。確定觀測周期一般有兩種方法,一種是按照常見的3天、7天、15天來確定觀測周期。另一種是按照建筑物的層數(shù)、荷載的增加來確定。確定具體的工程觀測周期,應(yīng)該根據(jù)工程施工過程中實際的荷載和地基情況。如果有暫時停工情況的發(fā)生,不論停工時間長短,在停工和重新開工時都應(yīng)該先各再重新觀測一次,以便于檢驗停工期間建筑物的沉降情況并更行數(shù)據(jù),為調(diào)整重新開工后沉降觀測的方式、次數(shù)作為判斷依據(jù)??⒐ぶ螅梢赃m當(dāng)降低觀測頻率,具體情況應(yīng)視地基土類型和沉降速率的大小而定,一般有一個月、兩個月、三個月等不同的觀測周期,并根據(jù)沉降量與時間的關(guān)系曲線判定建筑物沉降是否進入了穩(wěn)定階段,。對于一些重點工程和具有科研價值的工程,判斷其進入穩(wěn)定階段的判斷依據(jù)則是最后三個觀測周期中,每個周期的沉降量是否大于2倍的測量中誤差。一般工程的沉降觀測,若沉降速度小于0.04mm/d,則可以已經(jīng)認為進入穩(wěn)定階段,其具體取值根據(jù)工程所在地區(qū)地基土的壓縮性而定。觀測的頻率決定于三個因素,即變形值的大小、變形速度和變形觀測的目的。通常對觀測次數(shù)有兩個要求,既能反映工程變化的過程,又不會遺漏發(fā)生變化的具體時刻。由于實際天氣的影響,決定監(jiān)測工作在在降水后開始進行。需要注意的是,變形監(jiān)測工作是貫穿于基坑工程和地下工程施工全過程的,任意一環(huán)沒有監(jiān)測工作的支持,都有可能會發(fā)生意外情況。監(jiān)測頻率的確定具體如下:基坑開挖深度小于5米時,可兩天監(jiān)測1次,大于5米時,應(yīng)1天監(jiān)測1次;底板澆筑后7天內(nèi)應(yīng)1天監(jiān)測1次,7-14天內(nèi)2天監(jiān)測1次,14-28天內(nèi)3天監(jiān)測1次,大于28天后可5天監(jiān)測1次;待基礎(chǔ)起至±0.O0以上并達到埋設(shè)條件時開始埋設(shè)觀測點,等到觀測點穩(wěn)固后進行第1次觀測,之后荷載每增加3層觀測1次;封頂后直至竣工驗收,期間每2月觀測1次;發(fā)生停工或延期時,每隔2個月觀測一次;遇到強降雨、荷載突然增加、基礎(chǔ)周圍發(fā)生大面積積水等突發(fā)情況時,可由現(xiàn)場相關(guān)施工單位及時通知增加觀測次數(shù)以確保工程安全。觀測方案在建筑物沉降區(qū)外,埋設(shè)沉降觀測參考基準點、工作基點3個,構(gòu)成本次觀測的基本控制網(wǎng),并進行觀測計算?;鶞庶c應(yīng)保證牢固、穩(wěn)定、不易損壞。主建筑物觀測周期:基礎(chǔ)完成后,在便于觀測的合理的位置預(yù)埋鋼板,埋件高度在自然地面以上,距離自然地面的高度約300-500mm,且為了防止標尺,正上方3.5米的范圍內(nèi)不應(yīng)保證平坦;在施工拆岀埋件后,測量單位提供沉降觀測專用標志,并進行第一次沉降觀測;主體每3層觀測一次,共20層,合計觀測7次。主體結(jié)構(gòu)施工結(jié)束后裝飾施工期,預(yù)計裝修時間約3個月,每1個月觀測一次,預(yù)計3次,2棟樓合計6次??⒐そ桓妒褂煤?直到樓體穩(wěn)定,期間每半年觀測一次。參考基準點穩(wěn)定性聯(lián)測:在觀測初期觀測1次,封頂后、樓體沉降觀測結(jié)束時各觀測1次,預(yù)計觀測6次。參考基準點穩(wěn)定性聯(lián)測在觀測初期觀測1次,封頂后觀測1次,樓體沉降觀測結(jié)束時觀測1次,2棟樓預(yù)計共觀測6次,。野外觀測方法與技術(shù)指標觀測儀器觀測采用幾何水準測量的方法進行,其對應(yīng)精度在《工程測量規(guī)范》中有明確的規(guī)定。對二類建筑物應(yīng)采用不低于二等沉降觀測,觀測方法應(yīng)采用不低于二等水準測量,往返較差或環(huán)閉合差限差為:<0.50n(n為測站數(shù))。變形監(jiān)測過程中使用TrimbleDINI03高精度數(shù)字自動安平精密水準儀。TrimbleDINI03儀器為國內(nèi)目前變形監(jiān)測中常用的測量儀器,其性能指標及其他技術(shù)指標為:1公里往返水準觀測精度達0.3mm,最小精度可達0.01mm;測量距離1.5~100m;補償精度可達±15′;15′內(nèi)自動補嘗,安平精度±0.2″;望遠鏡放大倍率32倍;100m視野2.8m;短時距0.6m;可進行夜間及隧道測量;自動進行地球曲率及氣象改正;快速高程放樣,單點高程測量;圍護結(jié)構(gòu)頂部沉降監(jiān)測沉降監(jiān)測方法沉降觀測采用幾何水準的方法進行測量,基準點與沉降觀測點之間構(gòu)成閉合水準路線,采用TrimbleDINI03自動安平水準儀配備條碼式銦瓦標尺水準尺進行觀測,按照一級建筑物變形測量精度要求施測,即觀測點測站高差中誤差≤±0.15mm,環(huán)線閉合差≤0.50√n(n為測站數(shù))。維護結(jié)構(gòu)頂部水平位移監(jiān)測前期布設(shè)基坑周圍建構(gòu)筑物及道路沉降監(jiān)測點,埋設(shè)基準點。圍護結(jié)構(gòu)施工時,同步安裝水平位移監(jiān)測點、側(cè)向變形監(jiān)測點;水平位移觀測點與沉降觀測點共用,不再另外布點。外業(yè)觀測指標1、觀測前對儀器進行嚴格檢校,觀測中各種限差要求按《建筑變形測量規(guī)程》(JGJ/T8-97)4.3、4.4條執(zhí)行,觀測時必須保證觀測人員固定、儀器固定,每次的觀測線路相同。2、沉降觀測所使用的儀器應(yīng)為精密水準儀,配合2米的銦瓦精密條碼水準尺進行。3、沉降觀測的級別為二等,相鄰觀測點間的高差中誤差為±0.5mm,觀測點相對起算點的高程中誤差為±1mm。具體精度要求按照《工程測量規(guī)范》中的二等水準的技術(shù)要求。表9-1:沉降觀測的儀器型號與觀測方式級別使用的儀器型號標尺類型高程控制測量及首次沉降觀測其他各次測量二等TrimbleDINI03條碼式銦瓦標尺往返測單程測量表9-2:水準觀測的視線長度、前后視距差和視線高度(m)沉降觀測等級視線長度(m)前后視距差(m)前后視距累計差(m)視線高度(m)二等3≤L≤50≤1.5≤5.00.55≤表9-3:沉降觀測的限差沉降觀測等級兩次讀數(shù)所測高差之差限差往返較差及附和或環(huán)線閉合差之差單程雙測站所測高差較差限差檢測已測測段高差之差二等0.71.0√n0.7√n1.5√n注:每次觀測前,應(yīng)先測定儀器的i角。變形監(jiān)測的影響因素設(shè)計因素設(shè)計因素對深基坑變形的影響包括很多方面,包括土深度、基坑開挖深度、平面尺寸、預(yù)應(yīng)以的大小和土體的加固等,合理的設(shè)計方案為工程提供了正確的施工,錯誤的設(shè)計往往回存在許多漏洞,有些小的錯誤施工初期可能不明顯,但在中期時往往會阻礙工程施工,影響整體工程進度,由于設(shè)計不當(dāng)造成深基坑事故占總事故的46%。因此,對深基坑工程進行一份合理的設(shè)計是非常重要的。地質(zhì)條件深基坑工程的施工與周圍的自然環(huán)境也是密不可分的,在設(shè)計時必須要掌握深基坑具體的氣候、水文、地質(zhì)條件,提前調(diào)查工程具體所在地的氣候等自然條件,這也是確定開挖方法,進行地基加固的基本依據(jù)。工作基點位移對變形值的影響在變形監(jiān)測中,工作基點(包括基準線與導(dǎo)線的端點,前方交會的測站點)與基準點(用于檢查工作基準點穩(wěn)定的檢查點)本身穩(wěn)定性也同樣會存在一定的問題。當(dāng)這些點位發(fā)生位移時,將會對觀測成果產(chǎn)生很多的影響,如何計算由于工作基點的位移對觀測值施加的改正數(shù),是一個極為重要的部分。圖10.1對于基準線觀測,當(dāng)端點A、B由于本身位移而變成了A’、B’的位置時,則對Pi如果設(shè)Pi點進行觀測所得的偏離值將不再是li'(PiPiδi=l式中,△a,△b分別為基準線端點A、B的位移值;SAB為基準線AB的長度;SiB為觀測點Pi與端點B之間的距離。如果設(shè)Pi點首次觀測的偏離值為l0i,則觀測點Pi改正后的位移值為d=li+將式(10-1)的δi值代入,并令K=d=li+K?a+將上式微分,并寫成中誤差形式md2=假設(shè)m則得md2=2當(dāng)觀測點在基準線中間,即K=1md2=2當(dāng)觀測點靠近端點,即K近似等于1或者0時,md2=2比較式(10-6)和式(10-7)可以看出,觀測點越靠近端點,端點位移測定誤差對其影響越大。由于靠近端點的觀測點一般處于非重點觀測部位上;另外,由于這些點距端點較近,因而它們的偏離值測定精度較高(即m測較小)。考慮到這些情況,可以采用位移值測定的精度要求±1mm作為對端點位移測定的精度要求,此時,位移值測定的精度仍將接近±1mm。當(dāng)前方交會的測站點產(chǎn)生位移時,可以將測站點的位移看做儀器的偏心,而對各交會方向施加儀器歸心的改正數(shù),然后利用改正后的方向值來計算位移量。內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理觀測數(shù)據(jù)處理外業(yè)觀測得到的數(shù)據(jù)成果,在確定其數(shù)值滿足精度要求后,借助計算機可以直接進行平差計算得到各點的高差資料。由真誤差求一次觀測值中誤差:m=±其中:?i=l但因為未知量的真值一般都是是未知的,因此真誤差?i似真誤差一般用v來表示,其定義是觀測值與算術(shù)平均值之差,用公式表達為:v其中:L代表觀測值的算術(shù)平均值,li則可以得到觀測值的中誤差,其和似真誤差的關(guān)系為:m=±根據(jù)算數(shù)平均值的計算公式M=±M=±用偶然觀測中誤差M來計算沉降觀測的精度:M=其中:ω代表每一期沉降測量的環(huán)線閉合差,N代表觀測的次數(shù)。報警值的確定報警值是變形監(jiān)測沉降量的臨界值,當(dāng)超過這個數(shù)值時將會發(fā)生異常。用來判斷監(jiān)測對象的受力情況、位移的程度,進而判斷基坑的安全性。確定報警值一般按照以下五個原則:(1)報警值應(yīng)當(dāng)滿足設(shè)計的要求,且不能大于設(shè)計值;(2)報警值必須滿足監(jiān)測對象的安全要求,達到保護的目的;(3)對于條件相同的保護對象,應(yīng)該結(jié)合周圍環(huán)境的要求和具體的施工情況綜合確定;(4)滿足現(xiàn)行的有關(guān)規(guī)范、規(guī)程的要求;(5)在保證安全的前提下,綜合考慮工程質(zhì)量和經(jīng)濟等因素,減少不必要的資金投入。本工程報警值按照《建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)標準》中三級基坑的標準執(zhí)行:監(jiān)測項目支護類型基坑類別二級累計值變化速率(mm/d)絕對值(mm)相對基坑設(shè)計深度H控制值邊坡頂部水平位移土釘墻、復(fù)合土釘墻、錨噴支護、水泥土墻50~600.7%~1.0%5~6灌注樁、地下連續(xù)墻、鋼板樁、型鋼水泥土墻40~500.6%~0.8%3~5邊坡頂部豎向位移土釘墻、復(fù)合土釘墻、錨噴支護40~600.6%~0.8%4~5水泥墻、型鋼水泥土墻40~600.8%~1.0%4~5灌注樁、地下連續(xù)墻、鋼板樁30~400.5%~0.6%3~4深層水平位移復(fù)合土釘墻60~800.7%~1.0%5~6型鋼水泥土墻60~700.7%~1.0%5~6鋼板樁70~900.8%~1.04~5灌注樁、地下連續(xù)墻50~700.6%~0.8%立柱豎向位移20~40—2~4地表豎向位移45~55—4~5坑底隆起(回彈)累計值(30~60)mm,變化速率(4~10)mm/d支撐軸力最大值:(70%~80%)f2最小值:(80%~100%)fy錨桿軸力土壓力(70%~80%)f1空隙水壓力圍護墻內(nèi)力(70%~80%)f2立柱內(nèi)力注:1H——基坑設(shè)計深度;f1——荷載設(shè)計值;f2——構(gòu)件承載能力設(shè)計值,錨桿為極限抗拔承載力;fy——鋼支撐、錨桿預(yù)應(yīng)力設(shè)計值;2累計值取絕對值和相對基坑設(shè)計深度H控制值兩者的較小值。3當(dāng)監(jiān)測項目的變化速率達到表中規(guī)定值或連續(xù)3次超過該值的70%應(yīng)預(yù)警。4底板完成后,監(jiān)測項目的位移變化速率不宜超過表中速率預(yù)警值的70%當(dāng)出現(xiàn)出現(xiàn)下列情況之一時,應(yīng)立即報警,若情況嚴重應(yīng)立即停止施工,并對基坑支護結(jié)構(gòu)和周圍建筑物等采取應(yīng)急措施:(1)監(jiān)測數(shù)據(jù)達到監(jiān)測報警值的累計值;(2)基坑支護結(jié)構(gòu)或周邊土體的位移值突然明顯增大或基坑出現(xiàn)流沙、管涌、隆起、陷落或較嚴重的滲漏等;(3)基坑支護結(jié)構(gòu)體系出現(xiàn)過大變形、壓屈、斷裂、松弛或拔出的現(xiàn)象;(4)周邊建筑的結(jié)構(gòu)部分、周邊地面出現(xiàn)較嚴重的突發(fā)裂縫或危害結(jié)構(gòu)的變形裂縫;(5)周邊管線變形突然明顯增長或出現(xiàn)裂縫、泄漏等;(6)根據(jù)當(dāng)?shù)毓こ探?jīng)驗判斷,出現(xiàn)其他必須進行危險報警的情況。
基坑監(jiān)測成果表測點觀測值(m)沉降量(mm)累積沉降量觀測值(m)沉降量(mm)累積沉降量B1101.0503101.05060.30.3B2101.0197101.0190-0.7-0.7B3101.0183101.0164-1.9-1.9B4101.0109101.01281.91.9B5100.9949100.9931-1.8-1.8B6101.0377101.0353-2.4-2.4B7101.0191101.0186-0.5-0.5B8101.0380101.0379-0.1-0.1B9100.9848100.9846-0.2-0.2B10100.9726100.97451.91.9B11100.9774100.9750-2.4-2.4B12101.0139101.0122-1.7-1.7B13100.9379100.9372-0.7-0.7B14100.9471100.948111B15100.8684100.87011.71.7B16100.9564100.95761.21.2B17101.6319101.6305-1.4-1.4B18101.5862101.58761.41.4B19101.2303101.2283-2-2B20101.2006101.20130.70.7
測點觀測值(m)沉降量(mm)累積沉降量觀測值(m)沉降量(mm)累積沉降量B1101.05090.30.6101.0502-0.7-0.1B2101.0188-0.2-0.9101.0178-1-1.9B3101.0157-0.7-2.6101.01802.3-0.3B4101.01300.22.1101.01461.63.7B5100.9927-0.4-2.2100.99320.5-1.7B6101.0349-0.4-2.8101.0348-0.1-2.9B7101.0180-0.6-1.1101.0159-2.1-3.2B8101.0377-0.2-0.3101.0373-0.4-0.7B9100.98480.20100.98591.11.1B10100.9744-0.11.8100.9734-10.8B11100.97560.6-1.8100.97661-0.8B12101.01260.4-1.3101.0106-2-3.3B13100.9367-0.5-1.2100.9350-1.7-2.9B14100.94880.71.7100.94910.32B15100.87070.62.3100.87282.14.4B16100.95800.41.6100.96022.23.8B17101.63070.2-1.2101.63181.1-0.1B18101.5867-0.90.5101.58740.71.2B19101.22850.2-1.8101.22890.4-1.4B20101.2005-0.8-0.1101.1992-1.3-1.4
測點觀測值(m)沉降量(mm)累積沉降量觀測值(m)沉降量(mm)累積沉降量B1101.0494-0.8-0.9101.04950.1-0.8B2101.01911.3-0.6101.021121.4B3101.0171-0.9-1.2101.01922.10.9B4101.0114-3.20.5101.0094-2-1.5B5100.99431.1-0.6100.99621.91.3B6101.03550.7-2.2101.03812.60.4B7101.01913.20101.02243.33.3B8101.038310.3101.04122.93.2B9100.98660.71.8100.988623.8B10100.9704-3-2.2100.97151.1-1.1B11100.9756-1-1.8100.97802.40.6B12101.0101-0.5-3.8101.01272.6-1.2B13100.93833.30.4100.94294.65B14100.9465-2.6-0.6100.94872.21.6B15100.8698-31.4100.87000.21.6B16100.9575-2.71.1100.95760.11.2B17101.6311-0.7-0.8101.63120.1-0.7B18101.5844-3-1.8101.5842-0.2-2B19101.22991-0.4101.23141.51.1B20101.19960.4-1101.19970.1-0.9
測點觀測值(m)沉降量(mm)累積沉降量觀測值(m)沉降量(mm)累積沉降量B1101.05030.80101.0496-0.7-0.7B2101.02231.22.6101.0210-1.31.3B3101.0190-0.20.7101.0184-0.60.1B4101.0083-1.1-2.6101.0080-0.3-2.9B5100.9958-0.40.9100.9953-0.50.4B6101.0374-0.7-0.3101.0371-0.3-0.6B7101.02391.54.8101.0236-0.34.5B8101.04150.33.5101.0411-0.43.1B9100.98890.34.1100.9874-1.52.6B10100.97271.20.1100.9726-0.10B11100.9779-0.10.5100.9774-0.50B12101.0117-1-2.2101.0109-0.8-3B13100.9413-1.63.4100.9399-1.42B14100.948701.6100.9485-0.21.4B15100.87010.11.7100.8697-0.41.3B16100.95850.92.1100.95900.52.6B17101.6300-1.2-1.9101.63101-0.9B18101.58450.3-1.7101.5830-1.5-3.2B19101.23180.41.5101.23321.42.9B20101.1996-0.1-1101.20030.7-0.3
測點觀測值(m)沉降量(mm)累積沉降量觀測值(m)沉降量(mm)累積沉降量B1101.0495-0.1-0.8101.0472-2.3-3.1B2101.0198-1.20.1101.0177-2.1-2B3101.0181-0.3-0.2101.0168-1.3-1.5B4101.0074-0.6-3.5101.00952.1-1.4B5100.9939-1.4-1100.99581.90.9B6101.0367-0.4-1101.03690.2-0.8B7101.0225-1.13.4101.02340.94.3B8101.0405-0.62.5101.04302.55B9100.9861-1.31.3100.98832.23.5B10100.9723-0.3-0.3100.97300.70.4B11100.9767-0.7-0.7100.97851.81.1B12101.0096-1.3-4.3101.01151.9-2.4B13100.9390-0.91.1100.94081.82.9B14100.9481-0.41100.94991.82.8B15100.8694-0.31100.87121.82.8B16100.9579-1.11.5100.95951.63.1B17101.6304-0.6-1.5101.6299-0.5-2B18101.58411.1-2.1101.58440.3-1.8B19101.2330-0.22.7101.23461.64.3B20101.1996-0.7-1101.20121.60.6
測點觀測值(m)沉降量(mm)累積沉降量觀測值(m)沉降量(mm)累積沉降量B1101.04770.5-2.6101.0469-0.8-3.4B2101.0170-0.7-2.7101.0159-1.1-3.8B3101.01750.7-0.8101.0173-0.2-1B4101.01030.8-0.6101.0091-1.2-1.8B5100.99711.32.2100.99821.13.3B6101.03690-0.8101.03740.5-0.3B7101.0227-0.73.6101.0217-12.6B8101.0421-0.94.1101.0410-1.13B9100.98900.74.2100.9878-1.23B10100.9717-1.3-0.9100.9704-1.3-2.2B11100.97991.42.5100.9788-1.11.4B12101.01190.4-2101.0117-0.2-2.2B13100.941813.9100.941803.9B14100.95000.12.9100.95131.34.2B15100.8702-11.8100.8691-1.10.7B16100.9583-1.21.9100.95961.33.2B17101.63091-1101.6297-1.2-2.2B18101.58561.2-0.6101.5849-0.7-1.3B19101.2334-1.23.1101.23370.33.4B20101.20231.11.7101.2018-0.51.2
測點觀測值(m)沉降量(mm)累積沉降量觀測值(m)沉降量(mm)累積沉降量B1101.04912.2-1.2101.05051.40.2B2101.01963.7-0.1101.02202.42.3B3101.01780.5-0.5101.02012.31.8B4101.0070-2.1-3.9101.00932.3-1.6B5100.9943-3.9-0.6100.99682.51.9B6101.03952.11.8101.0391-0.41.4B7101.0204-1.31.3101.02120.82.1B8101.04140.43.4101.04180.43.8B9100.9871-0.72.3100.98952.44.7B10100.97040-2.2100.97231.9-0.3B11100.97960.82.2100.9788-0.81.4B12101.01260.9-1.3101.01290.3-1B13100.9416-0.23.7100.94301.45.1B14100.951304.2100.9489-2.41.8B15100.86920.10.8100.87091.72.5B16100.96091.34.5100.9581-2.81.7B17101.6286-1.1-3.3101.6278-0.8-4.1B18101.58540.5-0.8101.586410.2B19101.23420.53.9101.2319-2.31.6B20101.2012-0.60.6101.20301.82.4
變形監(jiān)測位移曲線圖
成果分析建議通過觀測并對成果進行整理分析,基坑回彈量小于30mm,根據(jù)《建筑變形測量規(guī)程》(JGJ/T8-97)和《工程測量規(guī)范》(GB50026-93規(guī)定,本基坑變形穩(wěn)定,可以安全使用。其中大部分沉降曲線都呈現(xiàn)波浪線形狀,上下起伏在4mm左右,趨于穩(wěn)定。基坑回彈及建筑群體的沉降情況,基坑平均回彈量為1.395cm,高層部分平均沉降量為1.33cm,沉降量小于回彈量。分析其原因,高層部分結(jié)構(gòu)荷載小于基坑開挖土的荷載,高層部分應(yīng)采用地基加固處理。在深埋基礎(chǔ)建筑的施工中,基礎(chǔ)底面將經(jīng)歷回彈——再壓縮——附加沉降的過程。本文通過對具體工程的深基坑回彈觀測及建筑物的沉降觀測,證明應(yīng)對高層部分地基進行加固處理的設(shè)計方案以確保改善高層建筑的沉降分布情況,大大減少差異沉降。
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