2018高层建筑沉降观测应用分析

1990046

　　摘要：由于建筑物在建造过程及投入使用后的安全问题日益增多，国家有关部门也明文规定必须在建筑物建设过程中进行变形监测，尤其是高层建筑其沉降变形量一旦超过限度，将会给生命财产带来极大危害，文章结合实例及数据分析了高层建筑施工过程沉降的整个过程，供同行业参考。
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　　关键词：高层建筑 沉降观测布点精度
　　Abstract: With the construction problems increased more and more, the national relative departments definitely regulated the distortion monitoring under the construction process, esp. once the high-rise subside distortion is over the limit, it will damage the lives largely, this paper, combining with the examples and data, analyzed the high-rise construction subside distortion process for references.
　　Key Words: high-rise; subside monitoring; point layout; precise
　　中图分类号： TU97文献标识码：A 文章编号：
　　引 言
　　在我国随着经济形势快速的发展，大规模的民用与工业建筑在很大程度上也得到了不断的提高。以各种高层建筑与大型桥梁的修建和设计也日益的增加，但是大型建筑物的修建过程当中，就会改变地面原始的平衡状态问题，所以，也就促使建筑物的基础地基因发生受力的改变从而导致地面的变形。因此，为了可以保证它们地基的使用期限和安全问题，这也促使建筑物在沉降观测过程中的重要性和必要性[1]。
　　1工程概况
　　某商住楼共26层，地下建筑为两层，用作停车场，建筑结构为框架剪力墙结构，施工至正负零后，开始沉降观测。
　　2建筑施工中沉降观测操作步骤
　　2.1观测的时间
　　进行高层建构筑施工沉降观测的一个重要条件是就是时间，尤其是第一次进行高层建筑施工沉降观测，必须严格按照时间进行，否则将会导致没有最原始的数据进行参考计算，也就使得观测的意义不完整。至于其他阶段的每一次复测，也都要根据工程的进展隋况来定时进行，不可以漏测。通过这样严密的安排，才能真正的得到准确规律。
　　2.2建立水准控制网
　　根据工程的特点布局、现场的环境条件制订测量施测方案，由建设单位提供的水准控制点根据工程的测量施测方案和布网原则的要求建立水准控制网。
　　2.3建立固定的观测路线
　　沉降观测点要埋设在最能反映沉降特征且便于观测的位置才能反映出建筑物的准确沉降情况。一般要求建筑物上设置的沉降观测点纵横向要对称，且相邻点之间间距以l5～30m为宜，均匀地分布在建筑物的周围。根据沉降观测点的埋设要求，或者是图纸设计的沉降观测点布点图，再来确定沉降观测点的具体位置。一定要在控制点与沉降观测点之间，建立一条固定的观测路线，作好标记桩，以此确保每一次的观测都是沿着同一条路线的。
　　2.4沉降观测
　　在观测点安稳固定以后，要及时的进行第一次观测。一般来说，第一次的观点应该从基础开始进行，然后在基础的纵横轴线上，按照之前设计好的位置，埋设沉降观测点，继而进行观测。第一次观测的数据要求精度严格，因为这个数据会是以后每一次观测的基础，所以在施测的时候，要用N2或N3级的精密水准仪，并且要观测两次以后再决定。‘
　　2.5数据整理并绘制沉降曲线
　　要将每一次的观测记录进行整理，并平差计算出每个观测点的高程值，再确定出沉降量，根据确定出的沉降量，列统计表进行汇总，然后绘制各观测点的沉降曲线，这样才能预测出建筑物的沉降趋势。
　　3布点方案及技术要求
　　3.1基准点的布设和要求
　　基准点是衡量建筑物沉降量的重要依据，因此，基准点必须坚固稳定和便于永久保存，建设尽可能使用城建部门建立的高等级水准点作为基准点，或者埋设在已建年代较长的建筑物上，这些点埋设的时间长，经过了多次复测，稳定性比较好。
　　基准点应埋在受压、受震以外，离建筑物30m以外，150m以内地方最好，深度至少在冰冻线0.5m，符合二等水准测量要求。
　　基准点一般最少要布设三个，以组成水准网，同时预防某基准点受到破坏时，不影响沉降观测。此工程观测高程控制网由3个基准点构成，分别是BM1、BM2、BM3，我们完全按照Ⅱ等水准量的观测要求进行，并对基准点定期进行了稳定性检查，复测后表明基准点稳定可以继续使用。
　　3.2观测点的布设和要求
　　观测点的布设根据建筑物的形状、大小、结构、荷重、地质条件、基础形式等因素综合分析，布点原则：从整体到局部，所有点位能够从总体上控制建筑物的沉降特性，先设计后实施，先在图纸上设计，然后修改、审批、确定。具体要求如下：
　　（1）一般要求建筑物上设置的沉降观测点纵向及横向要求对称，且相邻点之间以15～30m为宜，均匀分布在建筑物周围；
　　（2）布设在以能够反映建筑物变形特征和变形明显的部位；(如：设备基础、柱子基础、伸缩缝两旁、基础形式改变处、地质条件改变处、大楼四角、大转角、承重墙等等)
　　（3）观测点标高采用直径20mm，长约25cm的螺纹钢，先在墙上凿100～150mm深的孔眼，放人钢筋后，用水泥砂浆填实，露出外面约lOOmm，并向上弯曲，以供立尺用。
　　
　　图1沉降观测布点图
　　4观测方法、时间、精度
　　4.1观测方法
　　对本次沉降观测我们使用蔡司007自动安平精密水准仪和刻有基辅分划线的铟钢水准尺，并严格按照工程测量规范中Ⅱ等水准测量的要求，由基准点起立尺，按一定路线组成闭合路线测量，到可测量观测点时，采用支导线测量，获得观测沉降数据。
　　4.2观测时间
　　沉降观测对时间有严格的要求，特别是第一次观测，必须连续观测两次，取其平均值作起始数据，确保其准确可靠，以后根据大楼施工的进行，每上一层观测一次或每周观测一次，在主体封顶、装修完后，可根据沉降量的大小变化情况适当减少次数，每月观测一次，以后每2～3月、半年、一年观测一次，如最后3次观测点沉降速度小于0.O1～0.04mm／d，即进入稳定，可以不再观测；
　　此工程沉降观测从2009年2月24日至2009年7月28日，每周观测一次，累计观测21次。沉降观测必须符合一定精度，对一般建筑物来说，Ⅱ等水准测量的要求即可满足。具体如下：
　　（1）水准路线闭合差 ；
　　（2）前后视距≤50m，前后视距差≤1.0m，视距累计差≤3.0in；
　　（3）水准仪i角≤15″；
　　（4）基辅尺高差≤±0.7mm，基辅尺检核差≤±0.3mm。
　　5数据及成果分析
　　5.1 观测结果（如表1）
　　
　　
　　
　　表1各沉降点累计沉降量及沉降速度
　　5.2经过观测数据处理分析，得出沉降观测点沉降量-时间变化曲线图(如图2)
　　从表1可知该商住楼各点日沉降速度最大差均匀沉降。值(19号)0.111mm/d，日沉降速度最小(6号) 0.097mm/d，且该楼最大差异沉降量为2.1mm，反保映出沉降差异比较小，目前沉降相对稳定，属均匀沉降。
　　
　　图2沉降观测点沉降量一时间变化曲线
　　5.3 精度分析
　　（1）建筑变形网，范围不大，而要求较高，从保证成果可靠、数据处理方便考虑，由建网开始，不论证成果可靠、数据处理方考虑，由建网开始，不论地基土类型如何，均要求选设稳定与相对稳定的控制点作为选择基准的基础。但尽管如此，实际上由于自然或人为因素，控制点不可能是稳固不变的，因此，要求在各周期观测中对控制点作必要的稳定性检查或检测，在观测数据处理中，特别对于监测网，要对控制点进行点位稳定性检验。各类观测项目的各周期观测最终成果应该是建立在终选的、统一的稳定基准上。
　　(2)基准反映在平差中即参考系，平差方法实质上是选用某种数学模型去模拟实际变形的手段。当所选数学模型亦即所选参考系与实际变形接近(或一致)时，任何一种平差方法均能给出满意的结果，所计算的位移值与理论位移值之差，可控制在观测精度范围之内。反之，当所选参考系与实际变形不相符时，将产生模型误差。与实际变形的差异越大，对网点稳定性检验与位移值计算的影响越严重。
　　(3)对于沉降稳定控制指标的规定，按观测目的与要求之不同，归纳为两种：一种是对需要考虑分析变形规律或验证地基基础设计参数的重要监测、科研观测项目，以测量系统辨识最小沉降量的能力为依据，按最后三个周期观测的周期沉降量不大于2倍测量中误差作为稳定指标；另一种是对主要考虑建筑物安全使用(运营)的一般观测项目，以对建筑物不起任何损坏作用时的最小沉降量为依据，按沉降速度控制在0.01～0.04mm/d之内作为稳定指标J。
　　结 语
　　沉降观测是工程建设过程中一项要求严格的重要工作。观测结果将直接影响到建筑物的施工、运营，对人们生命财产起着保障作用。所以作为监测人员必须具有高度的责任心。沉降观测不仅是测量学的范畴，对于地质、建筑结构、工程力学都需要有一定的了解，这对整个沉降观测点位的选取、布设、建设物沉降变形的分析很重要。
　　参考文献
　　[1]毕学芳．建筑物沉降观测存在的问题研究[J]．价值工程，2009.1(71)．
　　[2]曾桓洪．建筑物沉降观测中存在的问题及处理方法田．四川建材，2006，(1)．
　　[3]高佑凯．建筑物沉降观测中存在的问题和处理[J].科技信息，2009，(12)．
　　
　　注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。