高层建筑沉降观测规范【高层建筑沉降观测方法与应用】

发布时间:2019-08-28 01:29:00 来源: 案例分析 点击:

  摘要:阐述高层建筑物沉降观测的实施方法,并对监测数据进行综合分析处理,寻求建筑物的沉降规律,及时为勘察设计施工部门提供可靠的资料及相应的沉降参数,避免造成建筑物主体结构的破坏或产生影响结构使用功能的裂缝,进而造成巨大的经济损失。
  关键词:工程;建筑物;沉降;观测与分析
  中图分类号:TU97 文献标识码:A
  引言
  随着现代城市不断的发展,土地资源日渐减少,各种样?#38477;?#39640;层及超高层建筑物越来越多。建筑物的兴建改变了地面原有的状态,也对建筑物的地基施加了压力,这就必然会引起地基及周围地面产生变形。为了使高层建筑物安全性得到保证,建筑物沉降观测的必要性和重要性愈得到人们的关注。
  1.建筑物的变形原因及沉降观测方法
  1.1 一般讲,引起建筑物变形原因主要有两方面:一是自然条件及其变化,即建筑物地基构造不均匀、另外也受到水文地质、土壤的物理性、大气温度等因素的影响而产生变形。另一种是与建筑物本身相联系的原因,即建筑物荷重、建筑物结构、型式及动荷载作用。
  1.2高层建筑物的变形按其类型来区分 ,可分为静态变形和动态变形。静态变形通常中指变形观测结果只表示在某一期间内变形值,也就是说,它只是时间函数;动态变形是指在外力影响下产生变形,故它是外力为函数表示动态系统对于时间变化 ,某观测结果是表示建筑 物在某个时刻瞬时变形。这两种变形是相互关联的,而沉降观测是建筑施工及建筑物变形监测重要组成部分,即测定建筑物均匀沉降和不均匀沉降。
  1.3 沉降观测方法应根据建筑物性质、使用情况、观测精度、 周围环境以及对观测要求来选定。本文案例就是采用精密水准测量从基准点测得建筑物上各个沉降点的高程,根据前后两次对同一沉降点进行观测得到高程差,从而得出这一沉降点的沉降量。
  2.沉降观测的实施要求
  2.1基准点、工作基点布设的要求
  基准点的的布设是沉降观测工作的基础,起着非常重要的作用。沉降观测的工作期限比较长,必须考虑基准点的长久稳固性,因此基准点应选在变形影响范围外且离工地较近的旧建筑物外墙上。因基准点布设在场地外围,联测路线过长,为了避免观测累查过大,在建筑场地内布设工作基点。由基准点和工作基点组成独立高程控制网,均匀分覆盖所有观测点,并与附近的国家水准点联测。
  2.2沉降监测点布设的要求
  根据有关规范标准,沉降监测点布设应?#38405;?#20840;面?#20174;?#24314;筑物地基变形特征并结合地?#26159;?#20917;及建筑结构特点?#33539;ā?#19968;般建筑物的沉降监测点要求以纵向及横向对称来布置,且均匀分布在建筑物周围。横向上沿外墙布设,相邻监测点之间间距以10~15m为宜;纵向上,监测点应设在主体的±0.00以上0.5m左右的外墙上较为合适。观测点的数量和位置,应能全面?#20174;?#24314;筑物的沉降情况 。
  2.3观测时间的要求
  建筑物的沉降观测时间有严格的要求,特别是?#29366;?#35266;测,否则沉降观测因得?#22351;?#20934;确数据而使整个观测无效 。其他各阶段的复测也必须根据工程进展情况定时进行,这样,才能得到准确的沉降情况或规律。相邻的两次观测时间间隔称为一个观测周期,一般高层建筑物的沉降观测按一定观测周期(如次/30天)或按建筑物的加荷情况?#21487;?#39640;一层 (或数层)为一观测周期 ,无论采取何种 方式都必须按测量方案中规定的观测周期准时进行 。
  2.4沉降观测精度要求
  根据建筑物的特性和设计单位的要求选择沉降观测精度的等级,一般的高层建筑物在施工过程中,采用二级水准测量的观测方法就能满足沉降观测的要求。
  3.观测的注意事项
  3.1在施工期间沉降观测次数安排不合理,会导致观测成果不能准确反应沉降曲线的细 ?#21208;?#21270;,因此,在荷载变化期间,回填土、结构每完成一层或结构(设备)安装等,增大荷载前后应进行观测?#22351;?#22522;础附近地面荷重突然增加,周围大量积水及暴雨后 ,周围大量挖土?#38477;齲?#22343;应增加次数进行观测。
  3.2沉降观测除第一次测量外,其余每次都是重复测量,避免了测量次数增多而导致误差积累,因此,沉降观测可以不采用闭合水准测量路线。如果观测只采用支水准测量路线时,某一沉降监测点在前后两期观测中出现高程值异常,则有以下两种原因:①测量误差太大,②确实出现较大的沉降。
  3.3在沉降观测过程中,当沉降量与时间关系曲线不是单边下行光滑曲线,而是起伏状现象时,这就要分析原因,进行修正。如果第二次观测出现回升,而以后各次观测?#31181;?#28176;下降,可能是?#29366;?#35266;测精度过低,若回升超过5mm 时,第一次观测作废 ,若回升在 5mm内,应将第二次与第一次的标高调整一致:如果曲线在某点突然回升,可能是观测点被碰动所致,因此,取相邻另一观测点的相同期间沉降量作为被碰观测点之沉降量:如果曲线 ?#38405;?#28857;起渐渐回升,一般是基点下沉所致,因此必须通过与高级水准点符合测量,?#33539;?#22522;点的下沉量 。
  4.沉降观测应用案例
  4.1工程概况
  ?#20301;?#20844;寓楼为12层框架结构。沉降监测网由基准网点及沉降监测点组成。基准网点由水准基点和工作基点组成。基准网点共布设了5个,点号分别为FM1、DX2、DX3、DX4及DX5。沉降监测点布设16个,点号分别为A1、A7、A11、A15、A19、A25、C3、C11、C15、C23、F2、F7、F11、F15、F19、F25。以下分别为基准网点布设略图和沉降监测点布设略图。
  基准网点布设略图
  
  
  
  
  
  
  注::DX2、DX3、DX4及DX5为水准基点; FM1为工作基点。
  沉降监测点布设略图
  
  4.2数据采集及处理
  4.2.1数据采集
  每次监测都对基准点作了稳定性检查,以DX2点作为测定的参考点。采用相同的观测网形和观测方法,使用固定仪器及人?#20445;?#36873;择最佳观测时段,在基本相同的环境和条件下进行观测。数据采集和各项限差?#21152;?#25968;码水准仪自动记录和控制,不进行人工干涉,监测数据均符合技术规范的规定。
  4.2.2数据处理
  ?#35762;?#25216;术采用现代测?#38752;?#21046;网数据通用软件进行。对监测网精度、高差中误差、高程中误差、每公里监测高差中误差均作评定,高程数字取位为0.1毫米。沉降是否进入稳定阶段,由沉降与时间关系来判定。如果监测对象还?#20013;?#36225;沉降,则应继续监测,最后直至沉降基本稳定(日平均沉降值小于0.01mm/d)为止。
  4.3观测成果
  表1 沉降监测点累计沉降量统计表
  
  
  
  
  表2 各次沉降监测平均沉降量、平均沉降速度
  
  
  
  
  4.4成果分析
  本次平均沉降量和累计平均沉降量、时间曲线图
  
  
  本次平均沉降速度和累计平均沉降速度、时间曲线图
  
  通过沉降观测成果表1、表2数据分析,该公寓楼略有反弹现象,但量?#21040;?#23567;。最大沉降量为1.1mm(C15号点),最小沉降量为0.3mm(F2号点和F7号点),基柱最大沉降差为0.8mm(C15号点与F2号点和F7号点)。累计平均沉降速度为0.003mm/d,每次监测累计平均沉降速度都小于沉降稳定指标(参考数值为0.01mm/d)。
  5.结束语
  在沉降观测工作过程中应尽?#21208;?#20813;人为及外界因素的干扰,严格按照有关规范标准操作,尽可能利用较少的工作基点观测更多的沉降监测点,以少设站,提高观测精度为主。只要做到方法正确、数据可靠,才能对建筑物进行正确分析,并判定建筑物整体沉降的异常变化,确保建筑物的安全
  
  
  参考文献:
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  (作者简介: 韩狄基,男,工程师,主要从事工程测量、专题图编制等工作。)
  

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