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摘要:隨著社會的發展,高層及超高層建筑物越來越多,為了保證建筑物的正常使用壽命及其安全性,并為以后的勘察設計施工提供可靠的資料及相應的沉降參數,必須在其施工過程中應用沉降觀測加強過程控制,以指導合理的施工工序,預防在施工過程中出現不均勻沉降,避免因為沉降原因造成建筑物主體結構的破壞或者產生影響結構使用功能的裂縫,而造成巨大的經濟損失。
關鍵詞:高層建筑沉降觀測,基準點
1. 沉降觀測的基本要求
1.1 儀器設備、人員素質的要求儀器設備的要求。
沉降觀測精度要求高,一般規定測量的誤差應小于變形值的1/10~1/20,為此要求沉降觀測應使用精密水準儀(S1或S05級),水準尺使用受環境及溫差變化影響小的高精度鋁合金水準尺。在首次觀測前對所用儀器的各項指標進行檢測校正,經計量單位予以鑒定。連續使用3~6個月要重新對所用儀器、設備進行檢校。人員素質的要求:必須接受專業學習及技能培訓,熟練掌握儀器的操作規程和熟悉測量理論,對實施過程中出現的問題能夠會分析原因,并正確的運用誤差理論進行平差計算,做到按時、快速、精確地完成每次觀測任務。
1.2 觀測點的布設
為了能夠準確反映出施工中建筑物的沉降量與沉降趨勢,沉降觀測點要埋設在最能反映沉降特征,觀測點應有足夠的數量,且設置在便于觀測的位置,以便準確測出整個建筑的沉降。布設時盡量選點在隱蔽的位置,避免和減少破壞建筑物的裝飾與外觀,以免產生不必要的糾紛。
1.3 觀測點埋設的要求
為了能夠反映出建(構)筑物的準確沉降情況,沉降觀測點要埋設在最能反映沉降特征且便于觀測的位置。一般要求建筑物上設置的沉降觀測點縱橫向要對稱,且相鄰點之間間距以15-30米為宜,均勻地分布在建筑物的周圍。
1.4 沉降觀測的原則
通常所說的沉降觀測依據的基準點、工作基點和被觀測物上的沉降觀測點,點位要穩定;所用儀器、設備要穩定;觀測人員要穩定;觀測時的環境條件基本一致;觀測路線、鏡位、程序和方法要固定。以上措施在客觀上盡量減少觀測誤差的不定性,使所測的結果具有統一的趨向性,保證各次復測結果與首次觀測的結果可比性更一致,使所觀測的沉降量更真實。
1.5 施測要求
儀器、設備的操作方法與觀測程序要熟悉、正確。在首次觀測前要對所用儀器的各項指標進行檢測校正,必要時經計量單位予以鑒定。連續使用3-6個月重新對所用儀器、設備進行檢校。在觀測過程中,操作人員要相互配合,工作協調一致,認真仔細,做到步步有校核。
1.6 沉降觀測精度的要求。
根據建筑物的特性和建設、設計單位的要求選擇沉降觀測精度的等級。再未有特除要求情況下,一般性的高層建構筑物施工過程中,采用二等水準測量的觀測方法就能滿足沉降觀測的要求。我們在河北省交通培訓中心工程施工過程中就采用二等水測量的觀測方法。
1.7 沉降觀測成果整理及計算要求
原始數據要真實可靠,記錄計算要符合施工測量規范的要求,依據正確,嚴謹有序,步步校核,結果有效的原則進行成果整理及計算。
2. 具體施測程序及步驟
2.1 建立水準控制網
根據工程的特點布局、現場的環境條件制訂測量施測方案,由建設單位提供的水準控制點(或城市精密導線點),根據工程的測量施測方案和布網原則的要求建立水準控制網。水準控制網的要求:一般高層建筑物周圍要布置三個以上水準點,水準點的間距不大于100米。在場區內任何地方架設儀器至少后視到兩個水準點,并且場區內各水準點構成閉合圖形,以便閉合檢校。各水準點要設在建筑物開挖、地面沉降和震動區范圍之外,水準點的埋深要符合二等水準測量的要求(大于1.5米)。根據工程特點,建立合理的水準控制網,與基準點聯測,平差計算出各水準點的高程。
2.2 建立固定的觀測路線
由場區水準控制網,依據沉降觀測點的埋設要求或圖紙設計的沉降觀測點布點圖,確定沉降觀測點的位置。在控制點與沉降觀測點之間建立固定的觀測路線,并在架設儀器站點與轉點處作好標記樁,保證各次觀測均沿統一路線。
2.3 沉降觀測
根據編制的工程施測方案及確定的觀測周期,首次觀測應在觀測點安穩固后及時進行。一般高層建筑物有一或數層地下結構,首次觀測應自基礎開始,在基礎的縱橫軸線上(基礎局邊)按設計好的位置埋設沉降觀測點(臨時的),等臨時觀測點穩固好,進行首次觀測。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,其精度要求非常高,施測時一般用N2或N3級精密水準儀。并且要求每個觀測點首次高程應在同期觀測兩次后決定。隨著結構每升高一層,臨時觀測點移上一層并進行觀測直到±0.00再按規定埋設永久觀測點(為便于觀測可將永久觀測點設于+500mm)。然后每施工一層就復測一次,直至竣工。
2.4 平差計算。
將各次觀測記錄整理檢查無誤后,進行平差計算,求出各次每個觀測點的高程值,從而確定出沉降量。
2.5 統計表匯總
根據各觀測周期平差計算的沉降量,列統計表,進行匯總。繪制各觀測點的下沉曲線首先建立下沉曲線坐標,橫坐標為時間坐標,縱坐標上半部為荷載值,下半部為各沉降觀測周期的沉降量。將統計表中各觀測點對應的觀測周期所測得沉降量畫于坐標中,并將相應的荷載值也畫于坐標中,連線,就得到對應于荷載值的沉降曲線。根據沉降量統計表和沉降曲線圖,我們可以預測建筑物的沉降趨勢,將建筑物的沉降情況及時的反饋到有關主管部門,正確地指導施工。特別座在沉陷性較大的地基上重要建筑物的不均勻沉降的觀測顯得更為重要。
2.6 觀測中的注意事項
嚴格按測量規范的要求施測。前后視觀測最好用同一水平尺。各次觀測必須按照固定的觀測路線進行。觀測時要避免陽光直射,且各觀測環境基本一致。成像清晰、穩定時再讀數。隨時觀測,隨時檢核計算,觀測時要-氣呵成。在雨季前后要聯測,檢查水準點的標高是否有變動。將各次所觀測沉降情況及時反饋有關部門,當建筑物每天(24h)連續沉降量超過1mm時應停止施工,會同有關部門采取應急措施。
3. 觀測中的其它注意事項
由于現行規范對施工單位施工過程的沉降觀測要求不明朗,這對施工單位在建筑物沉降觀測精度選擇隨意性較大,但是精度的高低直接關系到沉降觀測成敗。對沉降觀測精度選擇既不能太高也不能太低,要合理適宜,適合工程特性的需要。既不造成無謂的浪費也要保證觀測結果的準確性。建筑物施工沉降監測中每次觀測必須堅持一定的工作原則,較少監測中的系統誤差和人為誤差,可以盡量減少觀測誤差的不定性,使所測的結果具有統一的趨向性,保證各次觀測結果與首次觀測的結果具有可比性,使所觀測的沉降量更真實。監測過程中必須遵循:沉降觀測依據的基準點、工作基點和被觀測物上的沉降觀測點其點位要穩定;測量用儀器、設備要穩定;觀測者應固定;每次觀測時的環境條件基本一致;觀測路線、鏡位、程序和方法要固定。當建筑物每天(24小時內)連續沉降量超過1mm時應該停止施工,會同有關部門采取應急措施,以免建筑物發生危險。
4結語
對高層建筑施工過程進行沉降監測具有極為重要的作用,既可以加強施工過程監控,指導項目經理制定合理的施工工序,又可以避免及預防在施工過程中出現不均勻沉降現象,及時反饋信息為勘察設計施工部門提供詳盡的第一手資料。通過沉降監測了解沉降原因,施工單位制定相應對策以避免建筑物主體結構的破壞或產生影響結構使用功能的裂縫,造成不必要的巨大的經濟損失。
參考文獻:
[1]建設部.《工程測量規范》GBJ201-93.北京.中國建筑工業出版社. 1994
[2]建設部.《建筑變形測量規程》JGJ/T8-97.北京.中國建筑工業出版社. 1997
[3]廖志輝.《建筑施工技術》[M].北京:中國建筑工業出版社.2006