中交第二航務(wù)工程勘察設(shè)計院廣州分院 呂圣華

某大廈沉降監(jiān)測實踐與總結(jié)

中交第二航務(wù)工程勘察設(shè)計院廣州分院 呂圣華

建筑物在施工期間及竣工后一段時間內(nèi),普遍存在地基沉降現(xiàn)象,本文結(jié)合工程實例,對建筑物沉降監(jiān)測的一般技術(shù)、方法進行了簡單的探討,并對最終沉降量進行了預(yù)測。

沉降監(jiān)測沉降量數(shù)據(jù)分析預(yù)測

一、一般沉降監(jiān)測的基本技術(shù)要求

為了加強高層建筑物在施工過程中的質(zhì)量監(jiān)控,及時發(fā)現(xiàn)并掌握其沉降情況,為設(shè)計及施工提供可靠的參考數(shù)據(jù),施工過程中的沉降監(jiān)測顯得尤為重要。

為了提高監(jiān)測數(shù)據(jù)的可靠性,真實反映建筑物的沉降規(guī)律,要求做到以下幾個方面:首先盡量固定人員及設(shè)備,固定觀測路線和觀測方法,盡量減少觀測誤差對數(shù)據(jù)的影響;其次,沉降觀測點埋設(shè)在最能反映沉降特征且便于觀測的位置,相鄰點間距15～30米為宜,均勻地分布在建筑物的四周,盡量縱橫方向分別對稱;再次,一般性的高層建筑物施工過程中,采用二等水準測量的觀測方法就能滿足沉降觀測的要求;最后,水準基點2～3個,埋設(shè)在建筑物周圍穩(wěn)固的、不受施工影響的地方。

二、工程概況

該大廈基礎(chǔ)基本呈長方形,長約70米,寬約30米,地下2層,地上25層,從2004年10月開始,每施工完成2層觀測一次,結(jié)構(gòu)封頂后,2個月觀測一次,項目竣工后每半年觀測一次,到2006年10月,共觀測了16次。

三、監(jiān)測實施

1.水準基點的埋設(shè)

在距大廈約50的地方埋設(shè)水準基點3個,編號為BM1、BM2、BM3,采用鉆孔式,入中風(fēng)化巖1米,然后下入鋼管,注水泥漿,做成砼墩。假定BM1的高程為一常數(shù),采用一等水準測量方法,得到BM2、BM3的高程,每次監(jiān)測均檢查基點之間的高差是否有變化。

2.沉降監(jiān)測點的埋設(shè)

監(jiān)測點的位置如圖1所示,大體均勻地分布于建筑物的外圍,利用爆炸螺絲固定,螺絲略向上傾斜,以便使其與水準尺的底部接觸面積最小,距地面高約0.7米。通過業(yè)主與施工企業(yè)的配合,做到在觀測期間內(nèi),監(jiān)測點不因外墻面的施工而被掩蓋或破壞。

圖1

3.監(jiān)測方法

(1)按二等水準測量規(guī)范要求進行;各項限差為:環(huán)閉合差△h≤2√L(L為觀測路線長度);前后視距≤30米;前后視距差≤1米;前后視距累積差≤3米;采用N2精度水準儀,銦鋼水準尺。

(2)測站數(shù)控制為偶數(shù),同一測站不進行兩次調(diào)焦,儀器的傾斜旋鈕和測微旋鈕,其最后旋轉(zhuǎn)方向均應(yīng)為旋進。

(3)沉降監(jiān)測點和水準基點構(gòu)成閉合觀測路線,且每次盡量按照同一觀測路線進行。

四、數(shù)據(jù)處理及分析

1.觀測數(shù)據(jù)計算與統(tǒng)計

對外業(yè)數(shù)據(jù)進行檢查,在水準閉合差小于規(guī)范規(guī)定的情況下,進行平差處理,得到每個監(jiān)測點每期觀測的高程值,累計沉降量統(tǒng)計如表1;所有沉降量在28.76mm～34.22mm之間,平均沉降量為31.96mm。

表1 觀測沉降量統(tǒng)計表(單位:mm)

根據(jù)各監(jiān)測點的每期觀測所得高程值,可以繪制各個監(jiān)測點沉降量與時間、及樓層數(shù)的關(guān)系曲線圖(即圖2)。從關(guān)系曲線圖可以看出,在整個觀測期間,每個監(jiān)測點均呈現(xiàn)沉降趨勢,且趨勢基本一致。隨著建筑物高度的增加,沉降幅度非常明顯;待建筑物封頂后,沉降幅度逐步減小,并且有趨于穩(wěn)定的趨勢。最大沉降量為34.22mm,≤40mm的規(guī)范要求,為1號點;最小沉降量為28.76mm,為4號點;兩點間最大沉降變化差值為5.46mm,因此可以認為,該建筑物沉降變化非常均勻,這是衡量建筑物安全性的一個重要指標。

圖2 監(jiān)測點沉降關(guān)系曲線圖

2.最終沉降量預(yù)測

通過對監(jiān)測點的觀測數(shù)據(jù)進行整理、分析,可以得到建筑物的沉降變形規(guī)律,一般采用數(shù)學(xué)模型擬合的方法進行,其中曲線擬合是最常用的方法之一。這里介紹一個比較簡單但非常實用的最終沉降量預(yù)測方法,叫做指數(shù)曲線三點法,最終公式為:

推導(dǎo)過程見有關(guān)參考文獻。式中S1、S2、S3分別為建筑物t1、t2、t3時間的沉降量,要求在建筑物荷載基本停止增加以后,選取三個時間的沉降量,并且要求t1到t2、t2到t3的時間間隔相等,且t3一般選取最后一次觀測時間。本工程中,依次選取最后三次觀測時間所對應(yīng)的沉降量為S1、S2、S3,代入“式1”,得到各監(jiān)測點最終沉降量預(yù)測值,如表2:

表2 最終沉降量預(yù)測統(tǒng)計表

可見,各監(jiān)測點最終沉降量預(yù)測值≤40mm,滿足規(guī)范要求。

五、結(jié)束語

本工程中,各沉降監(jiān)測點的觀測沉降量和最終預(yù)測沉降量均小于規(guī)范要求。

建筑物的沉降監(jiān)測,屬于精密工程測量,同是也是判斷建筑物沉降安全性的一個非常重要的指標,因此要求觀測人員具有高度的責任心和熟練的工作技能,嚴格按照操作規(guī)范和精度指標開展工作,以便得到最能反映建筑物真實情況的監(jiān)測數(shù)據(jù),為有關(guān)部門提供精確的第一手資料。根據(jù)本人的工作實踐,對建筑物沉降監(jiān)測與數(shù)據(jù)處理的方法進行了簡單的總結(jié)與探討,以便指導(dǎo)和提高日后的建筑物沉降監(jiān)測工作!

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