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        淺談高層建筑沉降監(jiān)測(cè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)控制

        2016-09-29 13:07:14
        科技視界 2016年20期
        關(guān)鍵詞:關(guān)鍵環(huán)節(jié)高層建筑控制

        劉全

        【摘 要】在高層建筑施工及使用過程必須進(jìn)行變形監(jiān)測(cè),本文結(jié)合工程實(shí)例,針對(duì)高層建筑沉降監(jiān)測(cè)具體施工方案,系統(tǒng)分析高層建筑沉降監(jiān)測(cè)操作流程,提出監(jiān)測(cè)控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

        【關(guān)鍵詞】高層建筑;沉降監(jiān)測(cè);關(guān)鍵環(huán)節(jié);控制

        0 引言

        建筑物尤其高層建筑施工過程中,會(huì)對(duì)周圍的土體及建筑物本身產(chǎn)生一定的影響。由于地質(zhì)條件、荷載條件、材料性質(zhì)、施工條件和外界其它因素的復(fù)雜影響,很難單純從理論上預(yù)測(cè)工程中可能發(fā)生的問題,而且理論預(yù)測(cè)值也不可能準(zhǔn)確地反映工程沉降變形的各種變化。因此在理論指導(dǎo)下進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)工程變形監(jiān)測(cè)十分必要,即在荷載增加施工過程期間,周期性對(duì)高層建筑物進(jìn)行觀測(cè),并根據(jù)監(jiān)測(cè)成果相應(yīng)地及時(shí)調(diào)整施工速率及采取相應(yīng)的措施,確保建筑施工及正常使用安全。下面以實(shí)例來分析高層建筑沉降監(jiān)測(cè)流程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)控制。

        1 工程概況

        圖書館樓群工程位于某大學(xué)校園內(nèi),平面布置呈八字形交叉,地下1層,地上13層,采用鋼筋混凝土框筒結(jié)構(gòu),基礎(chǔ)為機(jī)械旋挖灌注樁。項(xiàng)目用地面積29570 平方米,總建筑面積53393平方米,占地面積8427 平方米。設(shè)計(jì)要求進(jìn)行沉降觀測(cè),在建筑物的角點(diǎn)及其他關(guān)鍵部位設(shè)置觀測(cè)點(diǎn),施工階段及后續(xù)使用階段均需嚴(yán)格監(jiān)測(cè)。工程擬建場(chǎng)地為崗地地貌,屬坡沖積成因。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料,場(chǎng)地一定范圍內(nèi)無活動(dòng)性斷裂帶通過,勘察結(jié)果也未發(fā)現(xiàn)新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的跡象。

        2 沉降監(jiān)測(cè)一般流程

        2.1 現(xiàn)場(chǎng)踏勘,收集資料

        監(jiān)測(cè)人員實(shí)地察看場(chǎng)地地形地貌,地質(zhì)及水文條件,周邊基礎(chǔ)設(shè)施和地下管線等狀況;聯(lián)系工程施工項(xiàng)目部,收集施工圖,地質(zhì)勘察報(bào)告,周邊建筑物、構(gòu)筑物、地下管線等分布圖;更新測(cè)量技術(shù)規(guī)范,收集當(dāng)?shù)貧庀筚Y料和其他相關(guān)工程資料。

        2.2 制定監(jiān)測(cè)方案

        建立監(jiān)測(cè)小組,由具備豐富施工監(jiān)測(cè)經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員,根據(jù)工程特點(diǎn)、場(chǎng)地地質(zhì)水文條件,制定監(jiān)測(cè)技術(shù)方案,監(jiān)測(cè)方案應(yīng)提出針對(duì)性強(qiáng)的監(jiān)測(cè)計(jì)劃、質(zhì)量保證措施,并報(bào)相關(guān)單位認(rèn)可。

        2.3 展開前期準(zhǔn)備工作,設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)、校驗(yàn)設(shè)備、儀器

        2.3.1 基準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)。通常在監(jiān)測(cè)范圍外布設(shè)多個(gè)穩(wěn)定可靠的標(biāo)志作為基準(zhǔn)點(diǎn);為了方便觀測(cè),在待測(cè)工程附近選取地質(zhì)條件良好、易于長(zhǎng)期保存的地方布設(shè)1-2個(gè)工作基點(diǎn);在建筑物上合理布設(shè)若干個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn),以精確觀測(cè)建筑物的沉降情況。

        2.3.2 從可靠性、通用性、經(jīng)濟(jì)性、測(cè)量原理、精度和量程等方面綜合考慮選擇監(jiān)測(cè)儀器;監(jiān)測(cè)儀器和元件在使用前進(jìn)行檢定和調(diào)試;指定專人做好監(jiān)測(cè)儀器和元件的保管和管理工作。

        2.4 監(jiān)測(cè)點(diǎn)和設(shè)備、儀器、元件驗(yàn)收

        由監(jiān)測(cè)小組負(fù)責(zé)人組織相關(guān)技術(shù)人員全面核對(duì)驗(yàn)收,不合格者必須加固、調(diào)整、更換。

        2.5 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)

        監(jiān)測(cè)小組按監(jiān)測(cè)方案及時(shí)進(jìn)行點(diǎn)位測(cè)量、記錄,重點(diǎn)記載施工進(jìn)度、荷載量變動(dòng)等各種影響沉降變化和異常的情況。

        2.6 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的計(jì)算、整理、分析及報(bào)表反饋

        對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)整理,計(jì)算觀測(cè)點(diǎn)的沉降量、沉降差和沉降速度;監(jiān)測(cè)工作應(yīng)分階段、分工序?qū)y(cè)量結(jié)果進(jìn)行總結(jié)和分析反饋。

        3 沉降監(jiān)測(cè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)控制

        為了準(zhǔn)確實(shí)時(shí)掌握施工過程中建筑物變形發(fā)展?fàn)顟B(tài)以及周圍相關(guān)設(shè)施變形情況,除了全面遵循沉降監(jiān)測(cè)操作流程,還需事先分析監(jiān)測(cè)流程的關(guān)鍵環(huán)節(jié),并對(duì)其中關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行控制,包括點(diǎn)位的布設(shè),觀測(cè)精度的確定,周期與頻次的選擇、監(jiān)測(cè)小組建構(gòu)等。以下是工程監(jiān)測(cè)小組針對(duì)某圖書館樓群沉降監(jiān)測(cè)擬定的關(guān)鍵控制環(huán)節(jié)。

        3.1 點(diǎn)位布設(shè)

        按照測(cè)量規(guī)范與設(shè)計(jì)要求,結(jié)合工程總平面圖、周邊場(chǎng)地情況,合理布置水準(zhǔn)點(diǎn)和觀測(cè)點(diǎn)。

        3.1.1 水準(zhǔn)基點(diǎn)布設(shè)

        在監(jiān)測(cè)范圍外布設(shè)3個(gè)穩(wěn)定可靠的標(biāo)志作為基準(zhǔn)點(diǎn)。為了方便觀測(cè),在圖書館工程附近選取地質(zhì)條件良好、易于長(zhǎng)期保存的地方布設(shè)兩個(gè)工作基點(diǎn)。上述5基準(zhǔn)點(diǎn)組成閉合環(huán)高程路線控制網(wǎng),觀測(cè)點(diǎn)與所聯(lián)測(cè)的控制點(diǎn)組成擴(kuò)展網(wǎng),控制網(wǎng)點(diǎn)要求如下:

        1)鑒于該工程工期較長(zhǎng),沉降觀測(cè)持續(xù)約3年左右,為便于沉降觀測(cè)的順利實(shí)施,必須設(shè)立穩(wěn)固可靠的沉降觀測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn),結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件及周邊地形環(huán)境,在遠(yuǎn)離該工程變形影響區(qū)域的地方埋設(shè)3個(gè)水準(zhǔn)基點(diǎn)標(biāo)石于強(qiáng)風(fēng)化基巖層上,采用現(xiàn)澆混凝土基座。

        2)工作基點(diǎn)埋設(shè)在穩(wěn)定基巖層上,工作基點(diǎn)布設(shè)位置根據(jù)構(gòu)網(wǎng)合理確定。

        3)水準(zhǔn)點(diǎn)完全避開城市交通干道、地下管線、松軟填土區(qū)、校園內(nèi)山體滑坡地段等不穩(wěn)定、干擾區(qū)域。

        4)基準(zhǔn)點(diǎn)形成一條閉合水準(zhǔn)線路,基準(zhǔn)點(diǎn)、工作基點(diǎn)水準(zhǔn)路線長(zhǎng)約2公里,按照《建筑物工程測(cè)量規(guī)范》垂直沉降監(jiān)測(cè)控制網(wǎng)主要技術(shù)要求進(jìn)行觀測(cè)。為檢測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)的穩(wěn)定性,每隔1個(gè)月對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測(cè)、聯(lián)測(cè),確保測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的真實(shí)性。

        3.1.2 監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)

        建筑物上布設(shè)31個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn),以觀測(cè)建筑物的下沉情況。建筑物垂直沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置在建筑物的四角、中點(diǎn),沿周邊布設(shè)間距15m。監(jiān)測(cè)點(diǎn)直接用電錘在建筑物外側(cè)墻體上打洞,并將L型沉降標(biāo)打入,并在孔內(nèi)注入環(huán)氧樹脂膠,確保沉降標(biāo)的穩(wěn)定牢固。沉降觀測(cè)點(diǎn)的埋設(shè)特別注意保證在點(diǎn)上垂直置尺和良好的通視條件。

        3.1.3 點(diǎn)號(hào)編序

        選取圖書館周圍影響源之外環(huán)校西路上,工學(xué)院教學(xué)樓、學(xué)術(shù)交流中心與教工宿舍墻角處,布設(shè)3個(gè)為基準(zhǔn)點(diǎn)(BM1-BM3),在圖書館附近選擇便于觀測(cè)的點(diǎn)作為工作基點(diǎn)(BM4-BM5),前后視線通暢,便于觀測(cè)。在建筑物布設(shè)了34個(gè)沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn),具體點(diǎn)位布設(shè)位置見圖1。

        圖1 圖書館樓群工程沉降觀測(cè)點(diǎn)位布設(shè)示意圖

        3.1.4 監(jiān)測(cè)點(diǎn)位保護(hù)

        教育提醒全體施工人員,保護(hù)好工作基準(zhǔn)點(diǎn)和觀測(cè)點(diǎn),使之容易進(jìn)入和通視,防止點(diǎn)位受到機(jī)械和人為的破壞,如有破壞則及時(shí)補(bǔ)救,并詳細(xì)作出記錄備查。

        3.2 變形觀測(cè)的精度

        觀測(cè)的精度直接影響工程建筑物的變形觀測(cè)結(jié)果。通常變形觀測(cè)的精度由工程建筑物允許變形值的大小和觀測(cè)目的決定,按《建筑變形測(cè)量規(guī)范》JGJ8-2007執(zhí)行,觀測(cè)的中誤差應(yīng)小于允許變形值的1/20-1/10。設(shè)計(jì)要求圖書館樓群工程變形測(cè)量等級(jí)為二級(jí)精度;主要技術(shù)指標(biāo):每站高差中誤差±0.5mm,相鄰基準(zhǔn)點(diǎn)高差中誤差±0.3mm。

        3.3 監(jiān)測(cè)時(shí)間與頻次

        沉降觀測(cè)的時(shí)間和次數(shù),應(yīng)根據(jù)工程性質(zhì)、工程進(jìn)度、地基土質(zhì)情況及基礎(chǔ)荷重增加情況等決定。該工程擬定沉降觀測(cè)次數(shù)和需重點(diǎn)關(guān)注的時(shí)間節(jié)點(diǎn)與頻率:

        1)建筑施工階段:隨施工進(jìn)度進(jìn)行,每施工完成一層觀測(cè)一次約13次。

        2)主體封頂至使用階段,每一季1次(約4次);第兩年每半年1次,第3年每半年1次直至沉降穩(wěn)定(一般連續(xù)二次半年沉降量不超過2MM為止)。沉降穩(wěn)定應(yīng)由沉降量與時(shí)間關(guān)系曲線判定,當(dāng)最后100天的沉降速率小于0.01-0.04mm/d,可認(rèn)為是已進(jìn)入穩(wěn)定階段。觀測(cè)總周期約為3年計(jì)21次。

        3)較大荷載增加前后(如澆灌混凝土、基坑回填等),立即進(jìn)行逐日或2-3天一次的連續(xù)觀測(cè)。

        4)工程所在地為長(zhǎng)江下游,上半年降雨頻繁,降雨強(qiáng)度大,給監(jiān)測(cè)工作帶來一定的困難,因此特別加強(qiáng)一些雨季施工的如基礎(chǔ)工程監(jiān)測(cè)頻率。

        3.4 監(jiān)測(cè)小組建構(gòu)

        成立5人監(jiān)測(cè)組,由1名工程師、2名助工和2名普工組成;其中一名工程師任項(xiàng)目經(jīng)理,對(duì)測(cè)量組織、成果分析等全權(quán)負(fù)責(zé)。技術(shù)人員經(jīng)過專業(yè)學(xué)習(xí),能熟練掌握儀器的操作規(guī)程,熟悉測(cè)量理論,職責(zé)分工明確(固定崗位):測(cè)量人員負(fù)責(zé)沉降觀測(cè)的全過程;記錄人員負(fù)責(zé)觀測(cè)數(shù)據(jù)記錄及資料的整理;跑尺人員負(fù)責(zé)立水準(zhǔn)尺。監(jiān)測(cè)技術(shù)人員按監(jiān)測(cè)方案認(rèn)真組織實(shí)施,并與其它環(huán)節(jié)緊密配合。

        4 結(jié)論與啟示

        高層建筑從施工到使用都必須進(jìn)行變形觀測(cè),從應(yīng)用的角度考慮,應(yīng)區(qū)分不同工程狀況,對(duì)沉降監(jiān)測(cè)進(jìn)行關(guān)鍵環(huán)節(jié)控制。在前述圖書館樓群沉降監(jiān)測(cè)過程中,監(jiān)測(cè)小組制定周密的監(jiān)測(cè)技術(shù)方案,按照沉降觀測(cè)“五定”原則,結(jié)合施工條件,地質(zhì)情況,建筑物的結(jié)構(gòu)形狀等因素,通過對(duì)監(jiān)測(cè)方案關(guān)鍵環(huán)節(jié)質(zhì)量的控制,減少數(shù)據(jù)中的粗差(誤差),確保了監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性,有效節(jié)省了部分人力物力投入,順利實(shí)現(xiàn)工程沉降監(jiān)測(cè)目的。

        【參考文獻(xiàn)】

        [1]張正祿.工程測(cè)量學(xué)[M].武漢:武漢大學(xué)出版社,2002.

        [2]GB50026-2007 工程測(cè)量規(guī)范[S].國(guó)家.

        [3]JGJ/8-2007 建筑變形測(cè)量規(guī)范[S].國(guó)家.

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