張正妹/廣州市城市規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院

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高層建筑物沉降變形監(jiān)測(cè)探討

張正妹/廣州市城市規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院

【摘 要】隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，建筑設(shè)計(jì)施工技術(shù)的水平也日臻成熟完善，同時(shí)，因土地資源日漸減少與人口增長(zhǎng)之間日益突出的矛盾，高層及超高層建筑物越來(lái)越多。為了保證建筑物的順利施工和施工后的安全運(yùn)營(yíng)，這就有必要使用到沉降變形監(jiān)測(cè)技術(shù)。本文根據(jù)作者多年工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)高層建筑物的沉降變形監(jiān)測(cè)問(wèn)題進(jìn)行了探討，旨在為同行提供一個(gè)參考。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；沉降變形；監(jiān)測(cè)

在對(duì)建筑物沉降變形進(jìn)行監(jiān)測(cè)過(guò)程中，我們應(yīng)該根據(jù)建筑物的實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行觀測(cè)方法的選擇，并且要對(duì)沉降觀測(cè)的結(jié)果進(jìn)行科學(xué)的處理和分析，還要對(duì)建筑物沉降變形監(jiān)測(cè)過(guò)程中常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行合理的解決，將沉降變形變化的規(guī)律進(jìn)行準(zhǔn)確的掌握，最終為建筑物的防災(zāi)減災(zāi)工作提供一個(gè)科學(xué)、準(zhǔn)確的依據(jù)。

一、沉降變形監(jiān)測(cè)應(yīng)遵循的原則

高層建筑物的沉降變形監(jiān)測(cè)中主要采用一種二等水準(zhǔn)的測(cè)量方法來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，要求我們?cè)谧鳂I(yè)的過(guò)程中對(duì)二等水準(zhǔn)測(cè)量精度進(jìn)行遵從，使得我們所觀測(cè)的建筑物沉降變形量更加可靠和真實(shí)，建筑物的沉降觀測(cè)從始至終都遵循五定的原則，所謂的五定原則主要包括：建筑物沉降變形監(jiān)測(cè)路線、方法、程序、立尺位固定；建筑物沉降變形監(jiān)測(cè)條件環(huán)境固定；建筑物沉降變形觀測(cè)所使用設(shè)備、儀器固定；建筑物沉降變形觀測(cè)人員固定；監(jiān)測(cè)點(diǎn)和基準(zhǔn)點(diǎn)固定。在每一次監(jiān)測(cè)完成以后，我們都應(yīng)該要及時(shí)的對(duì)建筑物沉降變形監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，我們除了對(duì)其進(jìn)行必要的檢查以外，還要進(jìn)行十分嚴(yán)格水準(zhǔn)網(wǎng)平差，因?yàn)樵谖覀冞M(jìn)行建筑物沉降變形觀測(cè)的時(shí)候，水準(zhǔn)路線并不長(zhǎng)，閉合差能夠按照觀測(cè)站數(shù)進(jìn)行平均的分配。建筑物的沉降變形監(jiān)測(cè)要求我們對(duì)工程沉降變形觀測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，但是經(jīng)過(guò)仔細(xì)觀察以后不難發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)的觀測(cè)點(diǎn)都符合建筑物的沉降變化的規(guī)律，但是，我們不能夠?qū)ΡO(jiān)測(cè)工作抱有一種懈怠的心情，必須要認(rèn)真進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

二、工作基點(diǎn)和觀測(cè)點(diǎn)標(biāo)志的布設(shè)

工作基點(diǎn)是沉降觀測(cè)的基準(zhǔn)點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)該建筑物設(shè)計(jì)要求和《建筑變形測(cè)量規(guī)范》建立。依據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)，一般高層建筑物周?chē)荚O(shè)三個(gè)基點(diǎn)，且與建筑物相距50m至100m 間的范圍為宜?；c(diǎn)可利用已有的、穩(wěn)定性好的埋石點(diǎn)和墻腳水準(zhǔn)點(diǎn)，也可以在該區(qū)域內(nèi)基礎(chǔ)穩(wěn)定、修建時(shí)間長(zhǎng)的建筑物上設(shè)置墻腳水準(zhǔn)點(diǎn)。若區(qū)域內(nèi)不具備上述條件，則可按相應(yīng)要求，選在隱蔽性好且通視良好、確保安全的地方埋設(shè)基點(diǎn)。沉降觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè)應(yīng)能全面、正確反映建筑物沉降的情況。布設(shè)觀測(cè)點(diǎn)時(shí)應(yīng)考慮建筑物的大小、荷重、基礎(chǔ)形式及地質(zhì)條件等。一般要求建筑物上設(shè)置的沉降觀測(cè)點(diǎn)縱橫向要對(duì)稱(chēng)，且相鄰點(diǎn)之間間距以15～30米為宜，均勻地分布在建筑物的周?chē)?。它一般布設(shè)在建筑物四角、建筑物裂縫和沉降縫兩側(cè)及地質(zhì)條件有明顯不同的區(qū)段。

另外還要注意在布置沉降觀測(cè)的基準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)，必須與觀測(cè)點(diǎn)有機(jī)的結(jié)合，形成一體化的觀測(cè)網(wǎng)。在布置基準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)應(yīng)該避開(kāi)施工變形區(qū)域以及地下基礎(chǔ)設(shè)施，與此同時(shí)基準(zhǔn)點(diǎn)選區(qū)之后應(yīng)該提前埋設(shè)，并確保基準(zhǔn)點(diǎn)埋設(shè)之后不受到碰撞，基準(zhǔn)點(diǎn)的埋設(shè)點(diǎn)應(yīng)該便于后期維護(hù)監(jiān)測(cè)。

由于沉陷觀測(cè)貫穿于整個(gè)工程的始末，受施工干擾大，基準(zhǔn)點(diǎn)之間的水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)，可采用閉合水準(zhǔn)路線的形式；監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間的水準(zhǔn)觀測(cè)，也應(yīng)采用閉合水準(zhǔn)路線的形式，并至少應(yīng)構(gòu)成2個(gè)以上閉合環(huán)；而基準(zhǔn)點(diǎn)與監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間的水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)，采用往返復(fù)合水準(zhǔn)路線的形式，之所以設(shè)計(jì)這樣的水準(zhǔn)觀測(cè)路線，是因?yàn)殚]合環(huán)或復(fù)合水準(zhǔn)路線都具有多余觀測(cè)，有利于檢測(cè)外業(yè)觀測(cè)中的誤差和錯(cuò)誤，提高外業(yè)觀測(cè)數(shù)據(jù)采集的質(zhì)量和可靠性，同時(shí)還有利于數(shù)據(jù)的嚴(yán)密平差和提高精度。

三、沉降監(jiān)測(cè)方法及觀測(cè)周期設(shè)計(jì)

沉降觀測(cè)一般采用水準(zhǔn)測(cè)量的方法，由高程基準(zhǔn)點(diǎn)來(lái)測(cè)量沉降觀測(cè)點(diǎn)，應(yīng)組成閉合水準(zhǔn)路線。對(duì)于高程基準(zhǔn)點(diǎn)的觀測(cè)采用往返偶數(shù)站觀測(cè)，沉降觀測(cè)點(diǎn)采用首次往返偶數(shù)站觀測(cè)，以后采用單程偶數(shù)站觀測(cè)，高程基準(zhǔn)點(diǎn)、沉降觀測(cè)點(diǎn)的觀測(cè)都應(yīng)采用閉合水準(zhǔn)路線觀測(cè)，各項(xiàng)觀測(cè)指標(biāo)應(yīng)符合國(guó)家相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。

監(jiān)測(cè)點(diǎn)沉降監(jiān)測(cè)的觀測(cè)頻率即觀測(cè)周期，應(yīng)根據(jù)荷載（層數(shù)）增加的情況、施工的進(jìn)度和沉降量的大小決定。按規(guī)定，第一次觀測(cè)應(yīng)在地板澆筑完成監(jiān)測(cè)點(diǎn)安裝穩(wěn)固后及時(shí)進(jìn)行，第一次觀測(cè)應(yīng)連續(xù)獨(dú)立地觀測(cè)2次，以作為沉降量計(jì)算的相對(duì)基準(zhǔn)；之后每施工一層，應(yīng)觀測(cè)一次直至結(jié)構(gòu)封頂；再按15天觀測(cè)一次，連續(xù)觀測(cè)三次。在樓內(nèi)外墻施工和裝修期間，應(yīng)每30～60d觀測(cè)一次，直到竣工；若跟蹤觀測(cè)證明該樓沉降已趨于穩(wěn)定，則可停止觀測(cè)；否則，則應(yīng)繼續(xù)監(jiān)測(cè)，直至下沉穩(wěn)定為止?；鶞?zhǔn)點(diǎn)也應(yīng)每60d復(fù)測(cè)一次，以監(jiān)視基準(zhǔn)點(diǎn)的穩(wěn)定性。

四、沉降監(jiān)測(cè)精度的控制

進(jìn)行沉降監(jiān)測(cè)時(shí)，需要按照目標(biāo)建筑物的特性以及一定的要求標(biāo)準(zhǔn)選擇合適的精度等級(jí)，一般情況下，當(dāng)沒(méi)有作出特別的要求時(shí)，一般選擇二等水準(zhǔn)測(cè)量方法進(jìn)行觀測(cè)，其精度基本滿足沉降監(jiān)測(cè)的要求。使用二等水準(zhǔn)測(cè)量時(shí)，其指標(biāo)要達(dá)到如下條件：往返較差、附和或者環(huán)線閉合差值小于或等于1.0；前后視距小于或等于30m且前后視距差小于或等于1.0m；前后視距累積差小于或等于3.0m；在沉降觀測(cè)點(diǎn)，其高差容差相較于后視點(diǎn)的值應(yīng)小于或等于1.0mm。對(duì)于常規(guī)的沉降監(jiān)測(cè)而言，只有轉(zhuǎn)點(diǎn)的觀測(cè)點(diǎn)位于水準(zhǔn)閉合環(huán)線上，而沉降測(cè)點(diǎn)并不一定在之上，這樣不能對(duì)所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)的粗差進(jìn)行有效地總體控制，且還難以避免出現(xiàn)粗差；實(shí)際觀測(cè)中，不可能讓水準(zhǔn)尺完全處于直立的狀態(tài)，只要發(fā)生傾斜，讀數(shù)便會(huì)增大，即影響水準(zhǔn)測(cè)量的精度；監(jiān)測(cè)時(shí)也不能完全消除i角變化產(chǎn)生的影響，最多只能消除對(duì)測(cè)站高差所產(chǎn)生的影響。

五、沉降變形監(jiān)測(cè)的注意事項(xiàng)

1.實(shí)地勘踏，做好技術(shù)設(shè)計(jì)，為變形監(jiān)測(cè)方案的編寫(xiě)提供重要依據(jù)，因此，要求實(shí)地勘踏人員具有豐富的經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)真聽(tīng)取各方意見(jiàn)，實(shí)地察看工程場(chǎng)地，做到心中有數(shù)。

2.確定施測(cè)精度指標(biāo)。精度指標(biāo)是將國(guó)家現(xiàn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)收規(guī)范和工程實(shí)際情況有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物，在編寫(xiě)變形監(jiān)測(cè)方案過(guò)程中應(yīng)規(guī)定變形監(jiān)測(cè)的技術(shù)精度指標(biāo)、變形監(jiān)測(cè)方法、觀測(cè)頻率及周期等。

3.選用儀器、設(shè)備應(yīng)滿足變形監(jiān)測(cè)施測(cè)精度要求。一般常用的儀器設(shè)備有經(jīng)緯儀、全站儀、精密水準(zhǔn)儀、電子測(cè)距儀或激光經(jīng)緯儀等。監(jiān)測(cè)人員要熟悉并掌握儀器、設(shè)備的操作方法與觀測(cè)程序，在首次觀測(cè)前要對(duì)所用儀器的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn)校正，且必須經(jīng)計(jì)量單位標(biāo)定，連續(xù)使用3～6個(gè)月后重新對(duì)所用儀器、設(shè)備進(jìn)行檢校。

4.監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)分為基準(zhǔn)點(diǎn)、工作基準(zhǔn)點(diǎn)、變形觀測(cè)點(diǎn)，每個(gè)工程必須有不少于3個(gè)穩(wěn)固可靠的點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)。為了能夠反映出建（構(gòu)）筑物的準(zhǔn)確變形情況，測(cè)量點(diǎn)要埋設(shè)在最能反映建筑物變形特征和變形明顯的部位；觀測(cè)點(diǎn)縱橫向要對(duì)稱(chēng)，并均勻地分布在建筑物的周?chē)?；觀測(cè)點(diǎn)要符合各施工階段的觀測(cè)要求，牢固可靠。

六、結(jié)語(yǔ)

總之，建筑物的沉降變形監(jiān)測(cè)與工程質(zhì)量關(guān)系重大。建設(shè)方、施工方、監(jiān)理方必須高度重視建筑物的沉降變形監(jiān)測(cè)，在監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，認(rèn)真做到“五定”，使觀測(cè)值真實(shí)、可靠，使建筑物的沉降變形能在施工中進(jìn)行有效地監(jiān)控，從而避免過(guò)大的沉降變形發(fā)生。

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