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        高層建筑沉降觀測技術的應用

        2020-08-07 08:51:32王穎輝
        科技風 2020年20期
        關鍵詞:沉降觀測高層建筑精度

        摘?要:當前高層建筑已成為我國大、中城市的主要建筑形式,高層建筑物的質量安全問題不可忽視。沉降觀測是保障高層建筑結構安全和使用壽命的重要技術方法。通過對高層建筑沉降觀測工作程序和技術要點進行解析,為高層建筑測量工作提供參考。

        關鍵詞:高層建筑;沉降觀測;方法;精度

        1 緒論

        隨著我國城市化進程的加快,高層及超高層建筑越來越多。高層建筑施工過程中,隨著上部結構逐步建成、地基荷載相應增加,高層建筑物通常會產生下沉現(xiàn)象,為防止不均勻沉降引起高層建筑物傾斜,需要進行沉降觀測。沉降觀測對于及時發(fā)現(xiàn)工程異常采取補救措施,確保高層建筑在施工期間和運營期間的安全,具有極其重大的意義。

        2 沉降觀測程序

        高層建筑的沉降觀測是在能表示沉降特征的部位設置沉降點,在沉降影響范圍之外埋設水準基點,根據(jù)上部荷載的增加情況,周期性的觀測基準點與沉降觀測點的高差變化值,據(jù)此計算沉降量和累計沉降量,從而分析高層建筑物的沉降規(guī)律。

        (1)水準基點的設置。水準基點是沉降觀測的基準點,其高程應從建筑區(qū)永久水準基點引測,如果施工水準點能滿足沉降觀測的精度要求,也可以作為沉降觀測點來用。埋設水準基點應符合:①有足夠的穩(wěn)定性。水準基點應設置在沉降影響范圍以外的安全地點,宜設置在基巖上,或設在壓縮性較低的土層上,避開公路、鐵路、地下管道和滑坡,在冰凍地區(qū),水準基點應埋設在冰凍線以下0.5m,以保證其穩(wěn)定性。②具備檢核條件。一般高層建筑物周邊水準基點最少應布設三個以上,以便相互檢核,保證水準基點高程的正確性。③滿足一定的觀測精度。水準基點和觀測點距離要適中,一般控制在20~100m范圍內,相距太近或太遠都會影響觀測精度。

        (2)沉降觀測點的設置。布置沉降觀測點,需結合高層建筑的結構特點和施工現(xiàn)場的地質情況綜合考慮,選擇在能夠反映高層建筑物變形特征和變形明顯的部位,一般在以下位置設置:建筑物的四角、大轉角處,每沿10~20m外墻處或每隔2~3根柱基上;新舊建筑物、高低建筑物、縱橫墻等交接處的兩側;建筑裂縫、后澆帶兩側或沉降縫的兩側;建筑物不同結構的分界處;不同基礎埋深處;人工地基和天然地基的接壤處;填挖方分界處;框架結構建筑的柱基上或沿縱橫軸線上[1]。沉降觀測點應均勻布設,并且要求觀測點在縱向與橫向上對稱設置。根據(jù)高層建筑的建筑結構類型和建筑材料的差異,沉降觀測點的標志可選用墻(柱)標志、基礎標志和隱蔽標志等,標志埋設應穩(wěn)固、明顯,避開障礙物,既便于觀測和長期保存,又不影響建筑物的美觀和使用。

        (3)沉降觀測的方法。常用的沉降觀測方法有:一、二、三等水準測量、液體靜力水準測量、微水準測量和三角高程測量等[2]。沉降觀測方法的選擇視沉降觀測點的精度要求而定,二等水準測量是高層建筑物沉降觀測最常采用的方法。在觀測中,一般選取閉合水準路線。水準網的布設根據(jù)測區(qū)大小確定,對于少量建筑物的觀測區(qū)域,可將水準點連同觀測點布設為單一層次;對于建筑物較多并且分散的大型觀測區(qū)域,可布設為由水準點組成高程控制網、觀測點與聯(lián)測的水準點組成擴展網的兩級層次。觀測時先后視水準基點,再依次前視各沉降觀測點,最后再次后視該水準基點,兩次后視讀數(shù)之差不超過±1mm。首次沉降觀測需要注意兩個方面:①首次觀測的時間要求嚴格。首次觀測必須按時進行,否則沉降觀測得不到準確的原始數(shù)據(jù)。②首次觀測的精度要求高。首次觀測的數(shù)據(jù)將作為后續(xù)觀測數(shù)據(jù)的基礎,所以,首測觀測時一定要確保高程值的精準性。

        (4)沉降觀測的成果整理。沉降觀測外業(yè)完成后,即可進行內業(yè)成果整理。通過對水準網進行嚴密平差計算(水準路線的閉合差應不超過±1.0n,n為測站數(shù)),求出觀測點每期觀測高程的平差值,然后計算相鄰兩次觀測之間的沉降量和累積沉降量,最后繪制沉降曲線圖,包括時間與沉降量關系曲線和時間與荷載關系曲線,進而分析沉降量與增加荷載的關系,預測建筑物的沉降趨勢,用以指導施工。

        3 沉降觀測技術要點

        (1)沉降觀測周期的選取。高層建筑沉降觀測的周期應根據(jù)工程的性質、施工進度、地基和荷載的變化情況決定。一般觀測點埋設穩(wěn)固后,在建筑基礎完工后、主體開工前,進行第一次觀測。主體施工過程中,宜每加高2層~3層進行1次觀測;如果高層建筑的施工是均勻增高,那么一般在荷載每增加25%時進行1次觀測;如中途停工時間較長,應在停工時和復工時進行觀測。建筑物封頂或竣工后,一般每月觀測一次,如果沉降速度減緩,可改為2~3個月觀測一次,直到沉降量100天不超過0.01~0.04mm/d時,沉降達到穩(wěn)定狀態(tài)或滿足觀測要求,方可停止觀測[3]。

        (2)沉降觀測精度等級的選擇。沉降觀測精度的等級視高層建筑物的特性和建設、設計單位的要求而定。在沒有特殊要求的情況下,一般性的高層建筑物地基基礎設計為甲、乙的建筑的變形測量,選擇精度等級為二級,沉降觀測觀測點測站高差中誤差為±0.5mm[4]。

        (3)沉降觀測精度的保證措施。高層建筑的沉降觀測是一項長期、連續(xù)的工作,為了保證觀測成果的真實與準確性,應盡可能做到“四定”,即固定觀測人員、使用固定的水準儀和水準尺、使用固定的水準基點、按固定的施測路線測站進行。每次觀測前,為了保證水準測量的精度,對所使用的儀器和設備,應進行檢驗校正。觀測時,必須記錄觀測時的氣象情況和荷載變化。每次觀測結束后,應及時檢查記錄的數(shù)據(jù)和計算是否準確,精度是否合格。

        4 結語

        沉降觀測是高層建筑施工中一項必不可少的工作,也是一項持續(xù)時間長、精度要求高、全面系統(tǒng)的工作。施測過程中要求測量人員必須嚴格遵守沉降觀測的程序,注重技術要點的把控,邊工作邊校核,以減少測量誤差的產生,確保沉降觀測數(shù)據(jù)的精準。

        參考文獻:

        [1]王國輝.土木工程測量[M].中國建筑工業(yè)出版社,2011,8.

        [2]周建鄭.建筑工程測量(第四版)[M].中國建筑工業(yè)出版社,2017,12.

        [3]竇如令,張洪忠.建筑工程測量及實訓教程[M].武漢理工大學出版社,2015,8.

        [4]JGJ82016,建筑變形測量規(guī)范[S].中國建筑工業(yè)出版社,2016.

        作者簡介:王穎輝(1978—),女,漢族,陜西西安人,碩士,講師,研究方向:工程測量技術。

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