于泰，李建峰，侯景強(qiáng)，安磊，曾繁良

（中國(guó)建筑第二工程局有限公司，廣東 深圳 518000）

1 工程概況

本項(xiàng)目總占地面積為15511.55m2，總建筑面積約205602m2，容積率9.15，其中，計(jì)容建筑面積142 000 m2，不計(jì)容建筑面積63 602 m2。項(xiàng)目包含1 棟59 層塔樓（建筑高度374 m）。塔樓功能為辦公、酒店、商業(yè)；裙房功能為商業(yè)、宴會(huì)廳、餐飲；地下室層數(shù)5 層，功能為辦公下層大堂、商業(yè)、后勤用房、設(shè)備用房及汽車停車庫(kù)（見(jiàn)圖1）。

圖1 BI M模型

為了解建構(gòu)筑物在施工期間及使用期間的沉降變形以和結(jié)構(gòu)變化情況，對(duì)本項(xiàng)目主體進(jìn)行結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)，通過(guò)觀測(cè)其在上部荷載作用下地基基礎(chǔ)的沉降變形情況，判斷其地基沉降是否滿足使用的穩(wěn)定要求，從而為后續(xù)施工提供參考1 為工程驗(yàn)收提供資料。同時(shí)，監(jiān)測(cè)筏板及核心筒內(nèi)力，與設(shè)計(jì)值進(jìn)行比較，掌握超高層建筑在整個(gè)施工過(guò)程中的內(nèi)力變化情況，為后續(xù)施工推進(jìn)提供數(shù)據(jù)支撐。

2 觀測(cè)或監(jiān)測(cè)方法

2.1 沉降觀測(cè)

2.1.1 基準(zhǔn)點(diǎn)與控制網(wǎng)

1）基準(zhǔn)點(diǎn)埋設(shè)方法。高程基準(zhǔn)點(diǎn)為變形監(jiān)測(cè)控制點(diǎn)，一般采用鉆孔深埋式或在周邊已穩(wěn)定建筑物上安裝控制點(diǎn)，數(shù)量為3 個(gè)。在建筑區(qū)內(nèi)，其點(diǎn)位與鄰近建筑的距離應(yīng)大于建筑基礎(chǔ)最大寬度的2 倍，其標(biāo)石埋深應(yīng)大于鄰近建筑基礎(chǔ)的深度。根據(jù)本項(xiàng)目周邊環(huán)境情況，擬將高程基準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)在施工影響范圍外穩(wěn)定的建（構(gòu)）筑物上。筏板基礎(chǔ)沉降觀測(cè)，應(yīng)在筏板基礎(chǔ)核心區(qū)外設(shè)置多個(gè)工作基點(diǎn)（見(jiàn)圖2），進(jìn)行筏板基礎(chǔ)沉降觀測(cè)，工作基點(diǎn)定期與外部基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)，校核其穩(wěn)定性。

圖2 筏板基礎(chǔ)沉降測(cè)點(diǎn)布置圖

2）水準(zhǔn)控制網(wǎng)布設(shè)方法：水準(zhǔn)控制網(wǎng)按兩級(jí)布設(shè)，根據(jù)周邊環(huán)境情況布設(shè)首級(jí)控制網(wǎng)（起始、閉合于首級(jí)基準(zhǔn)點(diǎn)），觀測(cè)首級(jí)控制點(diǎn)高程，并每季度進(jìn)行聯(lián)測(cè)校核，檢查其穩(wěn)定性。其次，布設(shè)二級(jí)水準(zhǔn)網(wǎng)（起始、閉合于首級(jí)控制點(diǎn)），觀測(cè)各沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)高程。

3）觀測(cè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的水準(zhǔn)線路組成閉合環(huán)。布設(shè)的兩級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量均按照二等水準(zhǔn)觀測(cè)技術(shù)要求施測(cè)。技術(shù)要求見(jiàn)表1。

表1 水準(zhǔn)觀測(cè)技術(shù)要求

2.1.2 測(cè)量結(jié)果整理

1）用SOKKIA 精密電子水準(zhǔn)儀隨機(jī)軟件平差處理水準(zhǔn)測(cè)量數(shù)據(jù)，得出各個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的相對(duì)于基準(zhǔn)點(diǎn)的平差后高程。

2）根據(jù)變形點(diǎn)的初始高程H1和各間隔時(shí)間段變形后的高程H2，可以計(jì)算出沉降量Δ=H1-H2，總沉降變形總量為各段間隔變形的總和。

2.2 筏板內(nèi)力監(jiān)測(cè)

1）筏板內(nèi)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)。共埋設(shè)12 組測(cè)點(diǎn)（采用金碼鋼筋計(jì)），每個(gè)測(cè)點(diǎn)在筏板底板鋼筋的板面和板底的X、Y兩個(gè)方向上各埋設(shè)2 個(gè)傳感器，即每個(gè)測(cè)點(diǎn)埋設(shè)8 個(gè)鋼筋計(jì)傳感器。底板鋼筋綁扎時(shí)，將鋼筋計(jì)焊接在預(yù)定位置主筋上，導(dǎo)線可沿鋼筋延伸至底板頂面。在底板面層用PVC 管內(nèi)套導(dǎo)線保護(hù)，引出底板面層澆筑面至少20 cm，在底板澆筑完成后，再將導(dǎo)線接入預(yù)定位置數(shù)據(jù)采集儀內(nèi)，并將導(dǎo)線和采集儀妥善保護(hù)在附近剪力墻上安裝的電箱內(nèi)，并做好保護(hù)警示標(biāo)識(shí)。在設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，遵循分散、對(duì)稱的布置點(diǎn)原則[1]。

2）觀測(cè)方法。采用振弦式頻率計(jì)對(duì)應(yīng)力應(yīng)變計(jì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)監(jiān)測(cè)及時(shí)掌握筏板應(yīng)力狀態(tài)，與初始值進(jìn)行比較即可了解所監(jiān)測(cè)圍護(hù)樁的應(yīng)力變化情況。目前，應(yīng)力應(yīng)變均可采用自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集儀實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測(cè)，一般監(jiān)測(cè)周期較長(zhǎng)和監(jiān)測(cè)頻率較密的項(xiàng)目擬采取自動(dòng)化監(jiān)測(cè)。

2.3 土壓力監(jiān)測(cè)

在基坑開(kāi)挖至坑底時(shí)，借助抗浮錨桿鉆機(jī)鉆孔（鉆孔位置可根據(jù)測(cè)點(diǎn)平面圖位置在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量放樣位置），鉆孔深度為0.5～1 m。將土壓力盒放入鉆孔前，先回填厚約20 cm 的細(xì)砂，進(jìn)行找平，然后將土壓力盒平放在細(xì)砂上，使土壓力盒受力面與孔底平面充分接觸，然后分層回填細(xì)砂，將鉆孔回填密實(shí)?；靥钸^(guò)程中應(yīng)注意保護(hù)導(dǎo)線，并將導(dǎo)線引出至孔口妥善保護(hù)（注意錨桿在施工中對(duì)其影響，可在孔口埋設(shè)1 條50～80 cm 長(zhǎng)的鋼筋，先將導(dǎo)線綁扎在鋼筋上，并做好保護(hù)警示）。底板鋼筋綁扎時(shí)，可沿鋼筋延伸導(dǎo)線至底板頂面，在底板面層用PVC 管內(nèi)套導(dǎo)線保護(hù)，引出底板面層澆筑面至少20 cm，在底板澆筑完成后，再將導(dǎo)線接入預(yù)定位置數(shù)據(jù)采集儀內(nèi)，并將導(dǎo)線和采集儀妥善保護(hù)在附近剪力墻上安裝的電箱內(nèi)，做好保護(hù)警示標(biāo)識(shí)。在設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，遵循均勻、對(duì)稱的原則，防止超高層建筑傾斜抬升造成監(jiān)測(cè)盲區(qū)，力求做到對(duì)筏板底部受壓力全面掌握。

2.4 孔隙水壓力監(jiān)測(cè)

在基坑開(kāi)挖至坑底時(shí)，借助抗浮錨桿鉆機(jī)鉆孔（鉆孔位置可根據(jù)測(cè)點(diǎn)平面圖位置，在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量放樣位置），鉆孔深度0.5～1 m。將孔隙水壓力計(jì)放入鉆孔內(nèi)，然后用細(xì)砂回填密實(shí)，安裝及保護(hù)做法與土壓力測(cè)試埋件做法相同，為掌握筏板整體區(qū)域的孔隙水壓力分布情況，在設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，遵循分散、對(duì)稱的布置點(diǎn)原則，可得到筏板底部核心筒范圍整體水位的分布狀況。

2.5 自動(dòng)化監(jiān)測(cè)

結(jié)合本工程的監(jiān)測(cè)內(nèi)容及工程情況，采用基于物聯(lián)網(wǎng)的施工監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求和施工方案，對(duì)底板內(nèi)力、土壓力和孔隙水壓力等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)。利用遠(yuǎn)程無(wú)線智能監(jiān)測(cè)采集器對(duì)測(cè)得的監(jiān)測(cè)參數(shù)進(jìn)行采集，并將數(shù)據(jù)無(wú)線上傳至監(jiān)測(cè)云平臺(tái)。監(jiān)測(cè)云平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析，預(yù)警、報(bào)警判斷，控制報(bào)警器報(bào)警，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

3 觀測(cè)或監(jiān)測(cè)頻率及周期

沉降監(jiān)測(cè)頻次要求如下，基礎(chǔ)底板混凝土初凝后進(jìn)行第一次觀測(cè)，筏板沉降觀測(cè)在地下室施工時(shí)每層觀測(cè)1 次；地上施工階段，筏板沉降觀測(cè)和首層沉降觀測(cè)同步進(jìn)行，每施工完3 層應(yīng)進(jìn)行1 次觀測(cè)，記錄1 次；建筑物竣工后的觀測(cè)，第一年不少于4 次，第二年不少于3 次，以后每年1 次，直到下沉穩(wěn)定為止，觀測(cè)期限不少于5 a。沉降穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)：連續(xù)2 次半年沉降量≤2 mm（見(jiàn)表2）。

表2 監(jiān)測(cè)頻率及周期

4 觀測(cè)點(diǎn)保護(hù)

水準(zhǔn)基點(diǎn)和觀測(cè)點(diǎn)的保護(hù)及管理工作極為重要，是取得準(zhǔn)確觀測(cè)數(shù)據(jù)的關(guān)鍵。在觀測(cè)期間，有關(guān)施工單位應(yīng)負(fù)責(zé)對(duì)其保管，如需移動(dòng)觀測(cè)點(diǎn)，應(yīng)提前通知觀測(cè)單位，采取處理措施，以保證觀測(cè)工作順利完成。如果發(fā)生控制點(diǎn)和觀測(cè)點(diǎn)被擾動(dòng)或損壞的情況，導(dǎo)致無(wú)法獲得準(zhǔn)確觀測(cè)數(shù)據(jù)，觀測(cè)單位將不承擔(dān)任何責(zé)任?，F(xiàn)場(chǎng)施工單位應(yīng)對(duì)觀測(cè)工作給予大力支持和配合，并提供方便，保證觀測(cè)工作的順利完成。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，超高層建筑建造難度較大，需進(jìn)行有效的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)。超高層建筑健康監(jiān)測(cè)檢測(cè)方法、導(dǎo)線布置需要經(jīng)過(guò)科學(xué)計(jì)算和分析，制訂科學(xué)合理的施工方案，保證關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用的有效性和可靠性。本文針對(duì)實(shí)際案例展開(kāi)探討，根據(jù)工程特點(diǎn)，明確超高層建筑結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)施工的工藝流程，強(qiáng)調(diào)了觀測(cè)點(diǎn)的平面布置、監(jiān)測(cè)方法、導(dǎo)線布置、自動(dòng)化監(jiān)測(cè)等主要的技術(shù)要點(diǎn)，在做好現(xiàn)場(chǎng)施工管理的情況下，可以避免安全事故的發(fā)生，維護(hù)工程建設(shè)的順利進(jìn)行。