隨著社會的發展,各種大型且繁雜的建筑日益增加,為了節約用地,高層建筑雨后春筍般,不斷涌現。
建筑物地基一般是軟弱地基,在建造過程中或建成后,隨著建筑物高度和荷載的增加,超出地基承載能力,建筑物可能會發生不均勻沉降,所以對建筑物進行沉降變形觀測,保障其施工質量和使用安全變得至關重要。
沉降變形觀測就是通過檢測儀器或專用儀器和方法對建筑物上的觀測點進行持續豎直位移觀測,在積累了一定的歷史實際觀測數據的基礎上,對建筑物沉降展開分析及發展形勢進行預測等的各項任務,以保證建筑物質量及安全。
01 沉降監測網的設點原則
(1)基準點是整個觀測工作的標準,為確保觀測值的可靠性,需滿足平穩可靠和長久保存的要求,在施工區周邊(變形區域外)共布置不應低于3個基準點。基準點應定期復測,其復測周期在建筑物施工過程中宜1~2個月復測一次,點位穩定后宜每季度或半年復測一次。當對沉降變形觀測成果發生懷疑時,應隨時檢核基準點。因為項目所在位置遠離城區,周邊沒有高級別的基準點,因此建立單獨高程基準,在項目變形區域外共布置4個基準點,其中BM1、BM2位于小區外義源大道上,BM3、BM4位于小區外小山包上。
(2)工作基點應選在相對穩定且方便使用的位置,一般工作基點的象征選用淺埋混凝土標,也可以設置在穩定的永久性建筑物上。基準點與工作基點應產生閉合環或形成由符合水準路線構成的節點網。
(3)沉降變形觀測點布置應能全面體現建筑及地基變形特點,并顧及地質情況及建筑結構特征,各點的位置要便于觀測者開展工作,并且滿足不因墻、柱的飾面施工或裝修而造成沉降變形觀測點被遮蓋或破壞。
02 觀測精度要求
沉降變形觀測的級別及精度取決于設計變形允許值和監測的目的。根據《建筑地基基礎設計規范》(GB50007-2011)及《建筑變形測量規范》(JGJ8-2007)的相關規定,沉降變形觀測的精度級別為二級,按二等水準測量精度施測,觀測點測站高差中誤差為:±0.5mm,觀測中誤差不超過設計允許變形值的1/10~1/20。
03 觀測儀器及觀測方式
沉降變形觀測的主要內容是建筑物豎直位移監測,建筑沉降變形觀測的首次觀測應持續進行兩次單獨觀測,并取觀測結果的中數作為變形測量的初始值。選用天寶DINI03電子水準儀及相關的銦瓦水準尺和尺墊。從基準點開始,構成閉合水準路線,按照二等水準觀測精度施測,經平差計算后算出各觀測點的相對標高,進而計算出沉降點的沉降量。從始至終都遵循“五定”原則。“五定”即沉降變形觀測依據的基準點、工作基點和沉降變形觀測點,點位要穩定;所用儀器、設備要平穩;觀測人員要平穩;觀測時的自然條件基本一致;觀測路線、鏡位、流程和方法要固定。以上措施在客觀上盡量減少觀測偏差的不定性,使所測的結果具有統一的趨向性,確保各次復測結果與首次觀測的結果對比性更一致,使所觀測的沉降量更真實可靠。
04 觀測的周期及觀測時間
周期性觀測是沉降變形觀測的主要特點之一,觀測周期指前后兩次沉降變形觀測的時長間隔,以要能準確地表達建筑物發生沉降的過程并且不漏掉其沉降時刻的原則來決定觀測周期。高層建筑沉降變形觀測主要分建筑施工和建筑使用兩個階段。建筑施工階段觀測次數和間隔時間應視地基與加荷情況而定,沉降速度≥2mm/d應停止施工,分析原因,采取措施。
因為建筑物在主體封頂前的施工階段荷載增加很快,沉降量可能出現較大變化,所以在建筑施工階段選用每增加一層即進行沉降變形觀測一次,這樣可以及時掌握沉降量與荷載的改變關系,盡快發覺不均勻沉降,在沉降異常時及時調整施工方案。施工過程中若暫停工,在停工時及再次動工時要各觀測一次,停工期間每隔2~3個月觀測一次。建筑使用時期的觀測頻次,應視地基土種類和沉降速度大小來定。一般情況下,第一年觀測3~4次,第二年觀測2~3次,第三年后每年觀測1次,直到最終達到100d的沉降速率低于0.01~0.04mm/d的平穩指標為止。
05 數據分析處理
每次觀測后,需及時對觀測資料進行整理檢查,計算觀測點的沉降量、沉降差以及本周期均值沉降量、沉降速率和累計沉降量并繪制沉降變形觀測曲線圖。繪制沉降變形觀測曲線首先要建立坐標系統,以觀測時間為橫坐標,沉降量為縱坐標。通過沉降變形觀測曲線圖能夠清楚地表明時間、沉降量之間的相互關系。以下圖A棟樓為例:A棟樓截至觀測到第十二期沉降累計量不大,最大累計沉降量:7.1mm,點號為A-5。最大沉降量是第十期點號為A-1:0.4mm,最大沉降速度:0.007mm/d。沉降量和沉降速度都未超警戒值,且最終四期觀測沉降速率均低于0.01~0.04mm/d,因此初步斷定A棟樓基本處在穩定狀態。
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