關(guān)于高層建筑沉降及傾斜監(jiān)測(cè)

石利情 姚永濤

摘要:隨著城市化的進(jìn)程的不斷加速,各地高層建筑不斷增加,高層建筑變形產(chǎn)生的安全隱患也不斷受到重視,故而要進(jìn)行高層建筑的變形監(jiān)測(cè)。高層建筑變形監(jiān)測(cè)方法很多,文章在實(shí)例的基礎(chǔ)上,闡述了高層建筑沉降及傾斜監(jiān)測(cè)的方法和技術(shù)。

關(guān)鍵詞:高層建筑沉降傾斜監(jiān)測(cè)

中圖分類號(hào):TU2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2012)06(c)-0030-02

近年來(lái),高層建筑飛速增加,由高層建筑的變形引起的安全事故頻發(fā),為了對(duì)安全隱患防患于未然,必須對(duì)高層建筑的變形進(jìn)行監(jiān)測(cè)。高層建筑的沉降及傾斜監(jiān)測(cè)是建筑施工中十分重要的一項(xiàng)測(cè)量工作,它會(huì)影響建筑的施工質(zhì)量與安全,對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)不但可以檢驗(yàn)施工質(zhì)量,還可以在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)及時(shí)修正施工方案,保證施工質(zhì)量與安全。以下結(jié)合天津一工程實(shí)例講述其沉降及傾斜監(jiān)測(cè)的方法和技術(shù)。

1 工程概況及技術(shù)要求

天津市某高層建筑,基礎(chǔ)為預(yù)制樁,建筑結(jié)構(gòu)為磚混結(jié)構(gòu)。施工圖中對(duì)建筑物變形控制提出具體要求,最大允許沉降量100mm。從2007年12月10日開(kāi)始觀測(cè),直到2008年8月26日,期間共進(jìn)行13次沉降觀測(cè),12次傾斜觀測(cè)。

本工程作業(yè)規(guī)范主要依據(jù)中華人民共和國(guó)標(biāo)準(zhǔn)《建筑變形測(cè)量規(guī)程》(JGJ/T8-97)、天津市建質(zhì)安管[1999]529號(hào)文《天津市加強(qiáng)建筑工程變形觀測(cè)控制的規(guī)定》及 [1999]42號(hào)文《天津市建筑工程變形監(jiān)測(cè)技術(shù)成果編制統(tǒng)一規(guī)定》。

2 監(jiān)測(cè)精度

根據(jù)《建筑變形測(cè)量規(guī)程》,按中等(即二級(jí)變形測(cè)量)精度設(shè)計(jì)本項(xiàng)目的精度指標(biāo)。視線長(zhǎng)度≤50m,前后視距差≤2.0m,前后視距累積差≤3.0m,視線高度≥0.2m。相對(duì)于建筑工程的結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)?；鶞?zhǔn)點(diǎn)及沉降觀程中誤差≤±1.0mm,觀測(cè)點(diǎn)測(cè)站高差中誤差≤±0.5mm,往返較差及附合或環(huán)線閉合差≤1.0mm,檢測(cè)已測(cè)測(cè)段高差較差≤1.5mm。

對(duì)于高程測(cè)量,本次觀測(cè)瑞士徠卡公司生產(chǎn)的 DNA03 電子水準(zhǔn)儀配以銦瓦條碼尺,自動(dòng)讀數(shù)記錄,儀器最小讀數(shù)為0.01mm,標(biāo)稱精度往返測(cè)量中誤差±0.3mm/km;對(duì)于傾斜監(jiān)測(cè),使用徠卡公司生產(chǎn)的TCRA402全站儀觀測(cè),儀器測(cè)角精度±2",測(cè)距精度:2mm+2ppm。

3 監(jiān)測(cè)方法

3.1 沉降觀測(cè)方法

沉降監(jiān)測(cè)的實(shí)質(zhì)是定期對(duì)觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量,逐次測(cè)算出觀測(cè)點(diǎn)的高程,并根據(jù)對(duì)比得出沉降量。具體包括基準(zhǔn)點(diǎn)和觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè)、觀測(cè)方法以及成果的整理與分析。

本例中使用電子水準(zhǔn)儀施測(cè),儀器作業(yè)模式設(shè)定為精測(cè)模式,自動(dòng)記錄?；鶞?zhǔn)點(diǎn)控制網(wǎng)水準(zhǔn)路線采用后前前后方式觀測(cè)一次,工作基點(diǎn)起閉于基準(zhǔn)點(diǎn),以附合或閉合路線施測(cè),測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)采用基準(zhǔn)點(diǎn)控制網(wǎng)的要求。沉降觀測(cè)點(diǎn)水準(zhǔn)路線以工作基準(zhǔn)點(diǎn)形成附合或閉合路線,采用后前方式觀測(cè)一次;沉降觀測(cè)點(diǎn)按中視法觀測(cè)兩次。基準(zhǔn)點(diǎn)控制網(wǎng)水準(zhǔn)路線和沉降觀測(cè)點(diǎn)水準(zhǔn)路線每次宜沿相同的水準(zhǔn)路線進(jìn)行觀測(cè);沉降觀測(cè)點(diǎn)每次宜在相同的測(cè)站觀測(cè)。

3.2 主體傾斜觀測(cè)方法

所謂傾斜監(jiān)測(cè),即是建筑物頂部與底部中心線不在一條直線上。在進(jìn)行觀測(cè)之前,先對(duì)各個(gè)監(jiān)測(cè)樓房房角位置設(shè)置上下兩點(diǎn)標(biāo)志點(diǎn)M,N作為觀測(cè)點(diǎn),如圖1所示:各點(diǎn)應(yīng)位于同一垂直視準(zhǔn)面內(nèi),如果建筑物發(fā)生傾斜,MN將由垂直線變?yōu)閮A斜線。實(shí)施觀測(cè)時(shí),架設(shè)好儀器,全站儀的位置距離建筑物應(yīng)大于建筑物本身高度,瞄準(zhǔn)上部觀測(cè)點(diǎn)M,采用正倒鏡法向下投得N,如果N與N點(diǎn)不重合,則說(shuō)明建筑物發(fā)生傾斜。N與N之間的水平距離即為建筑物傾斜值。

4 監(jiān)測(cè)周期安排

根據(jù)天津市質(zhì)檢站頒發(fā)的529號(hào)文件規(guī)定,施工期間每增加一層觀測(cè)一次,有特殊情況時(shí)增加觀測(cè)數(shù)次,建筑物封頂后,根據(jù)百日觀測(cè)平均沉降值確定觀測(cè)周期,具體如表1。

鑒于本項(xiàng)目的特殊性,基準(zhǔn)點(diǎn)每一個(gè)月觀測(cè)一次,以檢查基準(zhǔn)點(diǎn)的穩(wěn)定情況。對(duì)觀測(cè)點(diǎn)的觀測(cè),時(shí)間的間隔,可根據(jù)沉降量和傾斜的大小及速度而定。

5 觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè)

5.1 基準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)

根據(jù)測(cè)區(qū)情況,對(duì)于沉降監(jiān)測(cè),在測(cè)區(qū)四角布設(shè)3個(gè)高程基準(zhǔn)點(diǎn),擬布設(shè)在建造多年的樓房以及公路設(shè)施上布設(shè)永久標(biāo)志。在測(cè)區(qū)附近布設(shè)2個(gè)沉降觀測(cè)工作基點(diǎn);對(duì)于傾斜位移監(jiān)測(cè),在測(cè)區(qū)內(nèi)布設(shè)2個(gè)傾斜觀測(cè)點(diǎn),便于對(duì)建筑物各房角位置設(shè)置上下投影觀測(cè)點(diǎn)。

5.2 觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)

布點(diǎn)原則:觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)在建筑物的四角,大轉(zhuǎn)角及沿外墻8～12m位置處,建筑物沉降縫兩側(cè),中部亦需布點(diǎn),點(diǎn)位一般應(yīng)在正負(fù)零以上100～150mm處。

本工程觀測(cè)點(diǎn)數(shù)一共布設(shè)10個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)點(diǎn),2個(gè)傾斜觀測(cè)點(diǎn),具體點(diǎn)位見(jiàn)傾斜觀測(cè)布點(diǎn)示意圖、沉降觀測(cè)布點(diǎn)示意圖(圖2,圖3)。

6 觀測(cè)數(shù)據(jù)

在此列出第一次與最后一次的觀測(cè)數(shù)據(jù)的匯總結(jié)果:

6.1 沉降數(shù)據(jù)匯總結(jié)果

第一次觀測(cè)(表2):

第十三次觀測(cè)(表3):

6.2 傾斜數(shù)據(jù)匯總結(jié)果

第一次觀測(cè)(表4):

第十二次觀測(cè)(表5):

7 變形分析

7.1 沉降監(jiān)測(cè)分析

(1)累積沉降量。

建筑物沉降量最大的為8點(diǎn),累計(jì)沉降6.5mm,沉降量最小為5點(diǎn),累計(jì)沉降4.46mm,平均沉降量為5.82mm。由此可以看出此樓的沉降基本穩(wěn)定,符合要求。

(2)沉降速率。

用自編的軟件讀入十三次的數(shù)據(jù)得到沉降曲線圖可以看出沉降速率變化的情況。從2007年12月10日至2008年8月26日,8個(gè)多月內(nèi),平均沉降曲線較緩,沉降速率較小。

7.2 傾斜監(jiān)測(cè)分析

傾斜監(jiān)測(cè)自2007年12月14日開(kāi)始,每十天左右監(jiān)測(cè)一次,于2008年8月26日進(jìn)行最終監(jiān)測(cè),期間共監(jiān)測(cè)了12次。到目前為止,最大的累積傾斜量2mm,最小的累積傾斜量1mm,位移速率為零,傾斜基本穩(wěn)定,符合要求。

7.3 結(jié)論

依據(jù)據(jù)天津市建委頒發(fā)的建質(zhì)安管〔1999〕529號(hào)文《天津市加強(qiáng)建筑工程變形觀測(cè)控制的規(guī)定》中的有關(guān)要求,本次沉降觀測(cè)后,該工程的日均沉降值已經(jīng)小于0.01mm/d,沉降已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定,另外傾斜基本穩(wěn)定,符合要求。因此,可以結(jié)束該工程的沉降觀測(cè)、傾斜觀測(cè)工作。

8 結(jié)語(yǔ)

結(jié)合實(shí)例,對(duì)高層建筑的變形觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,在此基礎(chǔ)上對(duì)建筑物的變形進(jìn)行分析,為高層建筑的沉降與傾斜監(jiān)測(cè)提供了觀測(cè)方法與技術(shù)參考,為高層建筑的施工質(zhì)量與安全提供了一定的保障,避免不必要的損失。

參考文獻(xiàn)

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[3] 天津市建質(zhì)設(shè)[1999]42號(hào)文.天津市建筑工程變形監(jiān)測(cè)技術(shù)成果編制統(tǒng)一規(guī)定.

[4] 張正祿,等.工程測(cè)量學(xué).武漢:武漢大學(xué)出版社,2007(4):175-212.