沉降觀測在信陽市中樂百花酒店B座沉降觀測中的應(yīng)用

王合群

[摘要]時下城市建筑越來越高，沉降觀測做為對建筑施工過程中樓體和基礎(chǔ)穩(wěn)定性的監(jiān)測伴隨建筑施工全過程。沉降觀測的重要性是能及時掌握建筑物各部位的沉降情況，分析沉降規(guī)律，預(yù)報沉降趨勢，保證建筑安全，還可根據(jù)所掌握的沉降觀測數(shù)據(jù)，驗證有關(guān)地基結(jié)構(gòu)設(shè)計的理論和參數(shù)的準(zhǔn)確性與可靠性，同時作為檢查分析和處理有關(guān)工程質(zhì)量的依據(jù)。

[關(guān)鍵詞]高程基準(zhǔn)點；觀測點；沉降觀測；數(shù)據(jù)處理

1沉降觀測的準(zhǔn)備

以信陽中樂百花酒店B座沉降觀測為例，該建筑工程抗震設(shè)防烈度為6度，框架結(jié)構(gòu)，地下2層，地上26層，采用樁基礎(chǔ)，屬高層建筑。依建設(shè)方信陽中樂百花置業(yè)有限公司的要求，對此樓進(jìn)行樓體沉降觀測。

1.1沉降觀測精度的確定

確定合理的觀測精度是沉降觀測的重中之重，精度過高測量工作復(fù)雜、費用高；而精度過低誤差大又會增加沉降分析的困難，甚至?xí)贸霾徽_的結(jié)論。制定沉降觀測的精度取決于沉降量的大小、速率、儀器和方法所能達(dá)到的實際精度、以及觀測目的等。一般來說，如果觀測是為了變形值不超過某一允許的數(shù)值而確保建筑物的安全，則其觀測的中誤差應(yīng)小于允許變形值的1110-1/20，如果是為了研究變形的過程，則其誤差比上面這個數(shù)值小的多，甚至應(yīng)采用測量手段和儀器所能達(dá)到的最高精度。允許變形值的大小一般由設(shè)計單位提出或遵循有關(guān)規(guī)范確定。

根據(jù)建筑變形測量規(guī)范的要求，建筑變形主要包括沉降、位移和特殊變形測量，建筑變形測量的精度適用范圍見表l。本次變形測量級別采用二級，

1.2儀器設(shè)備的準(zhǔn)備

觀測級別應(yīng)與儀器設(shè)備及觀測設(shè)施條件相匹配。本次沉降觀測采用索佳SDL30m數(shù)字水準(zhǔn)儀，標(biāo)尺為RAB碼銦鋼水準(zhǔn)標(biāo)尺，每公里往返測高差中數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差為±0.3mm，相當(dāng)于DS05儀器，并采用隨機數(shù)據(jù)處理軟件。

1.3高程基準(zhǔn)點、工作基點、沉降觀測點的布設(shè)

高程基準(zhǔn)點是沉降觀測高程的起算點，應(yīng)選在變形影響范圍以外且穩(wěn)定、便于長期保存的地方。在建筑區(qū)內(nèi)，其點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。沉降量的計算和比較與選擇的基準(zhǔn)有關(guān)，不同的基準(zhǔn)點對應(yīng)完全不同的位移場。沉降觀測應(yīng)首選固定基準(zhǔn)，固定基準(zhǔn)必須要有固定不變的基準(zhǔn)點，基準(zhǔn)點應(yīng)不少于3個。根據(jù)中樂百花酒店B座所處的地理位置，設(shè)計高程基準(zhǔn)點3個為K1、K2、K3。3個高程基準(zhǔn)點位于中樂百花酒店B座主體建筑物以北800米外。工作基點是為便于觀測沉降點而布設(shè)的控制點，與基準(zhǔn)點一起構(gòu)成沉降觀測的高程控制網(wǎng)。工作基點一般應(yīng)埋設(shè)在堅固的地基上或設(shè)立在永久的建筑物上，工作基點與基準(zhǔn)點之間宜便于進(jìn)行水準(zhǔn)測量，以便定期進(jìn)行復(fù)測和進(jìn)行穩(wěn)定性分析。當(dāng)測區(qū)較小時可不設(shè)工作基點，直接從基準(zhǔn)點引測。沉降觀測點應(yīng)布設(shè)在能反映建筑沉降的關(guān)鍵部位，主要設(shè)置在樓體的四角、大轉(zhuǎn)角、外墻周邊、沉降縫兩側(cè)等關(guān)鍵承重部位。沉降觀測點的埋設(shè)位置通常由設(shè)計單位在各自的施工圖分冊上設(shè)定，本次沉降觀測共設(shè)置觀測點18個，點名為A1-A18。點位設(shè)置用沖擊鉆在水泥柱上打孔，然后用手錘將觀測點固定部分打人孔內(nèi)，安好測點，再用水泥砂漿填實并且做好明顯標(biāo)志。點位高出建筑物地坪30-50厘米，標(biāo)志形狀為勾型錐尖向上，尖頭離水泥柱不少5厘米。觀測點的正上方2，5米及附近2米的范圍內(nèi)不得有障礙物，以便沉降觀測進(jìn)行。

2沉降觀測

2.1觀測前的儀器校正

沉降觀測使用的水位儀、水準(zhǔn)尺在項目開始前和結(jié)束后應(yīng)進(jìn)行檢驗，項目進(jìn)行中也應(yīng)定期檢驗。當(dāng)觀測成果出現(xiàn)異常，經(jīng)分析與儀器有關(guān)時，應(yīng)及時進(jìn)行檢驗與校正。檢驗后應(yīng)符合下列要求：對用于特級觀測的儀器、i角不得大于10″；對用于一、二級水準(zhǔn)觀測的儀器，i角不得大于15″：對用于三級水準(zhǔn)觀測的儀器，i角不得大于20″。補償式自動安平水準(zhǔn)儀的補償誤差絕對值不得大于0.2″：水準(zhǔn)標(biāo)尺分劃線的分米分劃線誤差和米分劃間隔真長與名義長度之差，對線條式因瓦合金標(biāo)尺不應(yīng)大于0.1mm，對區(qū)格式木質(zhì)標(biāo)尺不應(yīng)大于0.5m。

2.2觀測過程及精度要求

沉降測量基準(zhǔn)點的標(biāo)石、標(biāo)志埋設(shè)后，應(yīng)達(dá)到穩(wěn)定后方可開始觀測。穩(wěn)定期應(yīng)根據(jù)觀測要求與地質(zhì)條件確定，不宜少于15d。高程基準(zhǔn)點和工作基點應(yīng)構(gòu)成沉降觀測控制網(wǎng)，用于對沉降點的長期觀測?；鶞?zhǔn)點和工作基點應(yīng)定期復(fù)測，復(fù)測周期應(yīng)視基準(zhǔn)點所在位置的穩(wěn)定情況確定，在建筑施工過程中宜1-2月復(fù)測一次，點位穩(wěn)定后宜每季度或每半年復(fù)測一次。使有數(shù)字水準(zhǔn)儀觀測。測前應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱，觀測前半小時，應(yīng)將儀器置于露天陰影下，使儀器與外界氣溫趨于一致。設(shè)站時，應(yīng)用測傘遮蔽陽光。應(yīng)避免望遠(yuǎn)鏡直接對著太陽，并避免視線被遮擋。儀器應(yīng)在其生產(chǎn)廠家規(guī)定的溫度范圍內(nèi)工作，振動源造成的振動消失后，才能啟動測量鍵。當(dāng)?shù)孛嬲駝虞^大時，應(yīng)隨時增加重復(fù)測量次數(shù)。每測段往測與返測的測站數(shù)均應(yīng)為偶數(shù)。由往測轉(zhuǎn)向返測時，兩標(biāo)尺應(yīng)互換位置，并應(yīng)重新整置儀器。在同一測站上觀測時，不得兩次調(diào)焦。轉(zhuǎn)動儀器的傾斜螺旋和測微鼓時，其最后旋轉(zhuǎn)方向。均應(yīng)為旋進(jìn)。對各周期觀測過程中發(fā)現(xiàn)的相鄰觀測點高差變動跡象、附近建筑基礎(chǔ)和墻裂縫等情況，應(yīng)做好記錄、并畫草圖。對超出規(guī)范規(guī)定限差的成果，均應(yīng)先分析原因再進(jìn)行重測。當(dāng)測站觀測超限時，應(yīng)立即重測，當(dāng)遷站后發(fā)現(xiàn)超限時，應(yīng)從穩(wěn)固可靠的固定點開始重測。

基準(zhǔn)控制網(wǎng)和觀測網(wǎng)精度要求見表2。

2.3觀測周期的確定

根據(jù)編制的工程實施綱要和確定的觀測周期，首次觀測應(yīng)在觀測點安裝穩(wěn)定后及時進(jìn)行，首期觀測兩次，取其平均值作為最終成果。以后每隔1個月或每建4層觀測一次，連續(xù)觀測，直到樓體主體封頂；樓體主體封頂后觀測一次，以后每隔3個月觀測一次，6個月為止。如果觀測期間有特殊情況，則根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。

2.4沉降觀測

本次控制網(wǎng)采用一等水準(zhǔn)要求施測，觀測網(wǎng)采用二等水準(zhǔn)施測。高程基準(zhǔn)點K1-K3之間采用閉合環(huán)往返水準(zhǔn)觀測，以K1假定高程為100米作為基準(zhǔn)，計算其余基準(zhǔn)點高程，水準(zhǔn)閉合環(huán)連續(xù)觀測4次，按平差4次水準(zhǔn)觀測成果，求算3個高程基準(zhǔn)點高程，以此成果作為本項目的高程基準(zhǔn)點起算數(shù)據(jù)。沉降觀測點的施測方法是采用水準(zhǔn)閉合環(huán)往返測量，每次觀測時都要采用同一路線，高程基準(zhǔn)點和沉降觀測點連成1個水準(zhǔn)閉合環(huán)，起、止于K3，同時固定測站點位，偶數(shù)站閉合。每次觀測應(yīng)記載施工進(jìn)度、增加荷載量，建筑物傾斜、裂縫等各種影響沉降變化和異常情況。

3數(shù)據(jù)處理

3.1觀測數(shù)據(jù)處理與誤差統(tǒng)計

數(shù)據(jù)處理應(yīng)在野外各項限差符合要求后采用隨機軟件進(jìn)行往返高差不符值和環(huán)線閉合差計算，符合限差要求后，再計算各觀測點的高程。通過首期觀測成果和以后每期觀測值比較，計算出各觀測點相鄰周期的沉降量及累計沉降量、最大沉降量、平均沉降量等，分析沉降數(shù)據(jù)并進(jìn)行預(yù)報。第1次至第7次觀測的閉合水準(zhǔn)路線的閉合差分別為3.08mm、2.05mm、0.5mm、1.5mm、0.43mm、0.08mm、0.08mm。沉降觀測統(tǒng)計表如表3，

3.2觀測成果圖制作

根據(jù)每個觀測點的沉降情況可制作某點隨時間變化的沉降曲線圖，根據(jù)各點位的平均沉降量，可制作樓體的平均沉降量圖。如圖l、圖2所示。

3.3穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)求算

沉降穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)由沉降量與時間關(guān)系曲線判定，對重點觀測工程，當(dāng)最后三次觀測中每次沉降量均不大于2根號下2倍測量中誤差，則認(rèn)為已進(jìn)入穩(wěn)定階段。建筑物安全登記二、三級多層建筑和高層建筑以沉降速度小于0.020-0.040mm/D，可認(rèn)為已進(jìn)入穩(wěn)定階段。本次沉降觀測工程18個沉降觀測點累計沉降量平均值為4.76mm，沉降總天數(shù)為261天，沉降速率為0.018mm/D，達(dá)到了穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)。

3.4沉降結(jié)果分析預(yù)報分析

中樂百花酒店B座的沉降主要來自建筑本身的重力。根據(jù)變形觀測平差計算結(jié)果分析，最大沉降值為東D號點的6.85mm，最小沉降值為北16號點的3.44mm，平均沉降量為4.76mm，累計日沉降量從各觀測點累計沉降量統(tǒng)計表中看到，各點累計沉降量差別不大，說明信陽市中樂百花酒店B座為整體均勻下沉。根據(jù)歷時9個月的7次沉降觀測結(jié)果，信陽市中樂百花酒店B座基礎(chǔ)穩(wěn)定，沉降量較小，且均勻下沉，滿足設(shè)計要求，可進(jìn)行下道工序。

4結(jié)束語

為充分發(fā)揮沉降觀測在施工中的監(jiān)控和指導(dǎo)作用，沉降觀測應(yīng)注意以下幾個問題：

1）沉降觀測屬精密測量，基準(zhǔn)點、工作基點、沉降觀測點的保護(hù)尤為重要，基準(zhǔn)不準(zhǔn)，將導(dǎo)致成果的不可靠。沉降觀測點人為扭動、擠壓將導(dǎo)致分析結(jié)果錯誤。因此，點位布設(shè)后，除加強保護(hù)外還應(yīng)定期復(fù)測。

2）沉降觀測要遵循“四定”原則，即作業(yè)人員相對固定；所用儀器、設(shè)備固定：每次觀測路線固定：沉降觀測的作業(yè)程序方法要固定，盡量減少不確定因素造成的影響，保證觀測結(jié)果的一致性、真實性、可比性。

3）儀器要經(jīng)法定計量檢定單位進(jìn)行檢定和核準(zhǔn)，確保觀測質(zhì)量。在每次作業(yè)前，要對數(shù)字水準(zhǔn)儀的i角進(jìn)行檢測，其值不得大于15″每站各項限差符合要求，超限后立即重測，

4）觀測時盡量做到在較短的時間內(nèi)一次性完成，各周期應(yīng)根據(jù)工程進(jìn)度情況必須按時進(jìn)行，不得漏測或補測，只有這樣，才能得到準(zhǔn)確的沉降情況或規(guī)律。

5）沉降觀測點的沉降量有較大變化時，一定要查明原因，是屬正常沉降，還是其他因素造成，應(yīng)做出符合實際的預(yù)測預(yù)報。

[責(zé)任編輯：楊玉潔]