建筑物主體的沉降觀測精度探討

常巧梅

（山西工程職業(yè)學(xué)院 山西太原030032）

1 引言

沉降觀測是指定期地測量沉降體的變化量,從歷次觀測數(shù)據(jù)中整理、分析出沉降隨時間的情況[1]。隨著現(xiàn)代化城市的建設(shè)和國民經(jīng)濟的發(fā)展, 加快了工程建設(shè)的進程,并且對現(xiàn)代工程建筑物的規(guī)模、形狀、難度提出了更高的要求。為了了解沉降，研究沉降發(fā)生的原因、變性特征以及變化規(guī)律，以便預(yù)報、預(yù)測、以及避免或盡可能減少損失，使得沉降監(jiān)測的意義尤為重要。

對建筑物堅持長期周密的沉降觀測, 可以檢查出各種建筑物和地質(zhì)構(gòu)造的穩(wěn)定性, 及時發(fā)現(xiàn)問題防患于未然。沉降觀測的目的是監(jiān)測建筑物在垂直方向的位移，以確保建筑物及其周邊環(huán)境的安全[2-3]。沉降的產(chǎn)生主要受建筑物地基的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、大氣溫度以及建筑物本身的荷重、結(jié)構(gòu)形式等因素影響?，F(xiàn)以一個在建建筑物主體項目的沉降觀測為例，研究沉降觀測的具體實施過程，結(jié)合沉降觀測的數(shù)據(jù)計算沉降量，繪制沉降曲線，從而綜合判斷沉降是否進入穩(wěn)定期，并分析沉降觀測的精度要求，判斷沉降觀測趨勢，為施工提供技術(shù)保障。

2 工程概況

在建項目位于太原市長風(fēng)商務(wù)區(qū)，北臨長興北街，西為新晉祠路，南面是長興南街，東靠長興路，總建筑面積約33.8 萬m2。主體為地下二層地上六層的一站式高端購物體驗中心，其中地下二層為車庫，地下一層至六層為商業(yè)，地下一層和地上二、三層局部設(shè)置夾層作為停車庫。建筑高度約為40m，屋頂部分為鋼結(jié)構(gòu)采光窗和雨棚。主樓建筑物地上六層，地下兩層，獨棟主力店地上三層，地下兩層。主樓結(jié)構(gòu)形式框架-剪力墻，獨棟主力店結(jié)構(gòu)形式：鋼框架結(jié)構(gòu)?；A(chǔ)形式：灌注樁+防水板；設(shè)計使用年限50 年；建筑結(jié)構(gòu)的安全等級為二級。

為確保建筑物安全，及時為工程建設(shè)方提供準(zhǔn)確的變形資料，確保工程質(zhì)量，現(xiàn)需要對該建筑物主體進行沉降觀測。依據(jù)《項目巖土工程勘察報告》（詳勘），支護范圍內(nèi)主要是雜填土、粉土、粉砂、細砂?？辈炱陂g實測穩(wěn)定水位標(biāo)高介于地面下7.5m-6.5m。

3 基準(zhǔn)網(wǎng)的布設(shè)與測量

3.1 高程基準(zhǔn)網(wǎng)布設(shè)

依據(jù)已經(jīng)審批的《沉降觀測方案》里高程基準(zhǔn)點布設(shè)要求，延用基坑監(jiān)測時布設(shè)的基準(zhǔn)點J1、J2、J3、J4，J1、J2、J3 位于西側(cè)新晉祠路路東，西干渠附近，J4位于長興南街與長興路交叉口。

3.2 高程基準(zhǔn)網(wǎng)聯(lián)測

在監(jiān)測期間進行復(fù)測，用電子水準(zhǔn)儀(Trimble-DiNi03)配一對3m 銦鋼尺，以基準(zhǔn)點J1 為起始點，該點高程為779.35016m。按照二等水準(zhǔn)測量技術(shù)要求[4]，將基準(zhǔn)點J1-J4 組成閉合水準(zhǔn)路線進行測量，在外業(yè)數(shù)據(jù)符合二等水準(zhǔn)限差[3]的基礎(chǔ)上，用同濟大學(xué)水準(zhǔn)平差軟件計算出J2、J3、J4 的高程值。

在沉降觀測期間，對基準(zhǔn)網(wǎng)進行了4 次復(fù)測，復(fù)測時間及復(fù)測結(jié)果見表1：

表1 基準(zhǔn)網(wǎng)復(fù)測結(jié)果表 單位（m）

根據(jù)本次復(fù)測數(shù)據(jù)與上次數(shù)據(jù)之間的差值，通過組合比較的方式對基準(zhǔn)點的穩(wěn)定性進行了分析判斷，所有水準(zhǔn)基點在觀測期間均穩(wěn)定可靠，未發(fā)生任何失穩(wěn)現(xiàn)象。

4 變形監(jiān)測點位布設(shè)和測量

4.1 監(jiān)測點的布設(shè)和測量

沉降監(jiān)測點布設(shè)依據(jù)實際建筑結(jié)構(gòu)，考慮實際變形情況選取，主體共布設(shè)266 點，觀測12 次。點位分布如圖1 所示。沉降觀測點采用隱蔽螺旋式埋設(shè)方法，用電錘在墻體上打孔，并用打氣筒將孔內(nèi)吹干凈，然后將監(jiān)測點放入孔內(nèi)，并用植筋膠固定，埋設(shè)高度高于-1 層車庫室內(nèi)地坪0.2-0.5m。制作示意圖如圖2 所示。

圖1 建筑物主體沉降觀測點位分布示意圖

圖2 沉降觀測點埋設(shè)示意圖

依據(jù)本次沉降觀測精度要求，沉降觀測基準(zhǔn)網(wǎng)觀測級別為二等，觀測點測站高差中誤差±0.5mm；沉降觀測網(wǎng)級別為二等，觀測點測站高差中誤差±0.5mm；高程系采用獨立高程系。每次外業(yè)觀測工作結(jié)束后，將儀器中的外業(yè)觀測數(shù)據(jù)下載到計算機后，用Adjust Level 水準(zhǔn)網(wǎng)平差軟件進行平差，計算各點的高程和精度，如果平差后觀測點測站高差中誤差不在±0.5mm 范圍內(nèi)，則立即返工重測，直至滿足精度要求為止。

4.2 監(jiān)測頻率

(1)高程基準(zhǔn)點與沉降觀測點布設(shè)完后，進場開始進行首次觀測，首次(即零周期)觀測連續(xù)進行兩次獨立觀測，并取觀測結(jié)果的中數(shù)作為變形測量的初始值。

(2)主體出±0.00m 開始進行第一次觀測，主體施工期間每增加一層觀測一次，封頂驗收觀測一次，主體結(jié)構(gòu)封頂后第一年觀測四次，第二年觀測兩次。

5 觀測精度分析

在觀測周期結(jié)束后，整理計算觀測點的累計沉降量和沉降速度，便于判斷沉降的穩(wěn)定性。以81-100 號觀測點為例，分析建筑物沉降觀測精度問題。

表2 主體沉降觀測穩(wěn)定性分析數(shù)據(jù)統(tǒng)計表

從表2 可以得出監(jiān)測點變形范圍滿足《建筑變形測量規(guī)范》（JGJ8-2016）中“最后100 天的沉降速率小于0.01～0.04mm/d”的穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)。

同時繪制沉降觀測曲線圖，由圖3 我們可以預(yù)測建筑物主體的沉降趨勢，為施工提供數(shù)據(jù)和技術(shù)保障。

圖3 沉降觀測曲線圖

6 結(jié)論與建議

（1）根據(jù)沉降觀測數(shù)據(jù)可以看出，主體施工階段，隨著施工樓層和荷載的不斷增加，各觀測點的累計沉降量也隨之增加；但在主體裝修階段，沉降速率相對主體施工階段變化減小，累計沉降量增幅也隨之放緩；使用階段，沉降速率進一步減緩。

（2） 該建筑物主體累計沉降量最大點為64（19.81mm），累計沉降量最小點為133（2.23mm），無異常沉降。經(jīng)過對主體近2 年時間的沉降觀測數(shù)據(jù)總結(jié)和分析，可以看出，該建筑物在施工、裝飾裝修、運營階段相鄰點沉降差、累計沉降量均無異常，最后100 天沉降速率在規(guī)范允許范圍內(nèi)。綜合判定本建筑物已進入穩(wěn)定沉降階段。

（3）根據(jù)沉降觀測精度要求高的特點，在測量作業(yè)中要對內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)進行100%檢查，確保數(shù)據(jù)達到測量精度要求。對外業(yè)首次數(shù)據(jù)進行檢查，另外抽取期間的5 次數(shù)據(jù)進行檢查，要求達到觀測精度要求。

（4）沉降觀測是一項長期的系統(tǒng)性觀測工作[5]，為保證觀測成果的精度，應(yīng)盡可能的固定觀測人員，固定觀測儀器，按規(guī)定的日期、路線和方法進行測量。