高層建筑物主體沉降觀測(cè)研究

常巧梅

（山西工程職業(yè)學(xué)院，山西 太原 030009）

在施工期間以及建成運(yùn)營(yíng)后很長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)，建筑物變形難以避免。變形量在一定的范圍之內(nèi)是正?，F(xiàn)象，然而，變形量一旦超出某個(gè)限值，就會(huì)威脅到建筑物的安全。因此，在建筑物施工、運(yùn)營(yíng)期間，只有嚴(yán)格對(duì)建筑物進(jìn)行安全監(jiān)測(cè)，及時(shí)掌握變形情況，發(fā)現(xiàn)問題，采取措施，才能確保建筑物從施工階段到運(yùn)營(yíng)階段都安全有效。

1 工程項(xiàng)目概況

該工程項(xiàng)目位于太原市萬柏林區(qū)和平南路以西，西中環(huán)路以東，光華街以南，大井峪街以北。本工程項(xiàng)目受委托對(duì)32號(hào)樓進(jìn)行主體沉降觀測(cè)。32號(hào)樓地上12層，地下2層，主樓結(jié)構(gòu)形式為剪力墻結(jié)構(gòu)形式。地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為乙級(jí)。32號(hào)樓于2019年6月10日封頂。

高層建筑物主體沉降觀測(cè)是建筑物變形監(jiān)測(cè)的一種。此次高層建筑物主體沉降觀測(cè)工作于2018年10月5日開始，至2021年4月20日結(jié)束。期間測(cè)區(qū)布設(shè)3個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，基準(zhǔn)網(wǎng)每6個(gè)月聯(lián)測(cè)一次，共聯(lián)測(cè)4次；32號(hào)樓布設(shè)沉降觀測(cè)點(diǎn)8個(gè)，觀測(cè)10次。

2 已有資料和作業(yè)依據(jù)、技術(shù)指標(biāo)

此次觀測(cè)工作依據(jù)《某項(xiàng)目B5組團(tuán)主體沉降觀測(cè)布點(diǎn)圖》進(jìn)行沉降觀測(cè)點(diǎn)（即監(jiān)測(cè)點(diǎn)）的布設(shè)，沿用《某項(xiàng)目B5組團(tuán)基坑監(jiān)測(cè)布點(diǎn)圖》的基準(zhǔn)點(diǎn)作為該工程項(xiàng)目的基準(zhǔn)點(diǎn)。此次觀測(cè)工作采用的作業(yè)依據(jù)有GB 50026-2007《工程測(cè)量規(guī)范》、JGJ 8-2016《建筑變形測(cè)量規(guī)范》、GB/T 24356-2009《測(cè)繪成果質(zhì)量檢查與驗(yàn)收》、CHT 1028-2012《變形測(cè)量成果質(zhì)量檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)程》以及已經(jīng)審批通過的《某項(xiàng)目B5組團(tuán)主體沉降觀測(cè)方案》。

此次觀測(cè)工作的沉降觀測(cè)基準(zhǔn)網(wǎng)的觀測(cè)等級(jí)為二等，測(cè)站觀測(cè)高差中誤差為±0.5 mm；沉降觀測(cè)網(wǎng)的等級(jí)為二等，測(cè)站觀測(cè)高差中誤差為±0.5 mm。高程系采用獨(dú)立高程系。

3 基準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)與測(cè)量

3.1 高程基準(zhǔn)網(wǎng)布設(shè)

根據(jù)已審批的《某項(xiàng)目B5組團(tuán)主體沉降觀測(cè)方案》中的高程基準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)要求，對(duì)之前的基坑監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行穩(wěn)定性分析，基準(zhǔn)點(diǎn)在基坑監(jiān)測(cè)過程中沉降量最大為1.3 mm，基準(zhǔn)點(diǎn)處于穩(wěn)定狀態(tài)。根據(jù)該工程項(xiàng)目的沉降觀測(cè)（監(jiān)測(cè)）需要，沿用基坑監(jiān)測(cè)期間布設(shè)的基準(zhǔn)點(diǎn)J1~J3（見圖1）。

圖1 基準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)圖

3.2 高程基準(zhǔn)網(wǎng)聯(lián)測(cè)

根據(jù)該工程項(xiàng)目的特點(diǎn)，由于沒有已知高程點(diǎn)作為起始依據(jù)，因此建立獨(dú)立水準(zhǔn)控制網(wǎng)，采用獨(dú)立高程系。此次觀測(cè)工作使用經(jīng)檢定合格的天寶電子水準(zhǔn)儀DiNi03和一對(duì)2 m銦鋼尺，采用閉合水準(zhǔn)路線進(jìn)行聯(lián)測(cè)。以基準(zhǔn)點(diǎn)J1為起始點(diǎn)（J1點(diǎn)假設(shè)高程為800.000 00 m），按照二等水準(zhǔn)測(cè)量方法，采用閉合環(huán)法與J2、J3進(jìn)行聯(lián)測(cè)，首次觀測(cè)兩次，在外業(yè)測(cè)量數(shù)據(jù)符合技術(shù)要求后，用AdjustLevel水準(zhǔn)網(wǎng)平差軟件分別計(jì)算出J2、J3基準(zhǔn)點(diǎn)的高程。相關(guān)指標(biāo)符合表2、表3的技術(shù)要求?；鶞?zhǔn)網(wǎng)布設(shè)成環(huán)形網(wǎng)，等基準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)石埋設(shè)穩(wěn)定之后，再進(jìn)行二等水準(zhǔn)測(cè)量，相關(guān)指標(biāo)采用JGJ 8-2016《建筑變形測(cè)量規(guī)范》中的要求。

表2 數(shù)字水準(zhǔn)儀觀測(cè)技術(shù)要求

表3 水準(zhǔn)觀測(cè)限差技術(shù)要求 （mm）

在沉降觀測(cè)期間，對(duì)基準(zhǔn)網(wǎng)做了4次復(fù)測(cè)，復(fù)測(cè)日期及其結(jié)果見表4。

表4 基準(zhǔn)網(wǎng)復(fù)測(cè)日期及其結(jié)果

判斷基準(zhǔn)點(diǎn)穩(wěn)定的高差差值限差計(jì)算公式為

式中：n為兩個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)之間的觀測(cè)測(cè)站數(shù)；μ為對(duì)應(yīng)精度等級(jí)的測(cè)站觀測(cè)高差中誤差，mm，在該工程項(xiàng)目中μ=0.5 mm。

表5 基準(zhǔn)網(wǎng)穩(wěn)定性分析表

根據(jù)此次觀測(cè)工作的復(fù)測(cè)數(shù)據(jù)與上次測(cè)量數(shù)據(jù)之間的差值，利用組合比較的方式，對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)的穩(wěn)定性進(jìn)行分析和判斷，可知所有水準(zhǔn)測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)在觀測(cè)期間均穩(wěn)定可靠，未發(fā)現(xiàn)任何失穩(wěn)現(xiàn)象。

3.3 沉降觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)與測(cè)量

此次觀測(cè)工作于2018年11月5日進(jìn)行沉降觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)。根據(jù)該工程項(xiàng)目的特點(diǎn)，此次觀測(cè)工作的沉降觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)依據(jù)已審批過的《某項(xiàng)目B5組團(tuán)主體沉降觀測(cè)方案》進(jìn)行布設(shè)，32號(hào)樓布設(shè)8個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)。圖2為沉降觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)圖。

圖2 沉降觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)圖

從2018年11月25日開始進(jìn)行沉降觀測(cè)，相關(guān)指標(biāo)采用JGJ 8-2016《建筑變形測(cè)量規(guī)范》中的要求。本次沉降觀測(cè)按照二等水準(zhǔn)測(cè)量的觀測(cè)方法進(jìn)行施測(cè)，將沉降觀測(cè)點(diǎn)與基準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測(cè)，組成閉合水準(zhǔn)路線進(jìn)行觀測(cè)，相關(guān)技術(shù)要求同表2、表3。

3.4 數(shù)據(jù)處理與沉降觀測(cè)頻率

每次外業(yè)觀測(cè)工作結(jié)束，將儀器中的外業(yè)采集數(shù)據(jù)下載到計(jì)算機(jī)，采用AdjustLevel水準(zhǔn)網(wǎng)平差軟件進(jìn)行平差，算出各點(diǎn)的高程及誤差，平差后后的沉降觀測(cè)點(diǎn)測(cè)站觀測(cè)高差中誤差均在±0.5 mm范圍內(nèi)，數(shù)據(jù)合格。將沉降觀測(cè)點(diǎn)平差后的高程填寫在《沉降觀測(cè)成果表》中，計(jì)算此次觀測(cè)工作的沉降量及累計(jì)沉降量，并填寫沉降觀測(cè)日期和施工情況等資料。本次沉降量計(jì)算公式為

式中：Hi-1為上次測(cè)量高程；Hi為本次測(cè)量高程。累計(jì)沉降量計(jì)算公式為

高程基準(zhǔn)點(diǎn)與沉降觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)完成即可開始進(jìn)行首次觀測(cè)，首次觀測(cè)要求連續(xù)兩次獨(dú)立觀測(cè)，并取觀測(cè)結(jié)果的平均值作為變形測(cè)量的初始值。2018年11月25日進(jìn)行首次觀測(cè)，施工期間要求主樓體每施工3層觀測(cè)1次，封頂之后第1年每3個(gè)月觀測(cè)1次，已觀測(cè)5次。

4 沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)分析

沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)顯示，在主體施工階段，隨著施工樓層增加和荷載量加大，各沉降觀測(cè)點(diǎn)的累計(jì)沉降量也持續(xù)增加；而在主體裝修階段，沉降速率相對(duì)于主體施工階段沉降速率有所減小，累計(jì)沉降量增幅也隨之變緩。32號(hào)樓沉降觀測(cè)穩(wěn)定性分析數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)見表6；表7為32號(hào)樓傾斜統(tǒng)計(jì)。

表6 32號(hào)樓沉降觀測(cè)穩(wěn)定性分析數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

表7 32號(hào)樓傾斜統(tǒng)計(jì)

32號(hào)樓累計(jì)沉降量最大點(diǎn)為2號(hào)點(diǎn)，累計(jì)沉降量為16.46 mm，在此階段觀測(cè)過程中未發(fā)現(xiàn)異常沉降。

32號(hào)樓沉降觀測(cè)點(diǎn)變形范圍滿足JGJ 8-2016《建筑變形測(cè)量規(guī)范》中“最后100 d的沉降速率小于0.01~0.04 mm/d”的穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)。

32號(hào)樓1-4點(diǎn)對(duì)沉降觀測(cè)高差為2.09 mm，5-8點(diǎn)對(duì)沉降觀測(cè)高差為1.18 mm，變形范圍均滿足JGJ 8-2016《建筑變形測(cè)量規(guī)范》中建筑的地基變形允許值中規(guī)定的相鄰柱基沉降觀測(cè)高差允許值0.002L1（即102.4 mm）；4-5點(diǎn)對(duì)沉降觀測(cè)高差為0.32 mm，1-8點(diǎn)對(duì)沉降觀測(cè)高差為1.23 mm，變形范圍均滿足JGJ 8-2016《建筑變形測(cè)量規(guī)范》中建筑的地基變形允許值中規(guī)定的相鄰柱基沉降觀測(cè)高差允許值0.002L2（即30.8 mm）。32號(hào)樓時(shí)間-沉降量-荷載曲線見圖3。32號(hào)樓建筑物傾斜率最大為0.080‰，傾斜率符合JGJ 8-2016《建筑變形測(cè)量規(guī)范》規(guī)定的允許值2.5‰。

圖3 32號(hào)樓時(shí)間-沉降量-荷載曲線圖

5 結(jié)束語

經(jīng)過對(duì)該工程項(xiàng)目B5組團(tuán)32號(hào)樓主體兩年的沉降觀測(cè)、數(shù)據(jù)總結(jié)分析，結(jié)果顯示，該建筑物在施工、裝修裝飾、運(yùn)營(yíng)期間，相鄰點(diǎn)的沉降觀測(cè)高差、累計(jì)沉降量、傾斜率均未發(fā)現(xiàn)異常，最后100 d沉降速率達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。綜合判斷可知，該工程項(xiàng)目所有建筑物已進(jìn)入穩(wěn)定沉降階段。