高層建筑沉降觀測(cè)技術(shù)及數(shù)據(jù)分析探討

1、高層建筑沉降觀測(cè)技術(shù)及數(shù)據(jù)分析探討【論文摘要】為了對(duì)建筑的平安性能提供嚴(yán)格保障，產(chǎn)生了針對(duì)高層建筑物的變形觀測(cè)。不管是在高層建筑施工的準(zhǔn)備期、施工期還是運(yùn)營期，變形觀測(cè)中的沉降觀測(cè)對(duì)建筑本身建設(shè)的平安性、穩(wěn)定性都有著舉足輕重的作用。沉降觀測(cè)也成為施工生產(chǎn)中的必要生產(chǎn)工程，是高精度、高質(zhì)量的高層建筑的平安前提。本文重點(diǎn)闡述了高層建筑物沉降觀測(cè)中精密水準(zhǔn)測(cè)量的原理和方法，并對(duì)觀測(cè)期間產(chǎn)生的數(shù)據(jù)給予了分析?！娟P(guān)鍵詞】高層建筑；沉降觀測(cè)；水準(zhǔn)測(cè)量；數(shù)據(jù)處理0 引言伴隨社會(huì)不斷的進(jìn)步和物質(zhì)需求與精神文明的逐步提高以及日臻成熟和完善的建筑施工技術(shù)水平【1】，同時(shí)，也因日益增多的人口與土地資源的矛盾，高層建

2、筑物越來越多【2】。為了對(duì)建筑的平安性能提供嚴(yán)格保障，產(chǎn)生了針對(duì)高層建筑物的變形觀測(cè)。所謂建筑物的變形觀測(cè)就是對(duì)建筑物本身的水平位移觀測(cè)、沉降觀測(cè)、傾斜觀測(cè)等等。沉降觀測(cè)的意義是：能夠有效的為工程施工質(zhì)量和地基根底設(shè)計(jì)質(zhì)量的評(píng)估提供依據(jù)，并能及時(shí)的反映出建筑體建造過程中隨著負(fù)荷的增加，和地基附加壓力的增大，其豎向壓縮變形的沉降從零開始直至沉降穩(wěn)定的變化情況。因此，工程施工過程中對(duì)建筑物進(jìn)行沉降觀測(cè)【4】，具有非常重要的作用。1 沉降觀測(cè)原理與方法1.1 建筑物沉降的原因在建筑物的施工過程中，出現(xiàn)因施工誤差而造成建筑物的荷載分布與預(yù)計(jì)分布不均勻的情況是不可防止的，這種細(xì)微的過失就會(huì)導(dǎo)致建筑發(fā)生形

3、變【5】。在建筑物施工和運(yùn)營階段，其自身結(jié)構(gòu)形態(tài)造成荷載分布不均勻會(huì)導(dǎo)致建筑物發(fā)生形變。隨著建筑物的建設(shè)，由于建筑物的荷載不斷增加，其地基土在壓力的作用下被不斷壓實(shí)，體積縮小，從而引起建筑的沉降變形。1.2 沉降觀測(cè)原理沉降觀測(cè)亦稱沉陷觀測(cè)是變形觀測(cè)中用得最多的，它是指對(duì)所設(shè)置的觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行持續(xù)的垂直位移觀測(cè)，根據(jù)工程特點(diǎn)分階段地得出沉降觀測(cè)成果，據(jù)此推斷或驗(yàn)證工程實(shí)施的可靠程度【6】。變形觀測(cè)中沉降觀測(cè)極為重要。沉降觀測(cè)作業(yè)簡(jiǎn)單但精度要求高，它不僅能提供沉降量，還可以推算建筑物的傾斜以及水平構(gòu)件的撓度等。工程建筑物從施工開始到竣工，以及建成運(yùn)營后很長一段時(shí)間，沉降是不可防止的。沉降在一定的限度

4、之內(nèi)屬正?，F(xiàn)象，但一旦超過某一限度【7】，就會(huì)危及建筑物的平安。1.3 沉降觀測(cè)方法沉降觀測(cè)的方法有：水準(zhǔn)測(cè)量方法、三角高程測(cè)量方法、數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量方法、InSAR方法、GPS方法、地面沉降監(jiān)測(cè)站基巖標(biāo)和分層標(biāo)組、地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等。2 高層建筑沉降觀測(cè)實(shí)例2.1 工程概況該工程占地面積為67854.09m2，建筑結(jié)構(gòu)形式為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，地基類型為樁基根底。建筑設(shè)計(jì)單位為西南設(shè)計(jì)院，建筑施工單位為成都建工5公司；設(shè)計(jì)用途為住宅，層數(shù)為25。2.2 觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè)和觀測(cè)在建筑物的四角、大轉(zhuǎn)角及建筑物的外墻每10-20m處或每隔2-3根柱基上布設(shè)沉降觀測(cè)點(diǎn)。市場(chǎng)營銷畢業(yè)同時(shí)在上下建筑物、縱橫墻交界處、

5、建筑物裂縫或沉降縫兩側(cè)、框架結(jié)構(gòu)建筑物局部基柱上設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)。間距大約15m，地質(zhì)復(fù)雜以及膨脹土質(zhì)的建筑物，在承重內(nèi)隔墻中部設(shè)內(nèi)墻點(diǎn)。片伐根底、箱型根底底板或接近根底的結(jié)構(gòu)局部之四角處及中部位置設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)。根據(jù)建筑物結(jié)構(gòu)及根底吃力層特點(diǎn)，擬在建筑物主題布設(shè)12個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)，如圖1所示：采用天寶生產(chǎn)的DINI03電子水準(zhǔn)儀及相應(yīng)的銦瓦水準(zhǔn)尺和尺墊按照二級(jí)水準(zhǔn)觀測(cè)精度，從基準(zhǔn)點(diǎn)開始組成閉合、附合或結(jié)合水準(zhǔn)路線進(jìn)行觀測(cè)。施工過程中3#樓每3層觀測(cè)1次，封頂后每2-3個(gè)月觀測(cè)1次，在主體竣工驗(yàn)收靜荷載加載完畢時(shí)如沉降數(shù)據(jù)到達(dá)?建筑變形測(cè)量規(guī)程?規(guī)定的穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)，可停止觀測(cè)，否那么應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行觀測(cè)工作，直至到

6、達(dá)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)為止。3 沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)綜合分析圖2詳細(xì)記錄了從第1期到第12期的各個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的高程數(shù)據(jù)，從表中可以看出隨著建筑物的逐漸修建過程中，各個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的高程數(shù)據(jù)的值是在成逐漸減小的趨勢(shì)，說明建筑體在發(fā)生沉降變化，也說明整個(gè)建筑的變化狀態(tài)是符合理論實(shí)際研究的。曲線在首次觀測(cè)后即發(fā)生上升現(xiàn)象。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因，一方面，可能是初測(cè)精度不高；另一方面，也可能是施工區(qū)內(nèi)降水變化引起的；如果是施工區(qū)內(nèi)降水變化引起的，那么屬正?，F(xiàn)象。如果是因?yàn)槌鯗y(cè)精度不高所引起的，曲線上升超過5mm，應(yīng)將第一次觀測(cè)成果作廢，而采用第二次觀測(cè)成果作為首測(cè)成果，如曲線上升在5mm之內(nèi)，那么可調(diào)整初測(cè)標(biāo)高與第二次觀測(cè)標(biāo)高一致。曲

7、線的波浪起伏現(xiàn)象。曲線在后期呈現(xiàn)波浪起伏現(xiàn)象，此現(xiàn)象在沉降觀測(cè)中最常遇到，常常是測(cè)量誤差所造成的。曲線在前期波浪起伏所以不突出，是因建筑物下沉量大于測(cè)量誤差之故，但到后期，由于建筑物下沉極微或已接近穩(wěn)定，因此在曲線上就出現(xiàn)測(cè)量誤差比擬突出的現(xiàn)象。處理這種現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)根據(jù)整個(gè)情況進(jìn)行分析，決定自某點(diǎn)起，將波浪形曲線改成水平線。曲線自某點(diǎn)起漸漸上升。產(chǎn)生此種現(xiàn)象一般是由于水準(zhǔn)點(diǎn)下沉所致，水準(zhǔn)點(diǎn)是逐漸下沉的，而且沉降較小，但建筑物初期沉降量較大，即當(dāng)建筑物沉降量大于水準(zhǔn)點(diǎn)沉降量時(shí)，曲線不發(fā)生上升，到了后期，建筑物下沉逐漸穩(wěn)定，如水準(zhǔn)點(diǎn)繼續(xù)下沉，那么曲線就會(huì)發(fā)生逐漸上升現(xiàn)象。因此在選擇或埋設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)，特

8、別在建筑物上設(shè)置水準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)，應(yīng)保證其點(diǎn)位的穩(wěn)定性，如已查明確系水準(zhǔn)點(diǎn)下沉的原因，那么應(yīng)測(cè)出水準(zhǔn)點(diǎn)的下沉量，以便修正觀測(cè)點(diǎn)的標(biāo)高。曲線在中間某點(diǎn)突然上升。發(fā)生這種現(xiàn)象的原因，是水準(zhǔn)點(diǎn)或觀測(cè)點(diǎn)被碰動(dòng)所致，當(dāng)水準(zhǔn)點(diǎn)碰動(dòng)后低于被碰動(dòng)前的標(biāo)高及觀測(cè)點(diǎn)被碰動(dòng)后高于被碰動(dòng)前的標(biāo)高時(shí)，才會(huì)出現(xiàn)上升現(xiàn)象的可能。由于水準(zhǔn)點(diǎn)或觀測(cè)點(diǎn)被碰動(dòng)，其外形必有損傷，比擬容易發(fā)現(xiàn)對(duì)這個(gè)問題必須進(jìn)行合理的處理，其方法是：選擇結(jié)構(gòu)、荷重及地質(zhì)等條件都相同的臨近另一沉降觀測(cè)點(diǎn)，取該點(diǎn)在同一期間內(nèi)的沉降量，作為被碰動(dòng)觀測(cè)點(diǎn)的沉降量。此法雖不能真正反映觀測(cè)點(diǎn)的沉降量，但如果選擇適當(dāng)，可得到比擬接近實(shí)際情況的結(jié)果。4 結(jié)論沉降觀測(cè)對(duì)高層建筑的施工以及運(yùn)營都有極為重要的作用，通過對(duì)沉降觀測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，可以加強(qiáng)對(duì)施工過程的監(jiān)控，能夠更加合理的指導(dǎo)