浅谈高层建筑施工中沉降观测的应用

[摘要]本文阐述了沉降观测的基本要求,具体施测程序及步骤,并探讨了两个问题:一是确定建筑物沉降观测精度的合理性,二是在沉降观测过程中,沉降量与时间关系曲线不是单边下行光滑曲线,而是起伏状现象。

[关键词]建筑施工 沉降观测 施测程序

随着社会的不断进步,物质文明的极大提高及建筑设计施工技术水平的日臻成熟完善,同时,也因土地资源日渐减少与人口增长之间日益突出的矛盾,高层及超高层建(构)筑物越来越多。为了保证建构筑物的正常使用寿命和建(构)筑物的安全性,并为以后的勘察设计施工提供可靠的资料及相应的沉降参数,建(构)筑物沉降观测的必要性和重要性愈加明显。现行规范也规定,高层建筑物、高耸构筑物、重要古建筑物及连续生产设施基础、动力设备基础、滑坡监测等均要进行沉降观测。特别在高层建筑物施工过程中应用沉降观测加强过程监控,指导合理的施工工序,预防在施工过程中出现不均匀沉降,及时反馈信息为勘察设计施工部门提供详尽的一手资料,避免因沉降原因造成建筑物主体结构的破坏或产生影响结构使用功能的裂缝,造成巨大的经济损失。

一、沉降观测的基本要求

1.仪器设备、人员素质的要求

人员素质的要求,必须接受专业学习及技能培训,熟练掌握仪器的操作规程,熟悉测量理论能针对不同工程特点、具体情况采用不同的观测方法及观测程序,对实施过程中出现的问题能够会分析原因并正确的运用误差理论进行平差计算,做到按时、快速、精确地完成每次观测任务。

2.观测时间的要求

建构筑物的沉降观测对时间有严格的限制条件,其他各阶段的复测,根据工程进展情况必须定时进行,不得漏测或补测。相邻的两次时间间隔称为一个观测周期,一般高层建筑物的沉降观测按一定的时间段为一观测周期或按建筑物的加荷情况每升高一层为一观测周期,无论采取何种方式都必须按施测方案中规定的观测周期准时进行。

3.观测点的要求

为了能够反映出建构筑物的准确沉降情况,沉降观测点要埋设在最能反映沉降特征且便于观测的位置。通常情况下,建筑物设计图纸上有专门的沉降观测点布置图。

4.沉降观测自始至终要遵循“五定”原则

所谓“五定”,即通常所说的沉降观测依据的基准点、工作基点和被观测物上的沉降观测点,点位要稳定;所用仪器、设备要稳定;观测人员要稳定;观测时的环境条件基本一致;观测路线、镜位、程序和方法要固定。

5.施测要求

仪器、设备的操作方法与观测程序要熟悉、正确。在观测过程中,操作人员要相互配合,工作协调一致,认真仔细,做到步步有校核。

6.沉降观测精度的要求

根据建筑物的特性和建设、设计单位的要求选择沉降观测精度的等级。再未有特除要求情况下,一般性的高层建构筑物施工过程中,采用二等水准测量的观测方法就能满足沉降观测的要求。

7.沉降观测成果整理及计算要求

原始数据要真实可靠,记录计算要符合施工测量规范的要求,依据正确,严谨有序,步步校核,结果有效的原则进行成果整理及计算。

二、具体施测程序及步骤

1.建立水准控制网

根据工程的特点布局、现场的环境条件制订测量施测方案,由建设单位提供的水准控制点(或城市精密导线点)根据工程的测量施测方案和布网原则的要求建立水准控制网。

2.建立固定的观测路线

由场区水准控制网,依据沉降观测点的埋设要求或图纸设计的沉降观测点布点图,确定沉降观测点的位置。在控制点与沉降观测点之间建立固定的观测路线,并在架设仪器站点与转点处作好标记桩,保证各次观测均沿统一路线。

3.沉降观测

根据编制的工程施测方案及确定的观测周期,首次观测应在观测点稳固后及时进行。一般高层建筑物有一或数层地下结构,首次观测应自基础开始,在基础的纵横轴线上(基础局边)按设计好的位置埋设沉降观测点(临时的),等临时观测点稳固好,进行首次观测。

4.将各次观测记录整理检查无误后,进行平差计算,求出各次每个观测点的高程值。从而确定出沉降量。

5.统计表汇总。(1)根据各观测周期平差计算的沉降量,列统计表,进行汇总。 (2)绘制各观测点的下沉曲线。(3)根据沉降量统计表和沉降曲线图,我们可以预测建筑物的沉降趋势,将建筑物的沉降情况及时的反馈到有关主管部门,正确地指导施工。

6.观测中的注意事项:(1)严格按测量规范的要求施测。(2)前后视观测最好用同一水平尺。 (3)各次观测必须按照固定的观测路线进行。(4)观测时要避免阳光直射,且各观测环境基本一致。(5)成像清晰、稳定时再读数。(6)随时观测,随时检核计算。(7)在雨季前后要联测,检查水准点的标高是否有变动。(8)将各次所观测沉降情况及时反馈有关部门,当建筑物每天(24h)连续沉降量超过1mm时应停止施工,会同有关部门采取应急措施。

三、探讨的两个问题

(1)确定建筑物沉降观测精度的合理性。由于现行规范对施工单位施工过程的沉降观测要求不明朗,这对施工单位在建筑物沉降观测精度选择随意性较大,但是精度的高低直接关系到沉降观测成败。对沉降观测精度选择既不能太高也不能太低,要合理适宜,适合工程特性的需要。既不造成无谓的浪费也要保证观测结果的准确性。这样,本人认为一般高层及重要的建(构)筑物在首次观测过程中适用精密仪器的设备(高级水准仪、铟合金尺等)在±0.00以上部分按二等以上水准测量方法,采用放大率倍数较大的S2或S3水准仪进行观测,也可以测出较理想的结果。

(2)在沉降观测过程中,沉降量与时间关系曲线不是单边下行光滑曲线,而是起伏状现象。这就分析原因,进行修正。①第二次观测出现回升,而以后各次观测又逐渐下降。可能是首次观测精过低,若回升超过5mm时,第一次观测作废,若回升5mm内,第二次与第一次调整标高一致。②曲线在某点突然回升。原因:水准点或观测点被扰动所致且水准点扰动后标高低于扰前标高,观测点扰动后高于扰动前。处理措施:取相邻另一观测点的相同期间沉降量作为被扰动观测点之沉降量。③曲线自某点起渐渐回升。原因:一般是水准点下沉所致。措施:确定水准点下沉值,与高级水准点复核测量,确定下沉量。