現行建筑施工規范規定,建(構)筑物,生產設施,動力設備基礎,深基坑工程,橋梁,滑坡等變形監測均要進行沉降觀測,目的是為了掌握以上建(構)筑物在修建和竣工后的變形情況,及時發現施工中出現的不均勻沉降,避免造成建(構)筑物主體結構的破壞或產生影響結構使用功能的裂縫,保證建(構)筑物的正常使用壽命及安全,其沉降觀測記錄及結論也常被做為主體、竣工驗收的重要內容之一。高層建筑因其施工周期長、地基與基礎結構型式復雜、施工荷載大,為能及時掌握沉降及變形情況,科學分析施工質量,施工沉降觀測更顯得十分必要及重要;本人根據某高層民用建筑施工中沉降觀測的應用,總結了該工程施工期間沉降觀測的方法,供參考:
1.工程概括簡介:該樓為十六層全現澆框剪結構,平面呈一字型,建筑面積19300平方米,軸線長度×寬度為42m×28m,建筑總高53.4米,設地下車庫,高度4.5米,首層及二層為商業用房,高度4.2米,標準層為住宅,層高3.0米;地下8m深度范圍內為粉質砂層,經換填3m厚砂加石墊層,基礎型式為梁板式筏形基礎,樓梯間、電梯間、外墻局部為剪力墻,室內隔墻均為填充墻。
2.沉降觀測的實施方法:
2.1沉降觀測的主要內容:
確定觀測精度—建立水準控制網—埋設基準點及沉降觀測點—按照一定的觀測周期觀測—確定觀測點下沉值—編制成果表和繪制沉降曲線—提出沉降觀測報告。
2.2沉降觀測的詳細步驟:
2.2.1確定觀測精度:
根據本樓的地基基礎設計及樓層數、結構型式,擬定沉降觀測精度為二級,觀測點測站高差中誤差+0.5mm, 往返閉合差:H=a—b≤1.0√n(n表示測站數),兩次后視讀數之差≤+1.0mm,前后視距≤30m,前后視距差≤1m,沉降觀測點相對于后視點的高差≤1.0m. 觀測時采用ds1級水準儀,銦合金水準尺;
2.2.2建立水準觀測控制網:
由建設單位或城建規劃部門提供的水準控制點或高程點,建立現場水準控制網,根據現場地形特點,共設置3個基準觀測點,設置位置參考以下幾點:(1)點位設在基礎開挖、施工道路、地下管線及震動區以外;(2)做到在現場范圍內任何地方架設儀器至少后視到兩個基準點,并且由基準點構成閉合圖形,便于校核。(3)相互距離不大于50米;(4)采用混凝土淺埋式基準點,埋深1.5米,坑底土夯實后澆筑混凝土,高度1.2米,寬度0.8米,上部砌磚保護井并加砼井蓋。(見圖1)

2.2.3設置固定沉降觀測點,建立固定的觀測路線:
沉降觀測點在基礎±0.00完成后開始設置,點位設置按以下原則綜合考慮確定:(1)外柱縱橫軸線每隔15-20米設置一個點,并盡量保持對稱;(2)建筑物四角及大轉角處設置一點;(3)后澆帶兩側設置一點;(4)樓梯間或電梯間剪力墻設置一點,現場共設置6個點。
采用預埋套筒可抽拔式沉降觀測點,在首層外柱綁扎完箍筋支設模板前,將鋼套筒焊接固定于柱筋上,高度在柱+500處,并做相應標記,柱模拆除砼強度達1.2N/mm
2后即可觀測,使用時將活動觀測點抽出,觀測完畢后再插入套筒中。現場在該部位涂刷醒目標志,防止人為碰撞、損毀;每個觀測點按順序編號,繪制工程平面圖及基準點、觀測點位置平面圖,建立固定觀測路線,在架設儀器站點與轉點做標記(樁),明確觀測人員職責并固定分工,保證每次觀測均沿統一路線、統一觀測方式進行,盡量減小觀測系統誤差。
2.2.4沉降觀測:
根據規范要求的觀測周期,考慮結構層的施工進度,定為每施工一層就觀測一次,直至主體結構封頂;裝修階段按90d觀測一次,竣工后半年觀測一次;首次觀測在觀測點設置完畢后及時進行,對首次觀測的基準點、沉降點高程做詳細記錄;觀測中,觀測點與沉降點距離不大于30米,同期觀測兩次,通過平差計算求得各點高程,兩次觀測同一沉降點高程相差不大于0.5mm,取其平均值作為沉降點的初始高程,每次觀測前水準儀、水準尺均進行校正。
2.2.5 確定沉降量:
每次觀測完畢后將觀測原始記錄整理檢查無誤后,進行平差計算,求出各次觀測點的高程值,從而確定沉降量。計算方法:(1)某個觀測點的每周期觀測沉降量:Cn=Hi—Hi-1
n—表示某個觀測點,i—表示觀測周期數(i=1、2、3…9),Hi—表示觀測點高程。
(2)累計沉降量:△C=∑Cn
原則上,應每次觀測后計算沉降量,發現沉降數值突然過大,應及時報告現場監理,建設單位,通知設計、地勘部門進行驗算。
2.2.6統計匯總,繪制沉降曲線
(1)根據各觀測周期、平差計算的沉降量,進行匯總,并以表格的形式記錄下來,以便于數據分析。(見表1)
沉降觀測記錄表 |
工程名稱:某高層商住樓 |
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表一 |
觀測次數 |
各觀測點的沉降情況 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
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高程(m) |
本次下沉(mm) |
累計下沉(mm) |
高程(m) |
本次下沉(mm) |
累計下沉(mm) |
高程(m) |
本次下沉(mm) |
累計下沉(mm) |
高程(m) |
本次下沉(mm) |
累計下沉(mm) |
高程(m) |
本次下沉(mm) |
累計下沉(mm) |
高程(m) |
本次下沉(mm) |
累計下沉(mm) |
施工 情況 |
1 |
512.301 |
±0 |
0 |
512.305 |
±0 |
0 |
512.3 |
±0 |
0 |
512.306 |
±0 |
0 |
512.31 |
±0 |
0 |
512.307 |
±0 |
0 |
1層 |
2 |
|
-0.5 |
-0.5 |
|
-1 |
-1 |
|
-0.5 |
-0.5 |
|
-0.5 |
-0.5 |
|
-0.5 |
-0.5 |
|
-0.5 |
-0.5 |
2層 |
3 |
|
-1 |
-1.5 |
|
-1 |
-2 |
|
-1 |
-1.5 |
|
-1 |
-1.5 |
|
-1 |
-1.5 |
|
-1 |
-1.5 |
3層 |
4 |
|
-1 |
-2.5 |
|
-1 |
-3 |
|
-1 |
-2.5 |
|
-1 |
-2.5 |
|
-1 |
-2.5 |
|
-1 |
-2.5 |
4層 |
5 |
|
-1 |
-3.5 |
|
-1 |
-4 |
|
-1 |
-3.5 |
|
-1 |
-3.5 |
|
-1 |
-3.5 |
|
-1 |
-3.5 |
5層 |
6 |
|
-1.5 |
-4 |
|
-1.5 |
-4.5 |
|
-1.5 |
-4.5 |
|
-1.5 |
-4.5 |
|
-1.5 |
-4.5 |
|
-1.5 |
-5 |
6層 |
7 |
|
-2 |
-6 |
|
-1 |
-5.5 |
|
-1 |
-5.5 |
|
-1.5 |
-6 |
|
-1.5 |
-6 |
|
-1.5 |
-6.5 |
7層 |
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|
|
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|
|
|
|
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|
|
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23 |
215.279 |
-0.2 |
-21.5 |
215.278 |
-0.2 |
-27.1 |
512.27 |
-0.3 |
-29.6 |
512.281 |
-0.3 |
-25.5 |
512.28 |
-0.2 |
-30 |
512.285 |
-0.2 |
-22.5 |
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(2)繪制各觀測點的下沉曲線,建立下沉曲線坐標,橫坐標為時間坐標,縱坐標上半部為樓層數(荷載值),下半部為各沉降觀測周期的沉降量,將統計表中各觀測點對應的觀測周期測得的沉降量畫于坐標中,并將相應的荷載值也畫于坐標中,連線,就得到對應于荷載值的沉降曲線。
(3)沉降觀測成果分析
根據沉降量統計表和沉降曲線圖,可以預測建筑物的沉降趨勢,將建筑物的沉降情況及時反饋,正確地指導施工。利用沉降觀測結果,校核建(構)筑物沉降量是否滿足有關要求:
建(構)筑物沉降速率 V=C/t (C-總沉降量,t-工期),若V值≤0.02~0.04mm/d,沉降均勻,正常。若V值 ≥ 0.02~0.04mm/d,沉降不均勻。還可利用沉降曲線計算出因地基不均勻沉降引起的建筑物傾斜度:α=(S
A-S
B)/L S
A、S
B—傾斜方向上A、B兩點的沉降量(mm);L—A、B兩點間的距離。根據表1各沉降點沉降值分析,該建筑物少量下沉,基礎沒有傾斜。
2.2.7編寫階段性的沉降觀測評估報告:對沉降觀測的成果分析后,寫出階段性的沉降觀測評估報告,報建設、監理、設計、地勘部門審核,并做為施工控制資料參與質量驗收評定。
參考文獻:
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[2] 王家勇.淺析工程測量在施工質量管理中的作用[J].中國高新技術企業,2007,(20)
[3] 呂云麟,林鳳明.建筑工程測量[M].武漢:武漢工業大學出版社,1998.
[4] 建筑變形測量規范(JGJ8-2007)
[5] 工程測量規范(GB50026-2007)
[6] 陳昌樂著《建筑施工測量》(中國建筑工業出版社)