論文關(guān)鍵詞:沉降觀測(cè)觀測(cè)點(diǎn)精度

論文摘要:以中國(guó)礦業(yè)大學(xué)圖書(shū)館大樓的變形監(jiān)測(cè)實(shí)例介紹了建筑物變形監(jiān)測(cè)的周期確定、點(diǎn)位布設(shè)等技術(shù)設(shè)計(jì)，并分析了選用儀器及設(shè)計(jì)路線的精度，通過(guò)成果資料的整理和分析，掌握了建筑物的沉降動(dòng)態(tài)，驗(yàn)證了建筑物的設(shè)計(jì)，繪制了建筑沉降等值線圖，為確保建筑物今后的正常施工和安全運(yùn)營(yíng)提供了可靠的依據(jù)。

高層及超高層建(構(gòu))筑物使用越來(lái)越多，但由于高層建筑物往往采用樁基基礎(chǔ)，且荷載較大，箕施工將給高層建筑物本身及周邊建筑群體帶來(lái)復(fù)雜的形變影響。在建筑物施工和使用初期，為保障建筑物施工和運(yùn)營(yíng)的安全，必須要對(duì)建筑物進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)，從而研究其變形的原因和規(guī)律，為建筑物的設(shè)計(jì)、施工、管理和科學(xué)研究提供可靠的資料。

1工程概況

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)圖書(shū)館大樓總建筑面積為46 735m2，建筑基礎(chǔ)面積8 256，其中10標(biāo)高為51.35m，主體結(jié)構(gòu)為8層框架結(jié)構(gòu)，高度約38m，下設(shè)1層架空層。設(shè)計(jì)使用年限50a。該工程基礎(chǔ)設(shè)計(jì)為乙級(jí)，基礎(chǔ)類型采用獨(dú)立柱基和局部筏基。

由基礎(chǔ)施工到竣工及整個(gè)使用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生變形，當(dāng)變形超過(guò)一定限值會(huì)影響建筑物的使用及安全，況且建筑的地理位置也很特殊(建筑主體一半在水中，一半坐落實(shí)地)。為了確保工程建筑質(zhì)量，依照國(guó)家建設(shè)部對(duì)大型建筑物建設(shè)工程實(shí)施變形監(jiān)測(cè)的有關(guān)規(guī)定對(duì)該中心大樓進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)。

2變形監(jiān)測(cè)的精度要求

根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007-2002)第5.3.4條的規(guī)定:框架結(jié)構(gòu)相鄰柱基沉降差限值為0.002L (L為兩測(cè)點(diǎn)間的距離)，體形簡(jiǎn)單的高層建筑物基礎(chǔ)的平均沉降量限值為200mm，建筑高度在24m -60m的高層建筑的整體傾斜應(yīng)小于0.3。計(jì)算出以下各項(xiàng):

1)頂部容許偏移量:

d=a萬(wàn)=38x0.3%x1000=114mm式中，a為允許傾斜度;H為建筑物高度。

2)觀測(cè)中誤差:

m=1 C1/3) x 0114/20)=1.9mm

容許誤差取容許偏移量的1/20且取3倍觀測(cè)中誤差為容許誤差。

3)相鄰觀測(cè)點(diǎn)不均勻沉降差異的允許值:

e=10.002 x D=0.002 x 15 x 1000 =130mm

3變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)設(shè)計(jì)

3. 1測(cè)點(diǎn)布設(shè)

現(xiàn)行規(guī)范中對(duì)觀測(cè)點(diǎn)如何布設(shè)沒(méi)有明確的規(guī)定，傳統(tǒng)的方式是沿建筑物外圍布設(shè)一圈觀測(cè)點(diǎn)來(lái)進(jìn)行觀測(cè)。實(shí)踐證明，這種以封閉線來(lái)代表面用內(nèi)插方法所提供的整體建筑物的形變量與實(shí)測(cè)的形變量有很大的出入。因此，就觀測(cè)數(shù)據(jù)的真實(shí)性和有效性來(lái)看，應(yīng)該在建筑物的外圍和內(nèi)部均布設(shè)測(cè)點(diǎn)。

由于大樓周圍沒(méi)有己知的水準(zhǔn)點(diǎn)，在進(jìn)行變形觀測(cè)時(shí)，在離建筑物60m-v 90m的地方埋設(shè)了三個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，與大樓的監(jiān)測(cè)點(diǎn)構(gòu)成獨(dú)立的水準(zhǔn)網(wǎng)。

根據(jù)建筑物形狀、地質(zhì)條件、建筑結(jié)構(gòu)，同時(shí)能保證順利觀測(cè)，在大樓的四周角點(diǎn)、樁形不同的兩側(cè)和大樓的內(nèi)部布設(shè)了測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)間距為10 m-v1 Sm。觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)在樁基的主鋼筋上，觀測(cè)點(diǎn)用直徑20mm、長(zhǎng)約25cm的螺紋鋼，螺紋鋼與樁基的主鋼筋焊牢，露出外面約3cm-v5cm，向上彎的標(biāo)頭呈球形，供立尺用，沉降觀測(cè)點(diǎn)標(biāo)高，在室外地坪高30cm左右。測(cè)點(diǎn)點(diǎn)位實(shí)際布設(shè)情況見(jiàn)圖1。

3. 2觀測(cè)周期的確定

結(jié)合該工程的實(shí)際情況觀測(cè)周期為:施工階段大樓每升高一層觀測(cè)一次，大樓主體完工后，每月觀測(cè)一次。如有特殊情況發(fā)生，再增加觀測(cè)次數(shù)。一般觀測(cè)工程，若沉降速度小于0.01mm/d.0.04mm/d，可認(rèn)為己進(jìn)入穩(wěn)定階段，具體取值宜根據(jù)各地區(qū)地基土的壓縮性確定。

3. 3監(jiān)測(cè)方法

在整個(gè)沉降觀測(cè)過(guò)程中，確定使用德國(guó)蔡司公司生產(chǎn)的DINI2電子水準(zhǔn)儀，該儀器性能穩(wěn)定，測(cè)量精度:每公里往返測(cè)量誤差0.4mm，測(cè)量數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄，自動(dòng)存儲(chǔ)，前后視距差限制，同方向兩次測(cè)量數(shù)據(jù)自檢，超過(guò)限差自動(dòng)提示重測(cè)。在每次觀測(cè)前，應(yīng)對(duì)水準(zhǔn)儀進(jìn)行l(wèi)角檢查樸基準(zhǔn)點(diǎn)穩(wěn)定性檢查，成果合格才可進(jìn)行觀測(cè)點(diǎn)的測(cè)量;每次觀測(cè)采用相同的觀測(cè)路線和觀測(cè)方法;使用同一儀器和設(shè)備;固定觀測(cè)人員;在基本相同的環(huán)境和條件下作業(yè)。

施測(cè)路線如圖1中的實(shí)線所示，施測(cè)過(guò)程按二等水準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)量，施測(cè)路線上的點(diǎn)作為主線點(diǎn)，其余測(cè)點(diǎn)作為支點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量。在觀測(cè)過(guò)程中，采用后前一前一后的水準(zhǔn)測(cè)量方法。每站前后視距差不超過(guò)0.4m，每站同方向觀測(cè)值之差不超過(guò)0.4mm，全程采用閉合水準(zhǔn)路線測(cè)量方法施測(cè)。

水準(zhǔn)儀在進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)測(cè)量中，影響其每站高差中誤差主要有m置平，m照準(zhǔn)與m讀數(shù)，由于三者相互獨(dú)立，故每站高差中誤差為：

設(shè)從水準(zhǔn)基點(diǎn)到觀測(cè)線路中的最弱點(diǎn)為n站，水準(zhǔn)路線中最弱點(diǎn)中誤差應(yīng)滿足m弱=土M站x

式中，T為管水準(zhǔn)器角值，符合誤差取O.1T;D為視線長(zhǎng)度;。為望遠(yuǎn)鏡放大倍數(shù)。

取T =10"， D=20m， v=40，則M=0.16mm

從圖1中可以看出，由已知水準(zhǔn)點(diǎn)至沉降最弱點(diǎn)最多10站，故最弱點(diǎn)高差中誤差為:

m=士0.16.=0.51mm 而《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50007-2002)第5.3.4條的規(guī)定求得的高差中誤差1.9mm>0. S l mm。所以，選用DIT1I2電子水準(zhǔn)儀和沿圖1布設(shè)的路線進(jìn)行測(cè)量，可以滿足本工程的要求。

4觀測(cè)結(jié)果及分析

從建筑物首層施工起至今，共對(duì)大樓進(jìn)行了7次變形觀測(cè)，現(xiàn)在大樓仍在施工中。通過(guò)這7次的觀測(cè)，并對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，我們可以階段性的了解整幢大樓的變形情況和總結(jié)各個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的沉降變化情況。由于變形觀測(cè)點(diǎn)比較多，選取其中部分觀測(cè)點(diǎn)的變形量數(shù)據(jù)列于表1中;整座大樓的沉降等值線見(jiàn)圖2.

通過(guò)對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)的分析整理，最終可以得出建筑物階段性的最大下沉量為15.02mm，相鄰兩測(cè)點(diǎn)間的最大下沉差為7.68mm。目前的觀測(cè)數(shù)據(jù)均滿足《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》tGB 50007-2002)第5.3.4條的規(guī)定的要求。

從表1中可以看出，隨著建筑物荷載的增加，建筑物整體表現(xiàn)為沉降，從圖2中可以看出，除部分測(cè)點(diǎn)異常外，建筑物沉降量總體形勢(shì)東部大于西部。但是，在大樓的沉降觀測(cè)中，出現(xiàn)了隨著荷載的增加，有些測(cè)點(diǎn)回升的現(xiàn)象，原因可能是由于建筑物地基的特殊性，隨著荷載的增加，地基受力不均勻，造成建筑物地基一端下沉，另一端翹起的現(xiàn)象。某些測(cè)點(diǎn)略有回升，當(dāng)然也可能是由于測(cè)量過(guò)程中的誤差造成的。我們會(huì)在以后的測(cè)量工作中對(duì)這部分測(cè)點(diǎn)加以重視。

5結(jié)論

建筑物的下沉，除絕對(duì)下沉外，變形的速率也十分重要。對(duì)一般建筑物而言，只要變形緩慢且均勻，大多數(shù)建筑物可以承受較大的變形而不致破壞。通過(guò)對(duì)中國(guó)礦業(yè)大學(xué)圖書(shū)館大樓的變形監(jiān)測(cè)及對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析，建筑物的沉降量在規(guī)定的限度內(nèi)，并掌握了建筑物的沉降動(dòng)態(tài)，驗(yàn)證了建筑物的設(shè)計(jì)，對(duì)今后的施工進(jìn)程具有指導(dǎo)作用。監(jiān)測(cè)過(guò)程中，有個(gè)別的測(cè)點(diǎn)沉降量出現(xiàn)了異常，其原因還不能確定，在今后的監(jiān)測(cè)工作中要對(duì)這些異常點(diǎn)多加重視。