结合实例探讨高层建筑物沉降观测的施工技术

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　　摘要:本文结合宜兴市某工程实例，阐述了高层建筑施工过程中沉降观测的施工技术,利用沉降观测的方法,以提高高层建筑工程施工中的沉降观测质量。
　　关键词:高层建筑;沉降观测;施工技术
　　一、工程概况
　　宜兴市某两幢长分别为24m、宽12m直线连接的连体框架结构的9层建筑物,该建筑物的南面是街道,桩柱离路沿9m,其余三侧均是旧建筑物,且与该建筑物相距10m左右,该建筑物的地基为砂土和中低压缩性粘土。为保证该建筑物在施工、使用和运行中的安全,以及为建筑物的设计、施工、管理提供可靠的资料,对该建筑物的稳定性进行沉降观测。
　　二、具体施测程序及步骤
　　(一)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。要求:一般建筑物周围要布置三个以上水准点,水准点的间距不大于100m;在场区内任何地方架设仪器至少后视到两个水准点,并且场区内各水准点构成闭合图形,以便闭合检校;各水准点要设在建筑物开挖、地面沉降和震动区范围之外,水准点的埋深要符合二等水准测量的要求(大于1.5m)根据工程特点,建立合理的水准控制网,与基准点联测,平差计算出各水准点的高程。
　　(二)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。
　　(三)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安稳固后及时进行。一般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。
　　首次观测的沉降观测点高程值是以后各次观测用以比较的基础,其精度要求非常高。施测时一般用N3级精密水准仪,且要求每个观测点首次高程应在同期观测两次后决定。
　　随着结构每升高一层,临时观测点移上一层并进行观测,直到±0再按规定埋设永久观测点(为便于观测可将永久观测点设于十500mm)。然后每施工一层就复测一次直,至竣工。
　　(四)确定沉降量
　　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。某个观测点的每周期沉降量:△c=Hh,I-Hn,I-1。N表示某个观测点,I表示观测周期数(I=1,2,3……)且H1=H0
　　累计沉降量:△C=∑△c(n),n表示观测点号。
　　(五)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。首先建立下沉曲线坐标,横坐标为时间坐标,纵坐标上半部为荷载值,下半部为各沉降观测周期的沉降量。将统计表中各观测点对应的观测周期所测得沉降量画于坐标中,并将相应的荷载值也画于坐标中,连线,就得到对应于荷载值的沉降曲线。
　　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。特别是在沉陷性较大的地基上重要建筑物的不均匀沉降的观测显得更为重要。利用沉降曲线还可计算出因地基不均匀沉降引起的建筑物倾斜度:q=│△Cm-△Cn│/Lmn,△Cm,△Cn分别为m,n点的总沉降量,Lmn为m,n点的距离。对沉降观测的成果分析,我们还可以找出同一地区类似结构形式建筑物影响其沉降的主要因素,指导施工单位编好施工组织设计正确指导施工大有裨益,同样也为勘察设计单位提供宝贵的一手资料,设计出更完善的施工图纸。
　　三、沉降观测的实施
　　(一)基准点和观测点标志的布设
　　基准点(以下简称基点)是沉降观测的基准点,应根据工程的沉降施测方案和布网原则的要求建立,而沉降施测方案应根据工程的布局特点、现场的环境条件制订。依据工作经验,一般建筑物周围要布设三个基点,且与建筑物相距50m至100m间的范围为宜。基点可利用已有的、稳定性好的埋石点和墙脚水准点,也可以在该区域内基础稳定、修建时间长的建筑物上设置墙脚水准点。若区域内不具备上述条件,则可按相应要求,选在隐蔽性好且通视良好、确保安全的地方埋设基点。所布设的基点,在未确定其稳定性前,严禁使用。因此,每次都要测定基点间的高差,以判定它们之间是否相对稳定,并且基点要定期与远离建筑物的高等级水准点联测,以检核其本身的稳定性。沉降观测点应依据建筑物的形状、结构、地质条件、桩形等因素综合考虑,布设在最能敏感反映建筑物沉降变化的地点。一般布设在建筑物四角、差异沉降量大的位置、地质条件有明显不同的区段以及沉降裂缝的两侧。埋设时注意观测点与建筑物的联结要牢靠,使得观测点的变化能真正反映建筑物的变化情况,并根据建筑物的平面设计图纸绘制沉降观测点布点图,以确定沉降观测点的位置。在工作点与沉降观测点之间要建立固定的观测路线,并在架设仪器站点与转点处做好标记桩,保证各次观测均沿统一路线。
　　(二)沉降观测的周期及施测过程
　　沉降观测的周期应能反映出建筑物的沉降变形规律,建(构)筑物的沉降观测对时间有严格的限制条件,特别是首次观测必须按时进行,否则沉降观测得不到原始数据,从而使整个观测得不到完整的观测结果。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,只有这样,才能得到准确的沉降情况或规律。一般认为建筑在砂类土层上的建筑物,其沉降在施工期间已大部分完成,而建筑在粘土类土层上的建筑物,其沉降在施工期间只是整个沉降量的一部分,因而,沉降周期是变化的。根据工作经验,在施工阶段,观测的频率要大些,一般按3天、7天、15天确定观测周期,或按层数、荷载的增加确定观测周期,观测周期具体应视施工过程中地基与加荷而定。如暂时停工,在停工时和重新开工时均应各观测一次,以便检验停工期间建筑物沉降变化情况,为重新开工后沉降观测的方式、次数是否应调整作判断依据。在竣工后,观测的频率可以少些,视地基土类型和沉降速度的大小而定,一般有一个月、两个月、三个月、半年与一年等不同周期。沉降是否进入稳定阶段,应由沉降量与时间关系曲线判定。对重点观测和科研项目工程,若最后三个周期观测中每周期的沉降量不大于2倍的测量中误差,可认为已进入稳定阶段。一般工程的沉降观测,若沉降速度小于0.01-0.04mm/天,可认为进入稳定阶段,具体取值应根据各地区地基土的压缩性确定。
　　四、沉降观测的精度要求
　　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。在没有特别要求的情况下,左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。各项观测指标要求如下:(1)往返较差、附和或环线闭合差:△h=∑a-∑b≤1.0,n表示测站数;(2)前后视距≤30m;(3)前后视距差≤1.0m;(4)沉降观测点相对于后视点的高差容差≤1.0mm。
　　五、结束语
　　在沉降观测过程中,当沉降量与时间关系曲线不是单边下行光滑曲线,而是起伏状现象时,这就要分析原因,进行修正。如果第二次观测出现回升,而以后各次观测又逐渐下降,可能是首次观测精度过低,若回升超过5mm时,第一次观测作废,若回升在5mm内,应将第二次与第一次的标高调整一致。如果曲线在某点突然回升,可能是观测点被碰动所致,因此,取相邻另一观测点的相同期间沉降量作为被碰观测点之沉降量。如果曲线自某点起渐渐回升,一般是基点下沉所致,因此,必须通过与高级水准点符合测量,确定基点的下沉量。

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