随着工业与民用建筑业的发展,各种复杂而大型的工程建筑物日益增多,工程建筑物的兴建,改变了地面原有的状态,并且对于建筑物的地基施加了一定的压力,这就必然会引起地基及周围地层的变形。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。
(1)实施沉降观测点的位置设置要合理 ,与建筑物的结构形式、基础处理的情况要有紧密的联系。通常情况下的确定方法是(摘自《建筑物变形测量规范》):
①砖混结构中采用砖墙承重的建筑物:沉降观测点一般应沿墙的长度每隔 8~10 m 设置 1 个,并应设置在建筑物的外墙转角处、纵墙与横墙的交接处及纵墙与横墙的、建筑物的沉降缝 2 侧。
②框架结构的建筑物:沉降观测点应设在每个桩基或部分柱基上部。
③新建筑物与原有建筑物连接处的 2 边应设置。
④烟囱、水塔、油灌等其它类似的构筑物,应沿周边对称设置。
(2)实施沉降观测的次数和时间要适当如砖混结构建筑物的**次观测应当在观测点安设稳固且* 1 层已经完工后进行。其它结构的建筑物可以参考进行。
(3)水准测量的基点位置应该远离施工的建筑物或者做特殊处理。它的位置一定要选定相对稳定的其它建筑物、岩基等适当部位,一般不少于 2 个。
(4)水准测量采用的观测仪器及使用的观测方法要讲究
①使用的精密水准测量仪器应采用经计量部门检验。
②每次观测的人员应相对固定、工具等也相对固定。
③每次观测尽量采用相同的观测路线,当场进行相关检查,确保符合要求。同一观测点的2次观测之差不得>1mm。
(5)各项相关的资料应妥善保管,存档备查。
水准基点的设置:基点设置以保证其稳定可靠为原则,宜设置在基岩上,或设置在压缩性较低的土层上。水准基点的位置,宜靠近观测对象,但必须在建筑物所产生的压力影响范围外。
观测点的设置:观测点的布置,应能全面反映建筑的变形并结合地质情况确定,数量不宜少于6个点。
测量宜采用精密水平仪及钢水准尺,对**观测对象宜固定测量工具和固定测时人员,观测前应严格校验仪器。
测量精度宜采用Ⅱ级水准测量,视线长度宜为20~30m,视线高度不宜低于0.3m。
观测时应登记气象资料,观测次数和时间应根据具体建筑确定。在基坑较深时,可考虑开挖后的回弹观测。
1)进行该类工作必须先进行实施观测的位置即观察是否有沉降发生的观测点的设置。而且此类观测点应该根据建筑物的自身情况如规则或不规则形状,采用框架、框剪或筒体等其它结构形式、处于软土地基或复合地基等地质条件、桩位布置情形等因素综合考虑,使之布设在较能敏感反映建筑物基础发生变化的位置。对于西南地区的建筑物而言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缝的 2 侧。埋设时务必通过焊接等方式确保观测点与建筑物的内部联结要牢靠,使得观测点的变化与建筑物的变化情况尽量同步 。
(2)观察发生变化的时间间隔也称沉降观测的周期的选择问题。经过实践发现如果观测的间隔时间选择得当就能更细致的反映出建筑物的沉降变形规律。因此,此类沉降观测对时间的选择有严格的限制条件,一定要确保**次观测必须一定要在基础已经承受少量的荷载且承受的荷载有**按时进行,否则沉降观测得到的初始数据属于不完整或是有缺陷的,从而使整个观测得不到完整的观测结果,以致不能详细地反映在该荷载增加的过程中基础发生的变形情况。其它各阶段的测量工作一定要根据工程进展情况定时进行,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,也才能对于建筑物的稳定性有 1 个更好的认知。通常情况下认为建筑在砂类土层上的建筑物,其沉降在施工过程中已完成大部分的下沉和反弹,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,在封**或竣工后仍然需要进行一定次数的观测,但是观测周期应当延长即周期发生了变化。根据工作经验,在施工阶段,观测的频率要大些,按层数的增加或荷载的增加确定观测周期。沉降是否进入稳定阶段,应由沉降量与时间关系曲线判定。对于一般工程的该类观测,若沉降速度小于 1 个具体的数值如小于 0.01~0.04 mm/d,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。
(3)最后需要提及到沉降观测的精度。一般按照国家二等水准测量要求实施。
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**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。如暂时停工时,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/d,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。
根据编制的沉降施测方案及确定的观测周期,**观测应在观测点稳固后及时进行。一般高层建筑物有一层或数层地下结构,**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),待临时观测点稳固好,方可进行**观测。**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N2级精密水准仪,并且要求每个观测点**高程应在同期观测两次,比较观测结果,若同一观测点间的高差不**过±0.5mm时,我们即可认为**观测的数据是可靠的。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+0.00再按规定埋设*观测点(为便于观测可将*观测点设于+500mm),然后每施工一层就复测一次,直至竣工。
在施工打桩、基坑开挖以及基础完工后,上部不断加层的阶段进行沉降观测时,必须记载每次观测的施工进度、增加荷载量、仓库进(出)货吨位、建筑物倾斜裂缝等各种影响沉降变化和异常的情况。每周观测后,应及时对观测资料进行整理,计算出观测点的沉降量、沉降差以及本周期平均沉降量和沉降速度。若出现变化量异常时,应立即通知委托方,为其采取防患措施提供依据,同时适当增加观测次数。
另者,不同周期的观测应遵循“五定”原则。所谓“五定”,即通常所说的沉降观测依据的基准点、基点和被观测物上沉降观测点,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上要一致;观测路线、镜位、程序和方法要固定。以上措施在客观上能保证尽量减少观测误差的主观不确定性,使所测的结果具有统一的趋向性;能保证各次复测结果与**观测结果的可比性一致,使所观测的沉降量更真实。
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