聊城市體育館沉降觀測技術分析

榮瑞興 許慶濤 溫繼康

1 工程概況

聊城市體育館位于徒駭河以東,聊城大學東校區路南,土城村西北角,建筑面積16 854 m2。地下1層層高5 m,地上 4層每層高度平均為5 m,地坪以上建筑高度為31 m。館內分區布設為比賽場地、觀眾席、貴賓室等;屋頂為網架結構,為聊城市目前最大的室內體育活動場所。

針對本工程結構較復雜,荷載較大,安全等級較高的特點,按照有關規范及規程要求,對該體育場館主體工程進行了沉降觀測。

2 沉降觀測

2.1 基準點的選擇

監測基準點選設在變形影響范圍以外便于長期保存的穩定位置,本次使用的基準點為聊城市體育公園北老南環路北側花池內,距體育館約300 m,標石埋深35 cm,保存完好,即“Ⅲ聊師西”點,使用時作了穩定性檢驗,該點穩定可靠。工作基點選設在體育館周圍距體育館外緣50 m以外,以體育館基礎幾何中心為圓心等分圓周,分別于圓心角約120°的方向上選點埋設混凝土普通標石3顆,點號分別編為BM1,BM2,BM3。

2.2 沉降觀測點的選設

按沉降觀測的要求,觀測點均設在了基礎建筑軸線上,承重鋼筋混凝土立柱的內側或外側,距標高±0以上約0.5 m處;主體建筑南北兩側入館扇形階梯處,沉降觀測點設在階梯弧形外緣基部圓弧外側;東西兩側支撐屋頂鋼構網架的拱腳基礎墩,其觀測點設置在墩頂鋼板一角涂紅漆標志處。

建筑主體基礎類似圓環形,內側沉降觀測點編號為N1,N2,…,N6;外側沉降觀測點編號為W1,W2,…,W12;外圍入館階梯基部和拱腳觀測點編號為V1,V2,…,V10。共設沉降觀測點28處。

平面布局詳見圖1。

2.3 沉降觀測點的測量

本工程沉降觀測依據要求采用二等水準測量,每施工一層觀測一次;主體工程完成后,裝修期間,每個月觀測一次;工程竣工后,第一年內每隔2個～3個月觀測一次,以后每隔4個～6個月觀測一次。沉降停測的標準可采用連續兩次半年沉降量不超過2 mm。對于突然發生嚴重裂縫或大量沉降等特殊情況,則應增加觀測次數。

3 平差計算

沉降觀測基準點聯測工作基點閉合水準環路的精度統計如表1所示。

表1 沉降觀測基準點聯測工作基點閉合水準環路的精度統計表

沉降觀測網各水準環路的精度統計(第6期)如表2所示。

表2 沉降觀測網各水準環路的精度統計

每千米高差中數全中誤差：MW=±0.8 mm≤±2 mm;每千米高差中數偶然中誤差：M△=±0.3 mm≤±1 mm,最弱點高程中誤差為±2 mm,各項精度指標均滿足《技術設計書》及相應規范的有關規定。

經統計計算,每周期沉降觀測網每千米高差中數全中誤差MW＜±2 mm,每周期沉降觀測網每千米高差中數偶然中誤差M△＜±1 mm,在限差范圍以內,各項精度指標均滿足《技術設計書》及相應規范的有關規定。

4 觀測成果分析

經多個周期的測量、檢查、對比,各周期的高差較差,均小于±2 mm,并且每周期測得的高程值與基準網平差后的高程值較差,均小于±2 mm,因此,所埋設的工作基點是穩定可靠的。

在工作基點穩定或相對穩定的參考系條件下,每周期將三個工作基點和所有的沉降觀測點構成一個多結點網在基本相同的條件下集中統一觀測,統一平差,沉降觀測點的相鄰兩周期平差值之差與最大測量誤差(取中誤差的2倍)進行比較,發現個別周期的觀測點平差值之差小于最大誤差,可認為觀測點在這一周期內沒有沉降或沉降不顯著。在每周期觀測后,還作了綜合分析,相鄰周期平差值之差雖很小,但呈現一定趨勢,也應視為有沉降。每個觀測點在結構主體結束(第4期)、裝修結束(第11期)、運營期(第12期)的沉降情況詳見表3。

表3 部分觀測點沉降量表 mm

綜合分析,雖然每個觀測點沉降情況有所不同,但也發現相應位置的觀測點呈現一定的沉降規律。如體育館結構主體在逐層建筑過程中,圓環形基礎內外側承重井柱上的觀測點(W1,W2,…,W12和N1,N2,…,N6)隨著荷載的增加呈現逐漸微量下沉,每周期沉降量比較均勻且基本一致的趨勢,說明地基基礎相對牢固且受力均勻。設置在入館階梯基礎上的6個觀測點(V1,V2,V3,V6,V7,V8),有隨荷載增加普遍逐漸下沉的規律,但也呈現出沉降量不均勻的情況,但總的沉降量不大,可能是由于其地基加固處理不充分,土質承壓強度不均勻所致。對體育館頂部鋼架承重的東西兩側拱腳基礎上設置的4個觀測點(V4,V5,V9,V10),除在第10周期觀測前其基礎加高加固觀測點有所變動外,其余周期的觀測點沉降也呈現出一定的規律,且每次的沉降量也不大。

5 結語

1)基點必須布置在穩定且可持久保存的地方,并加以很好的保護,以免遭受破壞。2)本工程沉降觀測資料準確可靠,其精度達到了規范及規程的有關要求。3)本次觀測所積累的資料,為勘察、設計和施工單位預測建筑物的沉降起到較大作用。

[1]JGJ/T 8-97,建筑變形測量規范[S].

[2]JGJ 72-2004,高層建筑巖土工程勘察規程[S].

[3]劉憲林,袁 越.濱州某商務大廈沉降監測與研究[J].山西建筑,2009,35(7)：109-110.