關于高層建筑沉降及傾斜監測

石利情 姚永濤

摘要:隨著城市化的進程的不斷加速,各地高層建筑不斷增加,高層建筑變形產生的安全隱患也不斷受到重視,故而要進行高層建筑的變形監測。高層建筑變形監測方法很多,文章在實例的基礎上,闡述了高層建筑沉降及傾斜監測的方法和技術。

關鍵詞:高層建筑沉降傾斜監測

中圖分類號:TU2 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)06(c)-0030-02

近年來,高層建筑飛速增加,由高層建筑的變形引起的安全事故頻發,為了對安全隱患防患于未然,必須對高層建筑的變形進行監測。高層建筑的沉降及傾斜監測是建筑施工中十分重要的一項測量工作,它會影響建筑的施工質量與安全,對其進行監測不但可以檢驗施工質量,還可以在發現問題時及時修正施工方案,保證施工質量與安全。以下結合天津一工程實例講述其沉降及傾斜監測的方法和技術。

1 工程概況及技術要求

天津市某高層建筑,基礎為預制樁,建筑結構為磚混結構。施工圖中對建筑物變形控制提出具體要求,最大允許沉降量100mm。從2007年12月10日開始觀測,直到2008年8月26日,期間共進行13次沉降觀測,12次傾斜觀測。

本工程作業規范主要依據中華人民共和國標準《建筑變形測量規程》(JGJ/T8-97)、天津市建質安管[1999]529號文《天津市加強建筑工程變形觀測控制的規定》及 [1999]42號文《天津市建筑工程變形監測技術成果編制統一規定》。

2 監測精度

根據《建筑變形測量規程》,按中等(即二級變形測量)精度設計本項目的精度指標。視線長度≤50m,前后視距差≤2.0m,前后視距累積差≤3.0m,視線高度≥0.2m。相對于建筑工程的結構和基礎。基準點及沉降觀程中誤差≤±1.0mm,觀測點測站高差中誤差≤±0.5mm,往返較差及附合或環線閉合差≤1.0mm,檢測已測測段高差較差≤1.5mm。

對于高程測量,本次觀測瑞士徠卡公司生產的 DNA03 電子水準儀配以銦瓦條碼尺,自動讀數記錄,儀器最小讀數為0.01mm,標稱精度往返測量中誤差±0.3mm/km;對于傾斜監測,使用徠卡公司生產的TCRA402全站儀觀測,儀器測角精度±2",測距精度:2mm+2ppm。

3 監測方法

3.1 沉降觀測方法

沉降監測的實質是定期對觀測點進行水準測量,逐次測算出觀測點的高程,并根據對比得出沉降量。具體包括基準點和觀測點的布設、觀測方法以及成果的整理與分析。

本例中使用電子水準儀施測,儀器作業模式設定為精測模式,自動記錄?；鶞庶c控制網水準路線采用后前前后方式觀測一次,工作基點起閉于基準點,以附合或閉合路線施測,測量標準采用基準點控制網的要求。沉降觀測點水準路線以工作基準點形成附合或閉合路線,采用后前方式觀測一次;沉降觀測點按中視法觀測兩次?；鶞庶c控制網水準路線和沉降觀測點水準路線每次宜沿相同的水準路線進行觀測;沉降觀測點每次宜在相同的測站觀測。

3.2 主體傾斜觀測方法

所謂傾斜監測,即是建筑物頂部與底部中心線不在一條直線上。在進行觀測之前,先對各個監測樓房房角位置設置上下兩點標志點M,N作為觀測點,如圖1所示:各點應位于同一垂直視準面內,如果建筑物發生傾斜,MN將由垂直線變為傾斜線。實施觀測時,架設好儀器,全站儀的位置距離建筑物應大于建筑物本身高度,瞄準上部觀測點M,采用正倒鏡法向下投得N,如果N與N點不重合,則說明建筑物發生傾斜。N與N之間的水平距離即為建筑物傾斜值。

4 監測周期安排

根據天津市質檢站頒發的529號文件規定,施工期間每增加一層觀測一次,有特殊情況時增加觀測數次,建筑物封頂后,根據百日觀測平均沉降值確定觀測周期,具體如表1。

鑒于本項目的特殊性,基準點每一個月觀測一次,以檢查基準點的穩定情況。對觀測點的觀測,時間的間隔,可根據沉降量和傾斜的大小及速度而定。

5 觀測點的布設

5.1 基準點布設

根據測區情況,對于沉降監測,在測區四角布設3個高程基準點,擬布設在建造多年的樓房以及公路設施上布設永久標志。在測區附近布設2個沉降觀測工作基點;對于傾斜位移監測,在測區內布設2個傾斜觀測點,便于對建筑物各房角位置設置上下投影觀測點。

5.2 觀測點布設

布點原則:觀測點布設在建筑物的四角,大轉角及沿外墻8～12m位置處,建筑物沉降縫兩側,中部亦需布點,點位一般應在正負零以上100～150mm處。

本工程觀測點數一共布設10個沉降觀測點點,2個傾斜觀測點,具體點位見傾斜觀測布點示意圖、沉降觀測布點示意圖(圖2,圖3)。

6 觀測數據

在此列出第一次與最后一次的觀測數據的匯總結果:

6.1 沉降數據匯總結果

第一次觀測(表2):

第十三次觀測(表3):

6.2 傾斜數據匯總結果

第一次觀測(表4):

第十二次觀測(表5):

7 變形分析

7.1 沉降監測分析

(1)累積沉降量。

建筑物沉降量最大的為8點,累計沉降6.5mm,沉降量最小為5點,累計沉降4.46mm,平均沉降量為5.82mm。由此可以看出此樓的沉降基本穩定,符合要求。

(2)沉降速率。

用自編的軟件讀入十三次的數據得到沉降曲線圖可以看出沉降速率變化的情況。從2007年12月10日至2008年8月26日,8個多月內,平均沉降曲線較緩,沉降速率較小。

7.2 傾斜監測分析

傾斜監測自2007年12月14日開始,每十天左右監測一次,于2008年8月26日進行最終監測,期間共監測了12次。到目前為止,最大的累積傾斜量2mm,最小的累積傾斜量1mm,位移速率為零,傾斜基本穩定,符合要求。

7.3 結論

依據據天津市建委頒發的建質安管〔1999〕529號文《天津市加強建筑工程變形觀測控制的規定》中的有關要求,本次沉降觀測后,該工程的日均沉降值已經小于0.01mm/d,沉降已經達到穩定,另外傾斜基本穩定,符合要求。因此,可以結束該工程的沉降觀測、傾斜觀測工作。

8 結語

結合實例,對高層建筑的變形觀測數據進行處理,在此基礎上對建筑物的變形進行分析,為高層建筑的沉降與傾斜監測提供了觀測方法與技術參考,為高層建筑的施工質量與安全提供了一定的保障,避免不必要的損失。

參考文獻

[1] 中華人民共和國標準.建筑變形測量規程(JGJ/T8-97).

[2] 天津市建質安管[1999]529號文.天津市加強建筑工程變形觀測控制的規定.

[3] 天津市建質設[1999]42號文.天津市建筑工程變形監測技術成果編制統一規定.

[4] 張正祿,等.工程測量學.武漢:武漢大學出版社,2007(4):175-212.