上海某建筑物糾偏過程中的在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及數(shù)據(jù)分析

胡愛勇 張紅喜 唐科學(xué)

（中國(guó)建材檢驗(yàn)認(rèn)證集團(tuán)上海眾材工程檢測(cè)有限公司，上海 201209）

1 背景知識(shí)介紹

建筑物頂升糾偏施工過程中，許多不確定因素的影響會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)附加應(yīng)力，致使建筑物結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)發(fā)生改變，進(jìn)而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)損傷甚至破壞主體結(jié)構(gòu)。因此，糾偏施工過程中采取在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)措施，可以隨時(shí)掌控建筑物的幾何形變狀態(tài)，指導(dǎo)施工，降低頂升糾偏位移差，確保建筑物頂升糾偏順利施工。

2 工程概況

2.1 簡(jiǎn)介

上海市某建筑，建造于1978年，原設(shè)計(jì)是一棟5層（局部6層）混凝土框架結(jié)構(gòu)廠房。

房屋平面呈L型，采用柱下條形基礎(chǔ)，埋深1.3m；部分設(shè)人防區(qū)域采用筏板基礎(chǔ)，埋深3.2m。根據(jù)2012年5月和2017年5月前后兩次房屋質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果，房屋整體向東平均傾斜率為12.06‰、向南平均傾斜率為19.02‰，無明顯傾斜變化。東西兩側(cè)基礎(chǔ)形式不同以及房屋荷載偏心是造成房屋傾斜的主要原因。

本工程采用錨桿靜壓樁進(jìn)行加固，對(duì)上部結(jié)構(gòu)采用斷柱頂升進(jìn)行糾偏加固。先以北側(cè)框架柱為旋轉(zhuǎn)軸，調(diào)整房屋南北向垂直度；到位后，以西側(cè)框架柱為旋轉(zhuǎn)軸，調(diào)整東西向垂直度。南北向糾偏時(shí)，北側(cè)框架柱的所有混凝土只切割一半，每根柱保留外側(cè)混凝土及鋼筋的連接，保留一定的側(cè)向約束，保證上部結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生側(cè)向移動(dòng)。東西向糾偏時(shí)，對(duì)西側(cè)框架柱外側(cè)的鋼筋及混凝土進(jìn)行施工，使得東西向具有一定的約束，保證上部結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生東西向側(cè)向移動(dòng)。

糾偏終止條件：以房屋最終傾斜值控制在2‰以內(nèi)作為糾偏終止條件。

2.2 監(jiān)測(cè)目的

采用在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，頂升糾偏過程中隨時(shí)掌控建筑物框架柱的沉降、傾斜變化，根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)調(diào)整頂升量，實(shí)現(xiàn)建筑物整體按比例提升，指導(dǎo)施工順利進(jìn)行。

3 在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

3.1 在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成

3.1.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

3.1.1.1 豎向位移監(jiān)測(cè)

本工程豎向位移監(jiān)測(cè)采用MAS-HGC01壓差式變形測(cè)量傳感器（精度±0.2% F·S），共布設(shè)8個(gè)測(cè)點(diǎn)。因一樓處于頂升系統(tǒng)操作區(qū)域，無法布設(shè)傳感器和通液管，故將傳感器布設(shè)在受影響較小的二層框架柱上。通過二樓東南側(cè)平臺(tái)將基準(zhǔn)點(diǎn)和儲(chǔ)液罐布設(shè)在南側(cè)穩(wěn)定的建筑物上。該建筑物在地面附近有對(duì)應(yīng)的人工監(jiān)測(cè)點(diǎn)，通過人工數(shù)字高精度水準(zhǔn)儀觀測(cè)進(jìn)行基準(zhǔn)點(diǎn)復(fù)核。豎向位移監(jiān)測(cè)云網(wǎng)關(guān)布設(shè)于二樓墻體上。

同時(shí)在一樓框架柱上部和下部分別布設(shè)9個(gè)建筑物豎向位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)，每天通過人工數(shù)字高精度水準(zhǔn)儀測(cè)量。上部9個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)檢驗(yàn)復(fù)核在線實(shí)時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)，下部9個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)檢驗(yàn)頂升時(shí)下部基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。

3.1.1.2 傾斜監(jiān)測(cè)

本工程傾斜監(jiān)測(cè)采用MAS-LTG-Y500盒式固定測(cè)斜儀（精度0.01°），布設(shè)在樓頂女兒墻上框架柱對(duì)應(yīng)位置，共布設(shè)5個(gè)測(cè)點(diǎn)。傾斜監(jiān)測(cè)云網(wǎng)關(guān)布設(shè)于樓頂樓梯間墻體上。

因?yàn)榻ㄖ锼闹芡鈮鶠槟_手架，無法用經(jīng)緯儀進(jìn)行傾斜測(cè)量，故在建筑物四角設(shè)置了8個(gè)從樓頂至底部的吊錘，人工測(cè)量建筑物傾斜，檢驗(yàn)復(fù)核自動(dòng)化測(cè)量數(shù)據(jù)。

3.1.2 數(shù)據(jù)處理及傳輸系統(tǒng)

現(xiàn)場(chǎng)傳感器所有數(shù)據(jù)通過MAS-DTU無線模塊利用GPRS/3G/4G 無線網(wǎng)絡(luò)，發(fā)送至知物云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸。

3.1.3 監(jiān)測(cè)信息發(fā)布系統(tǒng)

利用PC、iPad、手機(jī)終端結(jié)合相應(yīng)權(quán)限登錄知物云平臺(tái)，在線查詢實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、變化曲線，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)單位、委托方、施工和監(jiān)理單位的數(shù)據(jù)共享。

圖1 監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置示意圖

3.2 數(shù)據(jù)成果

3.2.1 本工程工況

2018年7月～11月施工錨桿靜壓樁，12月切斷框架柱（北側(cè)只切斷一半），2019年1月9日～13日分級(jí)加載頂升糾偏施工，1月14日～22日澆筑連接混凝土，1月22日～4月30日進(jìn)行主體加固施工。

在糾偏的5天時(shí)間內(nèi)，沉降每10min取一次數(shù)據(jù)，傾斜每5min取一次數(shù)據(jù)，隨時(shí)核對(duì)在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和施工頂升系統(tǒng)顯示數(shù)據(jù)，顯示變化趨勢(shì)一致時(shí)允許繼續(xù)施工，實(shí)現(xiàn)了24h全天候信息化施工。

3.2.2 沉降監(jiān)測(cè)成果

見圖2和表1。

圖2 沉降在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變化曲線圖

3.2.3 傾斜監(jiān)測(cè)成果

見圖3和表2。

3.3 數(shù)據(jù)分析

3.3.1 沉降監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，人工數(shù)字水準(zhǔn)儀對(duì)測(cè)量結(jié)果、在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和施工頂升系統(tǒng)顯示的數(shù)據(jù)基本吻合，相差最大為監(jiān)測(cè)點(diǎn)J12（1.584mm），頂升量和預(yù)期施工目標(biāo)一致。框架柱下部監(jiān)測(cè)點(diǎn)下降范圍0.2～0.5mm，建筑物基礎(chǔ)穩(wěn)定，無明顯變化。

3.3.2 傾斜監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和吊錘測(cè)量結(jié)果基本吻合，相差最大為Q5（0.18‰）。傾斜率最終在2‰范圍內(nèi)，達(dá)到施工預(yù)期目標(biāo)。

3.3.3 現(xiàn)場(chǎng)巡檢建筑物內(nèi)部未發(fā)現(xiàn)明顯結(jié)構(gòu)裂縫。

3.3.4 周邊環(huán)境監(jiān)測(cè)如周邊建筑物、周邊道路及地下管線、鄰近高架橋等無明顯變化。

表1 沉降監(jiān)測(cè)成果對(duì)比表

表2 傾斜監(jiān)測(cè)成果對(duì)比表

圖3 傾斜在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變化曲線圖

4 本次在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)解決的問題與結(jié)果評(píng)價(jià)

4.1 本次監(jiān)測(cè)解決了基準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)問題。因一樓處于頂升系統(tǒng)操作區(qū)域，無法布設(shè)傳感器和通液管，故通過二樓東南側(cè)平臺(tái)將壓差式靜力水準(zhǔn)傳感器基準(zhǔn)點(diǎn)和儲(chǔ)液罐布設(shè)在南側(cè)穩(wěn)定的建筑物上。

4.2 本次監(jiān)測(cè)傾斜傳感器初始數(shù)據(jù)的設(shè)定依據(jù)是房屋質(zhì)量鑒定報(bào)告結(jié)果。建筑物糾偏過程實(shí)際為傾斜率逐漸減小的過程，故傾斜傳感器初始數(shù)據(jù)設(shè)定也是由大到小逐漸變化，便于參建各方在云平臺(tái)上查看時(shí)理解變化趨勢(shì)。

4.3 本工程通過吊錘測(cè)量、數(shù)字水準(zhǔn)儀測(cè)量、頂升施工系統(tǒng)測(cè)量以及在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等多種數(shù)據(jù)的復(fù)核，動(dòng)態(tài)反映了糾偏過程，達(dá)到了施工預(yù)期目標(biāo)。

4.4 建筑物糾偏期間，應(yīng)加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)巡檢工作，如果出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫要進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)。