高層建筑沉降和垂直度監測技術的應用

俞毅

1 概況

某高層建筑主樓25層,裙房 4層,地面以下設有地下室3層,基礎采用靜壓預應力管樁,框架結構。在施工過程中,及時了解高層建筑由于荷載的變化造成的建筑物沉降以及施工后建筑物的穩定性和安全性,對施工沉降觀測顯得十分重要,本文將結合對某高層建筑的沉降觀測和垂直度觀測的過程和結果進行分析。

2 沉降觀測的主要技術要求、觀測方法和使用儀器

1)沉降觀測的主要技術要求是依據國家標準GB 50021-2001巖土工程勘察規范和行業標準JGJ 8-2007建筑變形測量規范實施的,水準連測環線閉合差按 WH=0.5計算,其中,n為測站數,基準點與建筑物的沉降觀測點環線閉合差 WH=0.7。根據規范,建筑物的穩定指標(即沉降速率)在 0.01 mm/d～0.04 mm/d之間時,可停止經常性的觀測。2)觀測方法。為了便于對建筑物各沉降點的直接觀測,在離建筑場地50 m以外比較堅實的地方設立兩個水準工作基準點。3)使用進口N3精密水準儀配銦瓦鋼尺,采用光學測微法。4)觀測時間從2007年6月21日起,觀測周期是每3層測1次,封頂后前半年每2個月測1次,后半年每3個月測1次,總共測14次。

3 沉降監測結果

3.1 沉降觀測

沉降觀測點位置由結構設計布置,由施工單位按圖埋設,共設17個沉降點,經過兩年的測量數據表明,隨著建筑物荷載的增加,其沉降量逐漸增大,建筑封頂后隨時間的延長,建筑物的沉降速率又漸漸減小,最大沉降量為17號點(22.79 mm),最小沉降量為11號點(7.47 mm),累計平均沉降量為15.81 mm,累計平均沉降速率為0.021 mm/d,沉降量和沉降速率較小,依據規范要求,達到相對穩定標準。

3.2 統計表匯總

1)根據各觀測周期計算的沉降量,列統計表進行匯總。

2)繪制各觀測點的下沉曲線。首先建立下沉曲線坐標,橫坐標為時間坐標,縱坐標上半部為荷載值,下半部為各沉降觀測周期的沉降量。將統計表中各觀測點對應的觀測周期所測得的沉降量畫于坐標中,并將相應的荷載值也畫于坐標中,連線就得到對應于荷載值的沉降曲線,附本建筑物的沉降曲線(見圖1,圖2)。

3)根據沉降量統計表和沉降曲線圖,我們可以預測建筑物的沉降趨勢,將建筑物的沉降情況及時反饋到有關主管部門,正確地指導施工。特別在沉陷性較大的地基上重要建筑物的不均勻沉降觀測顯得更為重要。

4 沉降觀測精度評估

水準網每測站高差中誤差公式:Wo±=±0.16 mm。其中,Wo為每次觀測的水準環閉合差;n為計算Wo時相對站數;N為測得的閉合路線環次數。各環線閉合差均小于0.7,符合規范要求。

5 施工期間筒體軸線垂直度的檢測

在施工期間,為了配合施工單位的施工進度,根據施工單位提供軸線放樣控制點對所需檢測樓層平面軸線進行垂直度檢測,垂直度檢測采用日產PD3準直儀與鋼尺進行檢測,即得主樓底層平面上布設4個垂直度檢測基點(本工程每3層檢測一次),其檢測結果軸線放樣偏差(0 mm～3 mm)均小于規范規定的限差(3 mm)。

6 結論分析

1)根據建筑沉降成果表及平均沉降速率趨勢圖來看,建筑的沉降情況還是較為均勻的,沉降屬于正常沉降范圍。就目前的沉降速率來分析,本建筑物的沉降速率均已達到JGJ 8-2007建筑變形測量規范規定的沉降相對穩定標準,小于0.04 mm/d,故本建筑物的沉降處于沉降相對穩定狀態。

2)建筑垂直度偏差小于規范允許值。

[1]楊 柳.變形監測技術的發展與應用[J].山西建筑,2008,34(26):346-347.