高層建筑沉降數據處理方法研究

孫軍

(沈陽天信測繪科技有限責任公司,遼寧沈陽 110000)

高層建筑沉降數據處理方法研究

孫軍

(沈陽天信測繪科技有限責任公司,遼寧沈陽 110000)

本論文基于實際需要,結合實際工程項目,主要討論對沉降觀測數據進行處理方法研究。通過對沉降觀測數據進行分析,找出沉降值與時間及荷載的數學關系模型,得出一些有益的結論,對實際工程具有一定的借鑒意義。

沉降觀測 變形觀測 數據處理

1 工程概述

本文沉降觀測數據均來源于“沈陽斯特國際外商公寓”實測。沈陽斯特國際外商公寓工程位于皇姑區黃河大街西側,被嘉陵江街、寧山路與巴山路所環繞,占地面積7.84萬平方米。本工程主要由9個單體工程組成,每單體工程占地面積851m2,建筑面積22000m2,地下一層,地上三十層,高度達95.85m,均為筏板基礎,剪力墻結構,地基持力層為礫砂層。

本工程±0.000m相當于絕對標高45.3m,基礎底標高為-7.2m,本地區標準凍深為1.2m,地下穩定水位5.0m左右(地下水類型為潛水,相對于市政高程為38.45—39.10m),基本風壓為0.5KN/m2,基本雪壓為0.4KN/m2,該區地勢較平坦,地面標高高差不大,該工程設計使用年限為50年,建筑結構安全等級為二級。鑒于本工程的重要性,以及區內降水以及荷載增加對新建建筑物的變化影響,須對上述各建筑物在整個施工期間進行沉降變形觀測。

本工程建筑物的沉降是由地基、基礎和上部結構以及降水共同作用的結果,其沉降量特別是差異沉降量若超過一定的限度,就會影響建筑物的正常使用和安全。在施工期間,對該工程根據所增加層數或荷載情況,逐步進行沉降觀測,以掌握、監視建筑物的沉降情況,分析是否正常,若有異常情況發生,需及時分析采取相應的措施,以保證施工建筑物及施工安全。因此,在施工期間需對7#、9#、10#樓進行沉降觀測。

2 沉降觀測方案設計

2.1 水準基點的布設

在現場踏勘的基礎上,沉降觀測的水準基點選在施工影響范圍以外地基比較穩定的現有建筑物上。水準基點BM4、BM5、BM6三個點為一組,組成閉合水準路線并定期進行觀測,根據觀測成果選其中比較穩定的點為起算基點。水準基點的觀測等級按“垂直位移監測網的主要技術要求”中的二等技術要求施測。水準基點布置圖見圖1。

圖1

圖2

圖3 沉降觀測點布置圖

圖4

圖5

圖6

2.2 工作基點的布設

因水準基點距變形觀測點較遠,一方面為了減少觀測誤差的積累;另一方面也為了觀測方便,在所布設的水準基點的基礎上又布設了工作基點(G1、G2、G3)。工作基點的觀測等級按“垂直位移監測網的主要技術要求”中的三等技術要求施測。工作基點布置圖見圖2。

2.3 沉降觀測點的布設

按沉降觀測點的布置要求,在7#、9#、10#每棟樓布置六個沉降觀測點,各樓變形觀測點選在距一樓地面(即±0標高)以上約0.2米處,并用膨脹螺栓作為觀測點標記。如圖3所示。

3 垂直位移觀測的數據處理和變形分析

3.1 垂直位移觀測數據精度分析

自2012年8月11日起至2013年10月19日止,對7#、9#、10#樓共進行了五十余次觀測,除2012年10月29日及2012年10月9日觀測時因場地條件限制9#、10#樓觀測為支水準路線外,共施測了54個閉合水準路線,閉合水準路線的最大閉合差為-4.19mm,閉合差的限差均沒有超限。根據實測資料,計算得垂直位移觀測點每測站高差中誤差,滿足垂直位移觀測點設計的觀測精度要求。

3.2 沉降等值線圖

根據每棟樓的各觀測點的總沉降值,可繪制出沉降等值線圖,從而直接反映出各沉降觀測點的差異沉降情況(從左向右排列)。(1)7#樓沉降等值線圖見圖4。(2)9#樓沉降等值線圖見圖5。(3)10#樓沉降等值線圖見圖6。

4 結語

數據處理過程中,對觀測點數據的整理,通過時間- 荷載- 沉降關系曲線圖、等沉降曲線圖、累積沉降量柱狀圖等正確適時地反映了該建筑物在施工和前期運營期間的沉降過程。結合這些情況及時了解建筑物的沉降變形情況,如果有異常情況,就須及時向有關部門報告,如果整個監測過程沒有任何大的異常情況發生, 建設單位、監理單位和施工單位對提交的中間成果和最終資料成果均非常滿意,對成果分析完全認可,則觀測數據可提交。對觀測點如何布設現行規范中無明確規定,傳統的方式是沿建筑物外圍布設一圈觀測點來進行觀測,有的學者已對此提出異議,實踐證明也是不盡科學和合理。本人認為在建筑物的外圍和內部都應布設點。結合地質因素,建筑物的結構形狀,荷載及其它因素,通盤考慮,合理布設、先設計再實施。

[1]李青岳,陳永奇.工程測量學[M].北京:測繪出版社,1995.

[2]吳來端,鄧學才.建筑施工測量手冊[M].北京:中國建筑工業出版社,1997.