淺談高層建筑沉降測量技術

郁萬祥（甘肅省地質礦產勘查開發局測繪勘查院，甘肅　蘭州　730060）

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淺談高層建筑沉降測量技術

郁萬祥
（甘肅省地質礦產勘查開發局測繪勘查院，甘肅蘭州730060）

摘要：高層建筑沉降測量是對監視的建筑物進行測量,以確定其垂直位置隨時間的變化特征。對高層建筑物的沉降原因進行了分析,在此基礎上提出了沉降測量技術,最后,對如何達到沉降觀測的高精度要求,提出了具體、切實可行的技術方案,確保工程質量。

關鍵詞：高層建筑；沉降測量；質量控制

高層建筑物的沉降原因分析通過對高層建筑沉降的研究,高層建筑發生沉降的原因是復雜的,既有外部的因素,也有其內在的因素,可能是一種原因,也可能是由多種原因共同造成的。總體歸結起來造成建筑物沉降的原因主要有設計、勘察、施工、規劃、使用、自然災害等因素。

1.1地基處理欠妥

首先,對于軟硬相差懸殊的地基上沒有進行地基處理,采用天然地基,導致建筑物產生不均勻沉降。其次,地基土并不是單一的勻質材料,但在設計中對其作了簡化假定,使其單一化理想化,表現為壓縮模量、密實度等,這樣就使計算與實際有一定的誤差。最后,在基巖嚴重傾斜的場地,建筑物基礎下的壓縮層一部分較薄,另一部分很厚,造成地基土壓縮量相差過大,建筑物產生不均勻沉降。

1.2施工原因

施工原因造成基礎沉降的事故也很多,其中包括施工方案違反相關規程、施工質量低劣、樁頭處理不當、施工記錄造假、配套設施影響、相鄰基坑影響、對地基上保護不力以及未及時采取補救措施等。1.3建筑場地選址不當

建筑場地應處于安全環境之中,應避開斷裂帶、土坡邊緣、故河道和可能塌方、滑坡等危險地段。建筑場地選擇失誤,會帶來潛在的危險。

1.4規劃不當

軟土地區的一些規劃部門在批準建筑用地時,建筑物之間的距離嚴重不足,造成相鄰基礎下天然地基土附加應力疊加,引起建筑物相向傾斜或相鄰建筑物樁基施工時,地基土產生較大的擾動,承載力降低。

1.5基礎方案失誤

對同一幢建筑物采用兩種或兩種以上不同的基礎形式,相互關系處理不當,致使地基土所承受的附加壓力嚴重不均,建筑物基礎剛度變化較大,產生不均勻沉降,結構破損。對于軟硬相差懸殊的地基土,采用整體性較差的剛性基礎,使基礎內部產生較大的附加應力而破損。在深厚飽和軟土、粉細砂地基中采用密布的振動沉管灌注樁,打樁過程中易產生較大的超孔隙水壓力,拔管時周圍的軟土,泥漿極易擠入,會造成樁尖不規則或不完全落底,樁體產生縮頸甚至斷樁事故,承載力大打折扣,造成沉降。

2　高層建筑物的沉降測量技術概述

2.1高層建筑沉降測量的必要性

為確保高層建筑物結構安全,保證建筑物正常使用,在建筑物的施工中加強高層建筑的測量工作是非常重要的,應引起足夠重視。建筑物的變形如果超過一定的限度就會影響到它的正常使用,尤其是不高層建筑沉降的測量技術研究均勻沉降,會危及建筑物的安全。在工程施工和工程使用期間應進行嚴密沉降觀測,通過對觀測數據研究和分析沉降原因及其發展的趨勢,及時采取措施,以保障工程的施工和使用安全,并通過對沉降觀測數據的分析,結合地質資料,綜合分析研究其地基沉降的規律,對其穩定性進行了評價。

2.2高層建筑沉降觀測的要求。

2.2.1儀器設備

高精度測量工作中,不僅要采用高精度的測量儀器,而且對測量精度要求較高。此外,還需要采用與觀測精度相適應的儀器附件。因而儀器及其附件,在經常使用過程中需做定期的檢定。

2.2.2觀測時間的要求

在基礎荷載的作用下,地基土層的壓縮是逐漸實現的,因此,基礎的沉降量亦是逐漸增加的。相鄰的兩次時間間隔稱為一個觀測周期。沉降觀測周期應根據建筑物(構筑物)的特征、變形速率、觀測精度、工程地質條件和施工情況等因素綜合考慮,并根據沉降量的變化情況作適當調整。

2.2.3沉降觀測時需要堅持的“五定”原則

a)沉降觀測依據的基準點、工作基點和被觀測物上的沉降觀測點,點位要穩定。b)所用儀器、設備要固定。c)觀測人員要固定。d)觀測時的環境條件基本一致。e)觀測路線、鏡位、程序和方法要固定。

3　高層建筑物的沉降測量的質量控制要點

1）沉降觀測點布設。沉降觀測點的布設,應以能全面反映建筑物地基沉降特征并結合實際地質情況及建筑結構特點來確定,例如:磚墻承重的建筑:沉降觀測點一般應沿墻的長度每隔8～10m設置一個,并應設置在建筑物的外墻轉角處、縱墻與橫墻的交接處及縱墻與橫墻的中央、建筑物的沉降縫兩側。當建筑物寬度過大時,內墻也應在適當位置設觀測點;對于框架結構:沉降觀測點應設在每個或部分柱基上部或沿縱、橫軸線;其點間距應控制在10～25m 間,尤其是大跨度的,或鋼結構工程,應鄰柱或隔柱布設,以利于較準確地繪制等沉降曲線圖及軸線方向的變形分析。具有片筏或箱形基礎的建筑,觀測點應沿縱、橫軸和基礎周邊位置。

2）基準點的布設。考慮到整體沉降監測的需要,采用布設統一的沉降監測網和局部一體化沉降監測方法。首先,基準點宜選設在施工變形影響區域之外,盡量避開松軟地層和滑坡區,避開地下各種管道設施。選擇位置固定,宜觀測和保存的地方。其次,基準點應在沉降觀測前一個月進行埋設。沉降觀測多采用混凝土基本水準標石,基準點高度為0.7m,上底0.25m×0.25m的混凝土預制柱(或采用現場混凝土澆注)。基準點的埋設應位于建筑物變形區外的原狀土層上,其周圍設立保護標志。再次,基準點的保護措施要做好,不被碰撞。最后,點位應避開障礙物,便于觀測和長期保存。

3）高層建筑沉降的測量。按照已制訂的觀測方案和觀測周期實施沉降觀測。對各點的初期觀測,宜觀測兩次,以確保初期成果的準確性;施測時務必十分認真、細致,要求每個觀測點的高程數據應由兩次觀測后的平均值來確定。隨結構每升高一層,臨時觀測點上移一次并作一次觀測、記錄,由于變形測量觀測的點位是動態的,與地形測量、工程控制測量等有較大的區別,因而,每期觀測都必須保證外業觀測數據是可靠與準確的,且對于設備、人員的觀測條件是相同的,每期觀測除應及時地檢查測站各項限差,將各次觀測記錄整理檢查無誤后,進行平差計算,求出各次每個觀測點的高程值,從而確定出沉降量。

4）其他。(1)每次觀測必須按規定路線進行,觀測時應避免陽光直射,成像清晰、穩定后方可讀數、記錄。(2)每次觀測后應及時算出各觀測點的標高和沉降量并分析其是否正常;發現有異常情況應及時向有關部門反饋,以便采取相應措施。(3)在雨季前后要聯測,檢查水準點的標高是否有變動;如有變動,應及時調整,以免影響觀測。

4　結語

總之,高層建筑進行全面的、系統的、長期的沉降觀測,掌握其沉降規律,發現異常,及時分析原因,并采取工程補救措施,對于確保樁基高層建筑物在施工期間和投入運營后的安全,具有非常重要的意義。相信隨著現代高層建筑隨著社會生產和科學技術的進一步發展,先進的儀器的廣泛應用,測量精度的越來越高,沉降觀測的技術必定會越來越成熟,為設計、施工提供更加可靠的資料及相應的沉降參數。

參考文獻:

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[2] GB50007-2002建筑地基基礎設計規范[S].

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中圖分類號：U213.7