高层建筑沉降观测的技术方案选择和操作要求

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摘 要：本文根据高层建筑的特点,阐述了对其进行沉降观测的技术方案选择和操作要求.为工程测量人员的实际测量工作提供参考.

关 键 词：高层建筑；沉降观测；方案；操作

1前言

高层建筑物一般具有高度较高,质量较大,埋置基础必须达到一定深度的特点,对由于地基不均匀造成的建筑物的倾斜指标和地基变形量指标有着严格的限制.国家规范将高层建筑的变形观测列入其中,要求在高层建筑物施工过程中应用沉降观测技术对过程加强监控,避免重大经济损失和社会负面影响.变形测量贯穿于高层建筑的整个施工过程和竣工后的一定时期,通过对建筑物和地基的精密沉降观测,及时反馈数据信息.根据测量数据对沉降的变化规律进行研究,分析沉降原因和将来的发展程度,才能对施工进行指导,积极采取措施,确保高层建筑的施工安全和使用安全.

2高层建筑沉降观测的技术方案选择

高层建筑物前期设计复杂,施工周期长,工程现场不确定因素较多,因此高层建筑物及地面沉降观测的技术方案选择,通常需要考虑基准网的布设原则,沉降观测点的布设原则和沉降观测精度要求等.

2.1基准网的布设原则

在进行高层建筑沉降观测时,沉降观测的基准点应设置在稳定地区,因此一般设置在沉降影响区域之外,组成沉降观测专用基准网.专用基准网为监测建筑物和地基的沉降情况而设置,区别于一般平面控制网.专用基准网一般分为两个层次：基准点组成的控制网,应布设为闭合环,附和高程路线和节点网；另一层次则为扩展网,由基准点,工作基点和观测点组成,精度要求应布设成闭合环或高程线路.一般高层建筑物每一个测区周围基准网布设应不少于3个基准点,如果点位稳定,可包括工作基准点不少于3个.基准点的选设应尽量避开土质松软或可能发生滑坡的地区,也应避开地下管网等设施,同时还需宜观测.水准基点标石需统一规格.基准网复测应定期复测,复测周期应与沉降观测同步进行,保证仪器设备相同,观测人员不变.为保证基准点的相对稳定,每次都要测定基准点间的高差,并且基准点要定期与高等级水准点联测,高级水准点应远离建筑物.基准点应提前埋设,高层建筑沉降观测,一般提前一个月.

2.2沉降观测点的布设原则

沉降观测点的布设需综合考虑的因素很多,如高层建筑的外形、结构、地质条件、桩形等,高层筑物上埋设观测点的数量和位置,应选择最能反映建筑物沉降变化特征和沉降情况的点位,还需有利于于观测.沉降观测点一般布设于高层建筑的四角,要均匀分布,纵横对称,间距以15至30米为宜.作为框架结构的大型的建筑物,高层建筑沉降观测点布设应考虑在每个或部分承重支柱的上部或沿纵、沉降差异大或地质条件有明显不一样的区段以及沉降裂缝的两侧.观测点在埋设时与建筑物牢固相连,这样才能由观测点的变化监测出建筑物的变化情况.为保证每次观测路线的统一,在工作点与沉降观测点之间的观测路线应固定,仪器的假设位置与转点处因用标记桩做好记录.另外需考虑因高层建筑装修装饰,对观测点造成的破坏和影响.

2.3沉降观测精度要求

沉降观测精度按观测限差分类,分为一级、二级、、四级.对变形特别敏感的高层建筑或超高层建筑应符合二级以上精度等级的沉降观测精度要求,二级精度要求观测方法按国家一等精密水准测量技术规范要求实施精密液体静力水准测量.垂直位移测量的高程中误差为±0.5mm,相邻点高程中误差为±0.3mm.对于一般高层建筑应符合二级或精度等级要求进行测量.精度要求观测方法按国家二等精密水准测量技术要求实施精密液体静力水准测量.垂直位移测量的高程中误差为±1.0mm,相邻高程中误差为±0.5mm.

3高层建筑沉降观测的操作要求

高层建筑沉降观测具有障碍物多且零乱混杂,观测条件复杂,通视条件较差；沉降点容易遭到破坏；观测周期长,人员设备物资消耗大；数据信息量大,处理繁复；观测具有实时性,是不可逆的等多种特点.除了设备、仪器、物资要保障到位以外,要求技术员不仅具有较高的测绘技术水平来测量和分析数据之外,还要细心细致,一丝不苟.

3.1仪器设备要求

高层建筑沉降观测不仅需要采用高精度的测绘仪器,并且对精度的要求也很高,测绘仪器的附件也需与观测精度相适应.使用精密水准仪才能精确地反映出高层建筑在不断加荷作用下的沉降变化,一般误差应小于变形值的1/10～1/20.高精度铟合金水准尺因受环境及温差的影响较小被广泛适用于高层建筑沉降观测.首次观测前所用仪器的各项指标需进行检测校正,经常使用的需定期检定校准.

3.2人员素质要求

测量人员必须具备专业技术,能熟练掌握操作仪器,熟悉测量规范,针对不同工程具体特点选用不同的测量方法及作业顺序.能真实记录原始数据,按施工测量规范的要求计算、整理成果.对施测过程中出现的问题能够有针对性的分析原因并正确地运用相关测绘原理进行平差计算.能按质按时按量地完成测量工作,提供准确的沉降观测报告.

3.3观测时间要求

高层建筑由于基础载荷的作用,地基土层的压缩逐步累加,沉降由此增加.高层建筑的沉降观测对时间非常敏感,尤其是首次观测,必须按规定的时间开始,否则观测数据就不是原始数据,整个观测过程也就失去了意义.其他各阶段的复测,也有着严格的时间限制,不可漏测、补测.只有如此,才能得到准确的数据,从而计算分析出沉降规律和变化.一般高层建筑物的沉降观测按数天/每次或按数层/每次为一观测周期.特别敏感的高层建筑或者超高层建筑需综合考虑建筑的变形速率,地基条件,施工程度、观测精度等多种因素来制定观测周期,观测频率也应较大.高层建筑在施工期,竣工后沉降的速度都不同,观测周期和频率都应随着地基土层的压缩情况进行分段设计方案.施测方案所规定的观测周期必须得到严格执行.

3.4施测要求

根据沉降施测方案,首次观测应等观测点稳固后实施.由于高层建筑有地下结构的存在,首次观测应自基础开始.首次观测对沉降观测点高程值的精度要求非常高,以后所有观测都以首次观测的高程值为基础,每个观测点首次高程应在同期观测两次,对比两次观测结果,高差不的超过±0.5mm.一般选用N2级精密水准仪.临时观测点随建筑结构的升高上移一层并进行观测,到+0.00时,需按规范埋设永久观测点,定期复测,直至竣工.每个测量周期,都应及整理观测数据,计算出沉降量、沉降差,从而得到本周期平均沉降量和沉降速度.若发现沉降情况量异常,应立即通知委托方,以便及时采取措施,同时应适当增加调整监测次数.

4结语

高层建筑沉降观测的技术方案选择需要遵循基准网的布设原则、沉降观测点的布设原则同时还要符合沉降观测的精度要求.而高层建筑沉降观测的操作责需要精密的仪器设备,较高的人员素质,合理的观测方案以及对测量成果的准确分析.建立有效的沉降观测和预警机制,通过政府部门和行业协会来制定规范,从而降低高层建筑由于沉降造成的安全隐患.

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