李光
在中型構(gòu)筑物工程的施工中,我認識到沉降觀測及控制是不少或缺的工作,它不僅關(guān)系到施工質(zhì)量,更關(guān)系到工程安全,使我們?nèi)粘J┕ぶ?,卻往往被忽視,現(xiàn)就沉降觀測的有關(guān)知識作一探討。
一、設(shè)計及選材
(一)儀器設(shè)備的要求
根據(jù)沉降觀測精度要求高的特點,為能精確地反映出構(gòu)筑物在不斷加荷作下的沉降情況,一般規(guī)定測量的誤差應(yīng)小于變形值的1/10~1/20,為此要求沉降觀測應(yīng)使用精密水準儀(S1或S05級),塔尺盡量使用第一段標尺。
(二)人員素質(zhì)的要求
觀測人員必須接受專業(yè)學(xué)習(xí)及技能培訓(xùn),熟練掌握儀器的操作規(guī)程,對實施過程中出現(xiàn)的問題能夠會分析原因并正確的運用誤差理論進行平差計算。
(三)觀測時間的要求
構(gòu)筑物的沉降觀測對時間有嚴格的限制條件,特別是首次觀測必須按時進行,否則沉降觀測得不到原始數(shù)據(jù),而使整個觀測過程失去意義。
(四)觀測點的要求
構(gòu)筑物的沉降情況,沉降觀測點要埋設(shè)在最能反映沉降特征且便于觀測的位置。一般要求構(gòu)筑物上設(shè)置的沉降觀測點縱橫向要對稱,且相鄰點之間以45度(或30度)角為宜,均勻地分布在構(gòu)筑物的周圍。通常情況下,構(gòu)筑物設(shè)計圖紙上有專門的沉降觀測點布置圖。
(五)遵循“五定”原則
沉降觀測的自始至終要遵循“五定”的原則,即通常所說的沉降觀測依據(jù)的基準點、工作基點和被觀測物上的沉降觀測點,點位要穩(wěn)定:所用儀器、設(shè)備要穩(wěn)定;觀測人員要穩(wěn)定;觀測時的環(huán)境條件基本一致;觀測路線、鏡位、程序和方法要固定。以上措施在客觀上盡量減少觀測誤差的不定性,使所測的結(jié)果具有統(tǒng)一的趨向性,保證各次復(fù)測結(jié)果與首次觀測的結(jié)果可比性更一致,使所觀測的沉降量更真實。
(六)沉降觀測精度的要求
根據(jù)筑物的特性和建設(shè)、設(shè)計單位的要求選擇沉降觀測精度的等級。在沒有特殊要求情況下,一般采用二等水準測量的觀測方法就能滿足沉降觀測的要求。
二、具體施測程序及步驟
(一)建立水準控制網(wǎng)
根據(jù)工程的特點布局、現(xiàn)場的環(huán)境條件制訂測量施測方案,由建設(shè)單位提供的水準控制點根據(jù)工程的測量施測方案和布網(wǎng)原則的要求建立水準控制網(wǎng)。
(1)一般高層構(gòu)筑物周圍要對稱布置四個以上水準點,水準點的間距不大于30m。
(2)在場區(qū)內(nèi)任何地方架設(shè)儀器至少后視到兩個水準點,并且場區(qū)內(nèi)各水準點構(gòu)成閉合圖形,以便閉合檢校。
(3)各水準點要設(shè)在構(gòu)筑物開挖、地面沉降和震動區(qū)范圍之外。
(二)建立固定的觀測路線
由場區(qū)水準控制網(wǎng),依據(jù)沉降觀測點的埋設(shè)要求或圖紙設(shè)計的沉降觀測點布點圖,確定沉降觀測點的位置。
(三) 沉降觀測
首次觀測應(yīng)在觀測點安穩(wěn)固后及時進行。首次觀測自基礎(chǔ)開始,在基礎(chǔ)的縱橫軸線上(基礎(chǔ)周邊)按設(shè)計好的位置埋設(shè)沉降觀測點(臨時的),等臨時觀測點穩(wěn)固好,進行首次觀測。首次觀測的沉降觀測點高程值是以后各次觀測用以比較的基礎(chǔ),其精度要求非常高,施測時一般用N2或N3級精密水準儀。并且要求每個觀測點首次高程應(yīng)在同期觀測兩次后決定,為便于觀測,可將永久觀測點設(shè)于?00mm。然后每施工一模就復(fù)測一次,直至竣工。
(四)計算
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。
某個觀測點n的每周期沉降量:△cn=Hn,(H表示每周期沉降量,n為某一個觀測點號)。
Hn-1表示n觀測點第1周期沉降量(I=1,2,3 ……表示觀測周期數(shù))。
H1=H0(H0為參照基準點,H1為首次觀測點的沉降量)。
則n觀測點累計沉降量為:△Cn=∑△cn-lo。
(五)統(tǒng)計表匯總
(1)根據(jù)各觀測周期平差計算的沉降量,列統(tǒng)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,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(tǒng)計表中各觀測點對應(yīng)的觀測周期所測得沉降量畫于坐標中,并將相應(yīng)的荷載值也畫于坐標中,連線,就得到對應(yīng)于荷載值的沉降曲線。
(3)根據(jù)沉降量統(tǒng)計表和沉降曲線圖,我們可以預(yù)測構(gòu)筑物的沉降趨勢,正確地指導(dǎo)施工。通過對沉降觀測的成果分析,我們還可以找出同一地區(qū)類似結(jié)構(gòu)形式構(gòu)筑物沉降的主要影響因素,為編好施工組織設(shè)計大有裨益,同樣也為勘察設(shè)計單位提供寶貴的一手資料,設(shè)計出更完善的工程項目。
(六)觀測中的注意事項
(1)嚴格按測量規(guī)范的要求施測。(2)前后視觀測用同一水平尺。(3)各次觀測必須按照固定的觀測路線進行。(4)觀測時要避免陽光直射,且各觀測環(huán)境基本一致。(5)成像清晰、穩(wěn)定時再讀數(shù)。(6)隨時觀測,隨時檢核計算,觀測時要一氣呵成。(7)在雨季前后要聯(lián)測,檢查水準點的標高是否有變動。(8)將各次所觀測沉降情況及時反饋有關(guān)部門,當構(gòu)筑物一天(24h)連續(xù)沉降量超過1mm時應(yīng)停止施工,會同有關(guān)部門采取應(yīng)急措施。
三、探討的兩個問題
(一)確定構(gòu)筑物沉降觀測精度的合理性
由于現(xiàn)行規(guī)范對施工單位施工過程的沉降觀測要求不明確,使得施工單位構(gòu)筑物沉降觀測精度選擇上隨意性較大,但是精度的高低直接影響沉降觀測成果。對沉降觀測精度選擇既不能太高也不能太低,要合理適宜,適合工程特性的需要。既不造成無謂的浪費也要保證觀測結(jié)果的準確性。這樣,本人認為一般高層及重要的建(構(gòu))筑物在首次觀測過程中適用精密儀器的設(shè)備(高級水準儀、合金尺等)在?.00以上部分按二等以上水準測量方法,采用放大率倍數(shù)較大的S2或S3水準儀進行觀測,這樣可以測出較理想的結(jié)果。
(二)曲線修正
在沉降觀測過程中,沉降量與時問關(guān)系曲線不是單邊下行光滑曲線,往往呈現(xiàn)起伏狀。這就分析原因,進行修正。
(1)第二次觀測出現(xiàn)回升,而以后各次觀測又逐漸下降??赡苁鞘状斡^測精過低,若回升超過5mm時,第一次觀測作廢,若回升5mm內(nèi),第二次與第一次調(diào)整標高一致。
(2)曲線在某點突然回升。原因:水準點或觀測點被觸動所致,且水準點被觸動后標高低于觸前標高,或觀測點觸后高于觸前。處理措施:取相鄰另一觀測點的相同期間沉降量作為被觸動觀測點之沉降量。
(3)曲線自某點漸漸回升。原因:一般是水準點下沉所致。處理措施:確定水準點下沉值,與高級水準點復(fù)合測量,確定下沉值。