郁萬(wàn)祥（甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局測(cè)繪勘查院，甘肅　蘭州　730060）

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淺談高層建筑沉降測(cè)量技術(shù)

郁萬(wàn)祥
（甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局測(cè)繪勘查院，甘肅蘭州730060）

摘要：高層建筑沉降測(cè)量是對(duì)監(jiān)視的建筑物進(jìn)行測(cè)量,以確定其垂直位置隨時(shí)間的變化特征。對(duì)高層建筑物的沉降原因進(jìn)行了分析,在此基礎(chǔ)上提出了沉降測(cè)量技術(shù),最后,對(duì)如何達(dá)到沉降觀測(cè)的高精度要求,提出了具體、切實(shí)可行的技術(shù)方案,確保工程質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：高層建筑；沉降測(cè)量；質(zhì)量控制

高層建筑物的沉降原因分析通過對(duì)高層建筑沉降的研究,高層建筑發(fā)生沉降的原因是復(fù)雜的,既有外部的因素,也有其內(nèi)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?？傮w歸結(jié)起來(lái)造成建筑物沉降的原因主要有設(shè)計(jì)、勘察、施工、規(guī)劃、使用、自然災(zāi)害等因素。

1.1地基處理欠妥

首先,對(duì)于軟硬相差懸殊的地基上沒有進(jìn)行地基處理,采用天然地基,導(dǎo)致建筑物產(chǎn)生不均勻沉降。其次,地基土并不是單一的勻質(zhì)材料,但在設(shè)計(jì)中對(duì)其作了簡(jiǎn)化假定,使其單一化理想化,表現(xiàn)為壓縮模量、密實(shí)度等,這樣就使計(jì)算與實(shí)際有一定的誤差。最后,在基巖嚴(yán)重傾斜的場(chǎng)地,建筑物基礎(chǔ)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(chǎn)生不均勻沉降。

1.2施工原因

施工原因造成基礎(chǔ)沉降的事故也很多,其中包括施工方案違反相關(guān)規(guī)程、施工質(zhì)量低劣、樁頭處理不當(dāng)、施工記錄造假、配套設(shè)施影響、相鄰基坑影響、對(duì)地基上保護(hù)不力以及未及時(shí)采取補(bǔ)救措施等。1.3建筑場(chǎng)地選址不當(dāng)

建筑場(chǎng)地應(yīng)處于安全環(huán)境之中,應(yīng)避開斷裂帶、土坡邊緣、故河道和可能塌方、滑坡等危險(xiǎn)地段。建筑場(chǎng)地選擇失誤,會(huì)帶來(lái)潛在的危險(xiǎn)。

1.4規(guī)劃不當(dāng)

軟土地區(qū)的一些規(guī)劃部門在批準(zhǔn)建筑用地時(shí),建筑物之間的距離嚴(yán)重不足,造成相鄰基礎(chǔ)下天然地基土附加應(yīng)力疊加,引起建筑物相向傾斜或相鄰建筑物樁基施工時(shí),地基土產(chǎn)生較大的擾動(dòng),承載力降低。

1.5基礎(chǔ)方案失誤

對(duì)同一幢建筑物采用兩種或兩種以上不同的基礎(chǔ)形式,相互關(guān)系處理不當(dāng),致使地基土所承受的附加壓力嚴(yán)重不均,建筑物基礎(chǔ)剛度變化較大,產(chǎn)生不均勻沉降,結(jié)構(gòu)破損。對(duì)于軟硬相差懸殊的地基土,采用整體性較差的剛性基礎(chǔ),使基礎(chǔ)內(nèi)部產(chǎn)生較大的附加應(yīng)力而破損。在深厚飽和軟土、粉細(xì)砂地基中采用密布的振動(dòng)沉管灌注樁,打樁過程中易產(chǎn)生較大的超孔隙水壓力,拔管時(shí)周圍的軟土,泥漿極易擠入,會(huì)造成樁尖不規(guī)則或不完全落底,樁體產(chǎn)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(cè)量技術(shù)概述

2.1高層建筑沉降測(cè)量的必要性

為確保高層建筑物結(jié)構(gòu)安全,保證建筑物正常使用,在建筑物的施工中加強(qiáng)高層建筑的測(cè)量工作是非常重要的,應(yīng)引起足夠重視。建筑物的變形如果超過一定的限度就會(huì)影響到它的正常使用,尤其是不高層建筑沉降的測(cè)量技術(shù)研究均勻沉降,會(huì)危及建筑物的安全。在工程施工和工程使用期間應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)密沉降觀測(cè),通過對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)研究和分析沉降原因及其發(fā)展的趨勢(shì),及時(shí)采取措施,以保障工程的施工和使用安全,并通過對(duì)沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)的分析,結(jié)合地質(zhì)資料,綜合分析研究其地基沉降的規(guī)律,對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。

2.2高層建筑沉降觀測(cè)的要求。

2.2.1儀器設(shè)備

高精度測(cè)量工作中,不僅要采用高精度的測(cè)量?jī)x器,而且對(duì)測(cè)量精度要求較高。此外,還需要采用與觀測(cè)精度相適應(yīng)的儀器附件。因而儀器及其附件,在經(jīng)常使用過程中需做定期的檢定。

2.2.2觀測(cè)時(shí)間的要求

在基礎(chǔ)荷載的作用下,地基土層的壓縮是逐漸實(shí)現(xiàn)的,因此,基礎(chǔ)的沉降量亦是逐漸增加的。相鄰的兩次時(shí)間間隔稱為一個(gè)觀測(cè)周期。沉降觀測(cè)周期應(yīng)根據(jù)建筑物(構(gòu)筑物)的特征、變形速率、觀測(cè)精度、工程地質(zhì)條件和施工情況等因素綜合考慮,并根據(jù)沉降量的變化情況作適當(dāng)調(diào)整。

2.2.3沉降觀測(cè)時(shí)需要堅(jiān)持的“五定”原則

a)沉降觀測(cè)依據(jù)的基準(zhǔn)點(diǎn)、工作基點(diǎn)和被觀測(cè)物上的沉降觀測(cè)點(diǎn),點(diǎn)位要穩(wěn)定。b)所用儀器、設(shè)備要固定。c)觀測(cè)人員要固定。d)觀測(cè)時(shí)的環(huán)境條件基本一致。e)觀測(cè)路線、鏡位、程序和方法要固定。

3　高層建筑物的沉降測(cè)量的質(zhì)量控制要點(diǎn)

1）沉降觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)。沉降觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè),應(yīng)以能全面反映建筑物地基沉降特征并結(jié)合實(shí)際地質(zhì)情況及建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來(lái)確定,例如:磚墻承重的建筑:沉降觀測(cè)點(diǎn)一般應(yīng)沿墻的長(zhǎng)度每隔8～10m設(shè)置一個(gè),并應(yīng)設(shè)置在建筑物的外墻轉(zhuǎn)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(cè)。當(dāng)建筑物寬度過大時(shí),內(nèi)墻也應(yīng)在適當(dāng)位置設(shè)觀測(cè)點(diǎn);對(duì)于框架結(jié)構(gòu):沉降觀測(cè)點(diǎn)應(yīng)設(shè)在每個(gè)或部分柱基上部或沿縱、橫軸線;其點(diǎn)間距應(yīng)控制在10～25m 間,尤其是大跨度的,或鋼結(jié)構(gòu)工程,應(yīng)鄰柱或隔柱布設(shè),以利于較準(zhǔn)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(chǔ)的建筑,觀測(cè)點(diǎn)應(yīng)沿縱、橫軸和基礎(chǔ)周邊位置。

2）基準(zhǔn)點(diǎn)的布設(shè)。考慮到整體沉降監(jiān)測(cè)的需要,采用布設(shè)統(tǒng)一的沉降監(jiān)測(cè)網(wǎng)和局部一體化沉降監(jiān)測(cè)方法。首先,基準(zhǔn)點(diǎn)宜選設(shè)在施工變形影響區(qū)域之外,盡量避開松軟地層和滑坡區(qū),避開地下各種管道設(shè)施。選擇位置固定,宜觀測(cè)和保存的地方。其次,基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)在沉降觀測(cè)前一個(gè)月進(jìn)行埋設(shè)。沉降觀測(cè)多采用混凝土基本水準(zhǔn)標(biāo)石,基準(zhǔn)點(diǎn)高度為0.7m,上底0.25m×0.25m的混凝土預(yù)制柱(或采用現(xiàn)場(chǎng)混凝土澆注)?；鶞?zhǔn)點(diǎn)的埋設(shè)應(yīng)位于建筑物變形區(qū)外的原狀土層上,其周圍設(shè)立保護(hù)標(biāo)志。再次,基準(zhǔn)點(diǎn)的保護(hù)措施要做好,不被碰撞。最后,點(diǎn)位應(yīng)避開障礙物,便于觀測(cè)和長(zhǎng)期保存。

3）高層建筑沉降的測(cè)量。按照已制訂的觀測(cè)方案和觀測(cè)周期實(shí)施沉降觀測(cè)。對(duì)各點(diǎn)的初期觀測(cè),宜觀測(cè)兩次,以確保初期成果的準(zhǔn)確性;施測(cè)時(shí)務(wù)必十分認(rèn)真、細(xì)致,要求每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的高程數(shù)據(jù)應(yīng)由兩次觀測(cè)后的平均值來(lái)確定。隨結(jié)構(gòu)每升高一層,臨時(shí)觀測(cè)點(diǎn)上移一次并作一次觀測(cè)、記錄,由于變形測(cè)量觀測(cè)的點(diǎn)位是動(dòng)態(tài)的,與地形測(cè)量、工程控制測(cè)量等有較大的區(qū)別,因而,每期觀測(cè)都必須保證外業(yè)觀測(cè)數(shù)據(jù)是可靠與準(zhǔn)確的,且對(duì)于設(shè)備、人員的觀測(cè)條件是相同的,每期觀測(cè)除應(yīng)及時(shí)地檢查測(cè)站各項(xiàng)限差,將各次觀測(cè)記錄整理檢查無(wú)誤后,進(jìn)行平差計(jì)算,求出各次每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的高程值,從而確定出沉降量。

4）其他。(1)每次觀測(cè)必須按規(guī)定路線進(jìn)行,觀測(cè)時(shí)應(yīng)避免陽(yáng)光直射,成像清晰、穩(wěn)定后方可讀數(shù)、記錄。(2)每次觀測(cè)后應(yīng)及時(shí)算出各觀測(cè)點(diǎn)的標(biāo)高和沉降量并分析其是否正常;發(fā)現(xiàn)有異常情況應(yīng)及時(shí)向有關(guān)部門反饋,以便采取相應(yīng)措施。(3)在雨季前后要聯(lián)測(cè),檢查水準(zhǔn)點(diǎn)的標(biāo)高是否有變動(dòng);如有變動(dòng),應(yīng)及時(shí)調(diào)整,以免影響觀測(cè)。

4　結(jié)語(yǔ)

總之,高層建筑進(jìn)行全面的、系統(tǒng)的、長(zhǎng)期的沉降觀測(cè),掌握其沉降規(guī)律,發(fā)現(xiàn)異常,及時(shí)分析原因,并采取工程補(bǔ)救措施,對(duì)于確保樁基高層建筑物在施工期間和投入運(yùn)營(yíng)后的安全,具有非常重要的意義。相信隨著現(xiàn)代高層建筑隨著社會(huì)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,先進(jìn)的儀器的廣泛應(yīng)用,測(cè)量精度的越來(lái)越高,沉降觀測(cè)的技術(shù)必定會(huì)越來(lái)越成熟,為設(shè)計(jì)、施工提供更加可靠的資料及相應(yīng)的沉降參數(shù)。

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中圖分類號(hào)：U213.7