任強
(中鐵一局集團第五工程有限公司,陜西寶雞 721006)
新時期國家城市化快速發(fā)展促進建筑行業(yè)不斷進步,各式各樣的建筑工程規(guī)模及數(shù)量持續(xù)增加,大眾對建筑工程的質(zhì)量也提出一系列新要求。建筑沉降問題直接影響地基穩(wěn)定性,進而影響建筑整體質(zhì)量[1-2]。故施工中必須強化對沉降對象的監(jiān)控,落實觀測工作,嚴格遵守各項技術要求,設置好基準點,按照標準操作觀測儀,提高觀測精準性,了解各個位置沉降發(fā)生、沉降程度以及補救措施,為工程建設決策打下堅實基礎。
建筑工程沉降觀測遵循《建筑變形測量規(guī)范(JGJ8—2016)》文件,其觀測的對象如下所示:
(1)甲級地基基礎設計,為滿足建筑等級,必須進行沉降觀測。
(2)部分建筑工程設計地基為甲級,但施工現(xiàn)場為軟土地基、復合地基,需進行沉降觀測。
(3)在原設計基礎上增加過多擴建、層高或原設計工程有重大質(zhì)量問題,后續(xù)彌補修復,應展開沉降觀測工作。
(4)部分建筑地基受地下水、深基坑影響,為確保地基建筑質(zhì)量,施工過程中要做好沉降監(jiān)測。
(5)一些建筑結構新穎,設計、施工經(jīng)驗不足,有必要以沉降觀測保障質(zhì)量。
(6)部分建筑主體、結構、地基、樁基驗收中未經(jīng)質(zhì)監(jiān)站監(jiān)控或建筑使用中出現(xiàn)裂縫、傾斜,應及時觀測沉降情況。
基準點多設置在永久性建筑結構、設施中,以避免施工影響基準點,導致沉降觀測出現(xiàn)誤差。沉降觀測點設置在永久性結構上,確保沉降觀測持續(xù)性?;鶞庶c應離開施工作業(yè)區(qū),也不允許在工程周邊建筑上設置基準點。針對基準點設置要求,參考《工程測量規(guī)范(GB50026—2007)》,選擇鄰近工程的永久性結構,和施工作業(yè)區(qū)保持30~50m間距,確保基準點不受到建筑壓力傳播影響。各沉降監(jiān)測都在基準點基礎上開展且基準點要設置3個以上。埋設基準點,要反復調(diào)整位置,觀測基準點準確性、穩(wěn)定性,布設埋石穩(wěn)定期在15d以上。
施工方對建筑基礎沉降觀測時,遵守建筑工程沉降測量規(guī)范,結合工程結構、施工區(qū)地質(zhì)、水文環(huán)境,分析地基沉降速率、沉降變形、沉降差。設置沉降觀測點位,保證觀測點的通視能力[3]。選擇建筑外墻、四角、大轉角位置設置沉降觀測帶點,每隔2~3立柱(10~15m)位置設置一個觀測點。若周圍沉降觀測點布置情況并不理想,則在周邊縱橫墻交接位置、裂縫兩側、高低建筑銜接處、天然地基以及人工地基位置布設好觀測點。例如,在墻體標志、隱蔽性標志處設半球標記點,之后以防腐、防滲材料涂抹,避免惡劣天氣或人為破壞。埋設沉降觀測點要避開電氣開關、管線、窗臺等應影響觀測或影響建筑自身使用的位置,和地面、窗保持一定間距。
建筑基礎基坑開挖前,先做好現(xiàn)場水基準觀測點設置,分別完成水基準控制網(wǎng)建設,為高程測量打下基礎。結合國標文件頒布的水基準點設置要求,設置3個及以上水基準點,相鄰基準點保持100m以內(nèi)的間距。沉降觀測測量,儀器的后視鏡基準點要保證在2個以上,滿足閉合校驗技術要求。
國家水準測量規(guī)范明確規(guī)定儀器測站需滿足的技術規(guī)范。沉降觀測嚴格以水準測量規(guī)范,約束好測站前后視距差異:①一等水準測量規(guī)范,前后視距差異應在0.5m內(nèi);②二等水準測量規(guī)范,控制前后視距差在1m以內(nèi)。
沉降觀測儀位置結合觀測點分布、布設技術標準,確保測站視線長度滿足要求。測站上沉降觀測點的設置量支架影響觀測效率、精度。若條件允許增加一儀器測站觀測點數(shù),觀測時先校正i角,控制i角最大限度≈0°,控制前后視覺差,避免前后視距差影響觀測精度。首次沉降觀測完成,記錄儀器顯示闡述,便于后續(xù)觀測儀器假設和第一次保持一致。
沉降觀測點的測量,要滿足水準測量要求。
(1)先確定觀測路線,觀測前明確各個標識,確保觀測路線和設計標識保持一致,降低觀測誤差。
(2)結合建筑工程特點選擇合適的沉降觀測技術方式,結合觀測要求、周邊環(huán)境,分析沉降觀測方式是否具有可操作性,提高測量效率、精度。
(3)施工中布設好沉降觀測點,開始施工一直到工程竣工都始終觀測建筑沉降,了解地基沉降變形,變形接近/超出安全值及時報警,保障施工安全,滿足質(zhì)量標準。
(4)觀測確?;鶞省⒂^測點、基點保持絕對穩(wěn)定,測量人員持證上崗,可數(shù)量使用觀測設備,固定好整個工程中的觀測設備、流程、環(huán)境,減少影響測量誤差的因素產(chǎn)生。
(5)推薦采用DS05、DSZ05水準儀觀測沉降,不同標高沉降測量兩側數(shù)據(jù),取初測和復測平均值。若建筑高度增加也要設置移動觀測點。
現(xiàn)場沉降觀測完畢,數(shù)據(jù)記錄完成后分析計算,得到結果。沉降計算,主要對觀測點高程平差計算,確定沉降量,而后分配好各項誤差。對測量到的沉降數(shù)據(jù)處理,要確保沉降點首次觀測數(shù)據(jù)準確無誤,以此為基準對后續(xù)的閉合測量路線復測,以閉合差計算方式,處理數(shù)據(jù),之后檢查數(shù)據(jù)測量精度、積累誤差,完成沉降觀測信息處理,填入表格,生成報告。
沉降量的計算步驟如下所示:①計算所有觀測點沉降量,以計算機技術支持,自動計算沉降觀測點測量高程和前次高程側量差,得出本次觀測的實際沉降量;②計算累積沉降量。將一次沉降量和之前累積的沉降量相加,后續(xù)觀測沉降以此類推;③針對多次觀測結果,計算機生產(chǎn)沉降曲線圖,工作人員將觀測測量值、計算結果輸入系統(tǒng)得到沉降量及時間、荷載及時間的關系變化圖,便于了解沉降所造成的影響;④繪制等值線圖,以總沉降計算結果,完成等值線示意圖繪制,指導工程有序完成。
其中,對于沉降觀測數(shù)據(jù)的處理,一般觀測點不存在上升,故數(shù)據(jù)處理不允許強制分配誤差,片面分配誤差會導致沉降觀測點出現(xiàn)高程值扭曲,影響結果準確性[4]。若發(fā)現(xiàn)測量數(shù)據(jù)異常,先對測量儀校準,重新測量。若仍有異常數(shù)據(jù)則檢查側臉該操作步驟,檢查步驟是否規(guī)范,檢驗合格之后再次觀測沉降點,記錄數(shù)據(jù)。
高層及超高層建筑地基受到上層建筑壓力影響,加之建筑地基本身問題,很可能導致建筑出現(xiàn)不均勻沉降。且不同高層建筑建筑地點不同,其水文、地質(zhì)條件各不相同,高層建筑沉降觀測是保障建筑質(zhì)量不可或缺的措施[5]。
在沉降觀測中采用多樣化時間觀察方式,在觀測中采取科學方式,分析觀測地點,劃分好觀測時間,分析建筑沉降程度、影響因素。正常情況下,針對建筑物不同,設置的觀測點也不同,要保證觀測點布置的均勻性,關注高層建筑中的障礙物,觀測也要避開障礙物。
觀測會用到專業(yè)水準儀,觀測前要對設備校準,設備可正常使用的前提下觀測并記錄數(shù)據(jù)。為確保觀測數(shù)據(jù)準確性,觀測過程中需要確認并整理數(shù)據(jù),觀測中及時分析數(shù)據(jù)是否存在異常,若出現(xiàn)異常數(shù)據(jù),及時檢查水準儀及觀測步驟是否規(guī)范。數(shù)據(jù)確認過后分析觀測數(shù)據(jù)的內(nèi)容,結合施工設計規(guī)范分析高層建筑具體沉降量,和標準數(shù)據(jù)差距進行對比。觀測點的選擇要突出針對性,甄別好各個觀測點,優(yōu)先選擇具有代表性的各個觀測點,以此確保臨時觀測的有效性和穩(wěn)定性[6]。
基準點及控制網(wǎng)布置也要避開障礙物,確保控制網(wǎng)、基準點不影響觀測工作開展,保證視野開闊。地基檢測中,沉降的觀測可大膽臆想建筑沉降最大,以此提高地基堅實度,確保建筑沉降在設計文件允許范圍內(nèi)。
此外,在技術應用中對沉降觀測技術中不同要點分析,保證沉降觀測技術應用的合理性。要關注外界環(huán)境的影響,如地質(zhì)、水文、天氣、周圍市政工程等,避免外界因素影響觀測準確性。此外,技術人員在觀測操作中要重視沉降觀測應用的重點,在不同的觀測環(huán)境中關注影響沉降的特殊因素,做好沉降觀測細節(jié)處理。
綜上所述,建筑工程是社會經(jīng)濟發(fā)展中的重要內(nèi)容之一,而建筑工程施工及后續(xù)多項目較差作業(yè)很可能受到環(huán)境或外界荷載影響,導致地基出現(xiàn)沉降、結構變形。若建筑物的沉降位移超出規(guī)范標準,就會嚴重影響建筑工程整體質(zhì)量,甚至引發(fā)安全事故。故在建筑工程施工的中需做好沉降觀測工作,并注重提高沉降觀測的規(guī)范性及準確性,為建筑工程持續(xù)施工、穩(wěn)定施工提供可靠保障,促進國家建筑行業(yè)施工水平不斷提高。