某大厦沉降监测实践与总结

中交第二航务工程勘察设计院广州分院 吕圣华

某大厦沉降监测实践与总结

中交第二航务工程勘察设计院广州分院 吕圣华

建筑物在施工期间及竣工后一段时间内,普遍存在地基沉降现象,本文结合工程实例,对建筑物沉降监测的一般技术、方法进行了简单的探讨,并对最终沉降量进行了预测。

沉降监测沉降量数据分析预测

一、一般沉降监测的基本技术要求

为了加强高层建筑物在施工过程中的质量监控,及时发现并掌握其沉降情况,为设计及施工提供可靠的参考数据,施工过程中的沉降监测显得尤为重要。

为了提高监测数据的可靠性,真实反映建筑物的沉降规律,要求做到以下几个方面:首先尽量固定人员及设备,固定观测路线和观测方法,尽量减少观测误差对数据的影响;其次,沉降观测点埋设在最能反映沉降特征且便于观测的位置,相邻点间距15～30米为宜,均匀地分布在建筑物的四周,尽量纵横方向分别对称;再次,一般性的高层建筑物施工过程中,采用二等水准测量的观测方法就能满足沉降观测的要求;最后,水准基点2～3个,埋设在建筑物周围稳固的、不受施工影响的地方。

二、工程概况

该大厦基础基本呈长方形,长约70米,宽约30米,地下2层,地上25层,从2004年10月开始,每施工完成2层观测一次,结构封顶后,2个月观测一次,项目竣工后每半年观测一次,到2006年10月,共观测了16次。

三、监测实施

1.水准基点的埋设

在距大厦约50的地方埋设水准基点3个,编号为BM1、BM2、BM3,采用钻孔式,入中风化岩1米,然后下入钢管,注水泥浆,做成砼墩。假定BM1的高程为一常数,采用一等水准测量方法,得到BM2、BM3的高程,每次监测均检查基点之间的高差是否有变化。

2.沉降监测点的埋设

监测点的位置如图1所示,大体均匀地分布于建筑物的外围,利用爆炸螺丝固定,螺丝略向上倾斜,以便使其与水准尺的底部接触面积最小,距地面高约0.7米。通过业主与施工企业的配合,做到在观测期间内,监测点不因外墙面的施工而被掩盖或破坏。

图1

3.监测方法

(1)按二等水准测量规范要求进行;各项限差为:环闭合差△h≤2√L(L为观测路线长度);前后视距≤30米;前后视距差≤1米;前后视距累积差≤3米;采用N2精度水准仪,铟钢水准尺。

(2)测站数控制为偶数,同一测站不进行两次调焦,仪器的倾斜旋钮和测微旋钮,其最后旋转方向均应为旋进。

(3)沉降监测点和水准基点构成闭合观测路线,且每次尽量按照同一观测路线进行。

四、数据处理及分析

1.观测数据计算与统计

对外业数据进行检查,在水准闭合差小于规范规定的情况下,进行平差处理,得到每个监测点每期观测的高程值,累计沉降量统计如表1;所有沉降量在28.76mm～34.22mm之间,平均沉降量为31.96mm。

表1 观测沉降量统计表(单位:mm)

根据各监测点的每期观测所得高程值,可以绘制各个监测点沉降量与时间、及楼层数的关系曲线图(即图2)。从关系曲线图可以看出,在整个观测期间,每个监测点均呈现沉降趋势,且趋势基本一致。随着建筑物高度的增加,沉降幅度非常明显;待建筑物封顶后,沉降幅度逐步减小,并且有趋于稳定的趋势。最大沉降量为34.22mm,≤40mm的规范要求,为1号点;最小沉降量为28.76mm,为4号点;两点间最大沉降变化差值为5.46mm,因此可以认为,该建筑物沉降变化非常均匀,这是衡量建筑物安全性的一个重要指标。

图2 监测点沉降关系曲线图

2.最终沉降量预测

通过对监测点的观测数据进行整理、分析,可以得到建筑物的沉降变形规律,一般采用数学模型拟合的方法进行,其中曲线拟合是最常用的方法之一。这里介绍一个比较简单但非常实用的最终沉降量预测方法,叫做指数曲线三点法,最终公式为:

推导过程见有关参考文献。式中S1、S2、S3分别为建筑物t1、t2、t3时间的沉降量,要求在建筑物荷载基本停止增加以后,选取三个时间的沉降量,并且要求t1到t2、t2到t3的时间间隔相等,且t3一般选取最后一次观测时间。本工程中,依次选取最后三次观测时间所对应的沉降量为S1、S2、S3,代入“式1”,得到各监测点最终沉降量预测值,如表2:

表2 最终沉降量预测统计表

可见,各监测点最终沉降量预测值≤40mm,满足规范要求。

五、结束语

本工程中,各沉降监测点的观测沉降量和最终预测沉降量均小于规范要求。

建筑物的沉降监测,属于精密工程测量,同是也是判断建筑物沉降安全性的一个非常重要的指标,因此要求观测人员具有高度的责任心和熟练的工作技能,严格按照操作规范和精度指标开展工作,以便得到最能反映建筑物真实情况的监测数据,为有关部门提供精确的第一手资料。根据本人的工作实践,对建筑物沉降监测与数据处理的方法进行了简单的总结与探讨,以便指导和提高日后的建筑物沉降监测工作!

[1]建筑变形测量规程.JGJ/T8-97.北京:中国建筑工业出版社,1998

[2]王树元.大地与建筑物变形测量.北京:冶金工业出版社,1994

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[4]左其亭.建筑物沉降量预测和最终沉降量早期确定的灰色Verhulst模型.岩土工程技术,1998

[5]孙常青,饶锡保.沉降观测曲线的拟合和最终沉降量的确定.长江科学院院报,2002

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