高层建筑沉降观测精度的影响因素

2011-11-01镇江市丹徒区建筑工程质量检测中心

河南科技 2011年24期

镇江市丹徒区建筑工程质量检测中心于波陈泺

高层建筑沉降观测精度的影响因素

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近年来，高层建筑物日益增多。这些大型高层建筑物的兴建，改变了地面原有状态，对建筑物地基也造成一定压力，引起地基及周围底层的变形。为确保高层建筑物的正常使用及安全性，并未以后的设计施工提供可靠地参数，对其进行沉降变形观测是一项不容忽视的工作。其中，对建筑物沉降观测精度要求的必要性和重要性日益明显。

一、建筑物沉降观测精度要求

1. 观测指标要求。对建筑物沉降观测精度的等级和各项指标要求，需要根据建筑物的特性、建设单位及设计单位的要求进行选择。除特殊要求外，在高层建筑物施工过程中，沉降观测方法一般采用二等水准测量。往返交差、附和或环线闭合差为：Δh=∑a－∑b≤1/n（n表示测站数）；或Δh=∑a－∑b≤1/L，（L表示观测路线距离）。前后视距≤3 m，前后视距差≤1 m，前后视距累积差≤3 m。沉降观测点相对于后视点的高差容差≤1 m，水准仪的精度≥DS3级别。

2. 施工测量要求。操作人员要正确使用测量仪器和设备，熟练操作方法和观测程序。首次观测前，所用仪器的各项指标要进行检测、校正，必要时由计量单位进行鉴定。仪器连续使用3～6月后，需重新进行检校。

二、国家规范要求的沉降观测级别

进行建筑物沉降观测时，选择合理的沉降观测精度等级十分重要。除特殊要求外，高层建构物的施工一般选择二等水准测量的观测方法，便能达到沉降观测要求。国家规范对变形测量的等级划分及精度要求详见表1。

表1 形变测量的等级划分及精度要求

三、影响沉降观测精度的因素

1. 测量仪器的选择。在沉降测量仪器的选择中，特级或一级沉降观测，应选择精密水准仪，如DSN05或DS05，以及高精度线条式铟瓦合金水准尺；二级沉降观测，应选择精密水准仪，如DS1或DS05，以及高精度线条式铟瓦合金水准尺；三级沉降观测，可选择塔尺底面完好且尺身无变形的DS3型水准尺。精度不够的仪器，由于本身误差较大，累计每次的观测结果误差、相差值就更大。所以，测量仪器应按精度要求进行选择并定期检测，减少测量结果的误差。相对于一般的水准测量，沉降水准测量的精度要求更高。正常情况下，建筑物的沉降量一般较小，若精度观测不高，很难反映沉降规律。因此，在沉降观测施工前，要根据预计的沉降量和测量精度，确定沉降测量的等级，以及与之相适应的外业观测水准仪与水准尺。

2. 测量技术。测量人员的专业素质、技术水平大大地影响着观测精度，组织测量人员进行专业学习，加强技能培训十分重要。只有熟练掌握仪器的操作规程和测量理论，才能针对不同工程特点和具体情况采用不同的观测方法和观测程序，才能准确分析实施过程中出现的问题，并且正确运用误差理论进行平差计算，按时、快速、精确地完成观测任务。

3. 外界条件。观测仪器和观测视野也会受到气温和气候的影响。因此，最好选择同一时段进行每次一个来回的观测。此外，观测时所处的外界条件如温度、湿度、风力、阳光照射等因素，其变化时也会影响观测结果，导致观测值出现误差。

4. 观测时间。观测时间对建筑物的沉降观测也具有较大影响，因此，对于观测时间的要求非常严格，尤其是首次观测必须按时进行。通常选择在基础底板或±0.000时进行，以能正确反映沉降情况并取得原始数据。缺乏完整的数据，则整个观测便失去了意义。工程各个阶段的复测也必须按时进行，禁止漏测或补测，以确保沉降情况或规律的准确性。一个观测周期是指相邻的两次时间间隔。大多数高层建筑物的沉降观测，以一定时间段或按照建筑物的加荷情况每升高一层（或数层）为一观测周期，但是任何方式都必须按照施测方案中规定的观测周期准时进行测量。观测时间的确定大大影响着最后产生的分析结果，很多偶然性数据对于分析结果影响很大。

5. 观测成果分析。观测工作结束后便要进行成果分析。内业计算时，位移量的数值取位以及严密平差方法都会影响分析结果，因此，数值的位数要按计算要求取舍。变形分析包括水准基点的稳定性分析、沉降观测点观测成果的线性分析以及建筑物运行分析。其中，水准基点的稳定性分析选用3次复测成果，通过比较和N（0.22）的μ检查方法进行对比分析。分析过程中，利用不同时间段的观测平差结果，求增差值之变差Δh。若平差之变值Δh＜两倍高程中误差则表示无明显变动，否则表示有明显变动。

四、提高沉降观测精度的方法

提高高层建筑沉降观测精度，要从影响沉降观测的相关因素进行控制：测量误差应小于变形值的5%～10%，使用精密水准仪并对其进行定期的全面检核，每次观测前检查并校正测量仪器。加强对测量人员的技能培训，使其熟练操作测量仪器，并能针对不同工程特点、具体情况采用不同的观测方法及观测程序，对实施过程中出现的问题能够分析原因并正确运用误差理论进行平差计算，出色地完成每次的观测任务。严格控制观测时间和相关限制条件，观测时要求在成像清晰、稳定的时间内进行，同时尽量不转站，视线长度应＜50 m，保持前视和后视的距离相等。