浅谈高层建筑沉降测量技术

郁万祥（甘肃省地质矿产勘查开发局测绘勘查院，甘肃　兰州　730060）



浅谈高层建筑沉降测量技术

郁万祥
（甘肃省地质矿产勘查开发局测绘勘查院，甘肃兰州730060）

摘要：高层建筑沉降测量是对监视的建筑物进行测量,以确定其垂直位置随时间的变化特征。对高层建筑物的沉降原因进行了分析,在此基础上提出了沉降测量技术,最后,对如何达到沉降观测的高精度要求,提出了具体、切实可行的技术方案,确保工程质量。

关键词：高层建筑；沉降测量；质量控制

高层建筑物的沉降原因分析通过对高层建筑沉降的研究,高层建筑发生沉降的原因是复杂的,既有外部的因素,也有其内在的因素,可能是一种原因,也可能是由多种原因共同造成的。总体归结起来造成建筑物沉降的原因主要有设计、勘察、施工、规划、使用、自然灾害等因素。

1.1地基处理欠妥

首先,对于软硬相差悬殊的地基上没有进行地基处理,采用天然地基,导致建筑物产生不均匀沉降。其次,地基土并不是单一的匀质材料,但在设计中对其作了简化假定,使其单一化理想化,表现为压缩模量、密实度等,这样就使计算与实际有一定的误差。最后,在基岩严重倾斜的场地,建筑物基础下的压缩层一部分较薄,另一部分很厚,造成地基土压缩量相差过大,建筑物产生不均匀沉降。

1.2施工原因

施工原因造成基础沉降的事故也很多,其中包括施工方案违反相关规程、施工质量低劣、桩头处理不当、施工记录造假、配套设施影响、相邻基坑影响、对地基上保护不力以及未及时采取补救措施等。1.3建筑场地选址不当

建筑场地应处于安全环境之中,应避开断裂带、土坡边缘、故河道和可能塌方、滑坡等危险地段。建筑场地选择失误,会带来潜在的危险。

1.4规划不当

软土地区的一些规划部门在批准建筑用地时,建筑物之间的距离严重不足,造成相邻基础下天然地基土附加应力叠加,引起建筑物相向倾斜或相邻建筑物桩基施工时,地基土产生较大的扰动,承载力降低。

1.5基础方案失误

对同一幢建筑物采用两种或两种以上不同的基础形式,相互关系处理不当,致使地基土所承受的附加压力严重不均,建筑物基础刚度变化较大,产生不均匀沉降,结构破损。对于软硬相差悬殊的地基土,采用整体性较差的刚性基础,使基础内部产生较大的附加应力而破损。在深厚饱和软土、粉细砂地基中采用密布的振动沉管灌注桩,打桩过程中易产生较大的超孔隙水压力,拔管时周围的软土,泥浆极易挤入,会造成桩尖不规则或不完全落底,桩体产生缩颈甚至断桩事故,承载力大打折扣,造成沉降。

2　高层建筑物的沉降测量技术概述

2.1高层建筑沉降测量的必要性

为确保高层建筑物结构安全,保证建筑物正常使用,在建筑物的施工中加强高层建筑的测量工作是非常重要的,应引起足够重视。建筑物的变形如果超过一定的限度就会影响到它的正常使用,尤其是不高层建筑沉降的测量技术研究均匀沉降,会危及建筑物的安全。在工程施工和工程使用期间应进行严密沉降观测,通过对观测数据研究和分析沉降原因及其发展的趋势,及时采取措施,以保障工程的施工和使用安全,并通过对沉降观测数据的分析,结合地质资料,综合分析研究其地基沉降的规律,对其稳定性进行了评价。

2.2高层建筑沉降观测的要求。

2.2.1仪器设备

高精度测量工作中,不仅要采用高精度的测量仪器,而且对测量精度要求较高。此外,还需要采用与观测精度相适应的仪器附件。因而仪器及其附件,在经常使用过程中需做定期的检定。

2.2.2观测时间的要求

在基础荷载的作用下,地基土层的压缩是逐渐实现的,因此,基础的沉降量亦是逐渐增加的。相邻的两次时间间隔称为一个观测周期。沉降观测周期应根据建筑物(构筑物)的特征、变形速率、观测精度、工程地质条件和施工情况等因素综合考虑,并根据沉降量的变化情况作适当调整。

2.2.3沉降观测时需要坚持的“五定”原则

a)沉降观测依据的基准点、工作基点和被观测物上的沉降观测点,点位要稳定。b)所用仪器、设备要固定。c)观测人员要固定。d)观测时的环境条件基本一致。e)观测路线、镜位、程序和方法要固定。

3　高层建筑物的沉降测量的质量控制要点

1）沉降观测点布设。沉降观测点的布设,应以能全面反映建筑物地基沉降特征并结合实际地质情况及建筑结构特点来确定,例如:砖墙承重的建筑:沉降观测点一般应沿墙的长度每隔8～10m设置一个,并应设置在建筑物的外墙转角处、纵墙与横墙的交接处及纵墙与横墙的中央、建筑物的沉降缝两侧。当建筑物宽度过大时,内墙也应在适当位置设观测点;对于框架结构:沉降观测点应设在每个或部分柱基上部或沿纵、横轴线;其点间距应控制在10～25m 间,尤其是大跨度的,或钢结构工程,应邻柱或隔柱布设,以利于较准确地绘制等沉降曲线图及轴线方向的变形分析。具有片筏或箱形基础的建筑,观测点应沿纵、横轴和基础周边位置。

2）基准点的布设。考虑到整体沉降监测的需要,采用布设统一的沉降监测网和局部一体化沉降监测方法。首先,基准点宜选设在施工变形影响区域之外,尽量避开松软地层和滑坡区,避开地下各种管道设施。选择位置固定,宜观测和保存的地方。其次,基准点应在沉降观测前一个月进行埋设。沉降观测多采用混凝土基本水准标石,基准点高度为0.7m,上底0.25m×0.25m的混凝土预制柱(或采用现场混凝土浇注)。基准点的埋设应位于建筑物变形区外的原状土层上,其周围设立保护标志。再次,基准点的保护措施要做好,不被碰撞。最后,点位应避开障碍物,便于观测和长期保存。

3）高层建筑沉降的测量。按照已制订的观测方案和观测周期实施沉降观测。对各点的初期观测,宜观测两次,以确保初期成果的准确性;施测时务必十分认真、细致,要求每个观测点的高程数据应由两次观测后的平均值来确定。随结构每升高一层,临时观测点上移一次并作一次观测、记录,由于变形测量观测的点位是动态的,与地形测量、工程控制测量等有较大的区别,因而,每期观测都必须保证外业观测数据是可靠与准确的,且对于设备、人员的观测条件是相同的,每期观测除应及时地检查测站各项限差,将各次观测记录整理检查无误后,进行平差计算,求出各次每个观测点的高程值,从而确定出沉降量。

4）其他。(1)每次观测必须按规定路线进行,观测时应避免阳光直射,成像清晰、稳定后方可读数、记录。(2)每次观测后应及时算出各观测点的标高和沉降量并分析其是否正常;发现有异常情况应及时向有关部门反馈,以便采取相应措施。(3)在雨季前后要联测,检查水准点的标高是否有变动;如有变动,应及时调整,以免影响观测。

4　结语

总之,高层建筑进行全面的、系统的、长期的沉降观测,掌握其沉降规律,发现异常,及时分析原因,并采取工程补救措施,对于确保桩基高层建筑物在施工期间和投入运营后的安全,具有非常重要的意义。相信随着现代高层建筑随着社会生产和科学技术的进一步发展,先进的仪器的广泛应用,测量精度的越来越高,沉降观测的技术必定会越来越成熟,为设计、施工提供更加可靠的资料及相应的沉降参数。

参考文献:

[1] JGJ8-2007建筑变形测量规范[S].

[2] GB50007-2002建筑地基基础设计规范[S].

[3] GB12897-2006国家一、二等水准测量规范[S].

中图分类号：U213.7