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高层建筑沉降观测技术及数据分析探讨

时间:2016-06-05  作者:佚名

论文摘要】为了对建筑的安全性能提供严格保障,产生了针对高层建筑物的变形观测。不管是在高层建筑施工的准备期、施工期还是运营期,变形观测中的沉降观测对建筑本身建设的安全性、稳定性都有着举足轻重的作用。沉降观测也成为施工生产中的必要生产项目,是高精度、高质量的高层建筑的安全前提。本文重点阐述了高层建筑物沉降观测中精密水准测量的原理和方法,并对观测期间产生的数据给予了分析。

【关键词】高层建筑;沉降观测;水准测量;数据处理

0 引言

伴随社会不断的进步和物质需求与精神文明的逐步提高以及日臻成熟和完善的建筑施工技术水平[1],同时,也因日益增多的人口与土地资源的矛盾,高层建筑物越来越多[2]。

为了对建筑的安全性能提供严格保障,产生了针对高层建筑物的变形观测。所谓建筑物的变形观测就是对建筑物本身的水平位移观测、沉降观测、倾斜观测等等。沉降观测的意义是:能够有效的为工程施工质量和地基基础设计质量的评估提供依据,并能及时的反映出建筑体建造过程中随着负荷的增加,和地基附加压力的增大,其竖向压缩变形的沉降从零开始直至沉降稳定的变化情况。因此,工程施工过程中对建筑物进行沉降观测[4],具有非常重要的作用。

1 沉降观测原理与方法

1.1 建筑物沉降的原因

1.1.1 施工误差引起的变形

在建筑物的施工过程中,出现因施工误差而造成建筑物的荷载分布与预计分布不均匀的情况是不可避免的,这种细微的差错就会导致建筑发生形变[5]。

1.1.2 建筑物的合理变形

在建筑物施工和运营阶段,其自身结构形态造成荷载分布不均匀会导致建筑物发生形变。

1.1.3 外部因素

随着建筑物的建设,由于建筑物的荷载不断增加,其地基土在压力的作用下被不断压实,体积缩小,从而引起建筑的沉降变形。

1.2 沉降观测原理

沉降观测(亦称沉陷观测)是变形观测中用得最多的,它是指对所设置的观测点进行持续的垂直位移观测,根据工程特点分阶段地得出沉降观测成果,据此推断或验证工程实施的可靠程度[6]。

变形观测中沉降观测极为重要。沉降观测作业简单但精度要求高,它不仅能提供沉降量,还可以推算建筑物的倾斜以及水平构件的挠度等。工程建筑物从施工开始到竣工,以及建成运营后很长一段时间,沉降是不可避免的。沉降在一定的限度之内属正常现象,但一旦超过某一限度[7],就会危及建筑物的安全。

1.3 沉降观测方法

沉降观测的方法有:水准测量方法、三角高程测量方法、数字摄影测量方法、InSAR方法、GPS方法、地面沉降监测站(基岩标和分层标组)、地下水动态监测等[8]。

2 高层建筑沉降观测实例

2.1 工程概况

该项目占地面积为67854.09m2,建筑结构形式为框架剪力墙结构,地基类型为桩基基础。建筑设计单位为西南设计院,建筑施工单位为成都建工5公司;设计用途为住宅,层数为25。

2.2 观测点的布设和观测

2.2.1 观测点的布设

在建筑物的四角、大转角及建筑物的外墙每10-20m处或每隔2-3根柱基上布设沉降观测点。市场营销毕业论文网同时在高低建筑物、纵横墙交界处、建筑物裂缝或沉降缝两侧、框架结构建筑物部分基柱上设置观测点。间距大约15m,地质复杂以及膨胀土质的建筑物,在承重内隔墙中部设内墙点。片伐基础、箱型基础底板或接近基础的结构部分之四角处及中部位置设置观测点。

根据建筑物结构及基础吃力层特点,拟在建筑物主题布设12个沉降观测点,如图1所示:

2.2.2 沉降观测

采用天宝生产的DINI03电子水准仪及相应的铟瓦水准尺和尺垫按照二级水准观测精度,从基准点开始组成闭合、附合或结合水准路线进行观测。

2.2.3 沉降观测的周期

施工过程中3#楼每3层观测1次,封顶后每2-3个月观测1次,在主体竣工验收(静荷载加载完毕)时如沉降数据达到《建筑变形测量规程》规定的稳定标准,可停止观测,否则应继续进行观测工作,直至达到稳定标准为止。

3 沉降观测数据综合分析

图2详细记录了从第1期到第12期的各个观测点的高程数据,从表中可以看出随着建筑物的逐渐修建过程中,各个观测点的高程数据的值是在成逐渐减小的趋势,说明建筑体在发生沉降变化,也说明整个建筑的变化状态是符合理论实际研究的。

曲线在首次观测后即发生回升现象。产生这种现象的原因,一方面,可能是初测精度不高;另一方面,也可能是施工区内降水变化引起的;如果是施工区内降水变化引起的,则属正常现象。

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