关于高层建筑沉降及倾斜监测

石利情 姚永涛

摘要:随着城市化的进程的不断加速,各地高层建筑不断增加,高层建筑变形产生的安全隐患也不断受到重视,故而要进行高层建筑的变形监测。高层建筑变形监测方法很多,文章在实例的基础上,阐述了高层建筑沉降及倾斜监测的方法和技术。

关键词:高层建筑沉降倾斜监测

中图分类号:TU2 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)06(c)-0030-02

近年来,高层建筑飞速增加,由高层建筑的变形引起的安全事故频发,为了对安全隐患防患于未然,必须对高层建筑的变形进行监测。高层建筑的沉降及倾斜监测是建筑施工中十分重要的一项测量工作,它会影响建筑的施工质量与安全,对其进行监测不但可以检验施工质量,还可以在发现问题时及时修正施工方案,保证施工质量与安全。以下结合天津一工程实例讲述其沉降及倾斜监测的方法和技术。

1 工程概况及技术要求

天津市某高层建筑,基础为预制桩,建筑结构为砖混结构。施工图中对建筑物变形控制提出具体要求,最大允许沉降量100mm。从2007年12月10日开始观测,直到2008年8月26日,期间共进行13次沉降观测,12次倾斜观测。

本工程作业规范主要依据中华人民共和国标准《建筑变形测量规程》(JGJ/T8-97)、天津市建质安管[1999]529号文《天津市加强建筑工程变形观测控制的规定》及 [1999]42号文《天津市建筑工程变形监测技术成果编制统一规定》。

2 监测精度

根据《建筑变形测量规程》,按中等(即二级变形测量)精度设计本项目的精度指标。视线长度≤50m,前后视距差≤2.0m,前后视距累积差≤3.0m,视线高度≥0.2m。相对于建筑工程的结构和基础。基准点及沉降观程中误差≤±1.0mm,观测点测站高差中误差≤±0.5mm,往返较差及附合或环线闭合差≤1.0mm,检测已测测段高差较差≤1.5mm。

对于高程测量,本次观测瑞士徕卡公司生产的 DNA03 电子水准仪配以铟瓦条码尺,自动读数记录,仪器最小读数为0.01mm,标称精度往返测量中误差±0.3mm/km;对于倾斜监测,使用徕卡公司生产的TCRA402全站仪观测,仪器测角精度±2",测距精度:2mm+2ppm。

3 监测方法

3.1 沉降观测方法

沉降监测的实质是定期对观测点进行水准测量,逐次测算出观测点的高程,并根据对比得出沉降量。具体包括基准点和观测点的布设、观测方法以及成果的整理与分析。

本例中使用电子水准仪施测,仪器作业模式设定为精测模式,自动记录。基准点控制网水准路线采用后前前后方式观测一次,工作基点起闭于基准点,以附合或闭合路线施测,测量标准采用基准点控制网的要求。沉降观测点水准路线以工作基准点形成附合或闭合路线,采用后前方式观测一次;沉降观测点按中视法观测两次。基准点控制网水准路线和沉降观测点水准路线每次宜沿相同的水准路线进行观测;沉降观测点每次宜在相同的测站观测。

3.2 主体倾斜观测方法

所谓倾斜监测,即是建筑物顶部与底部中心线不在一条直线上。在进行观测之前,先对各个监测楼房房角位置设置上下两点标志点M,N作为观测点,如图1所示:各点应位于同一垂直视准面内,如果建筑物发生倾斜,MN将由垂直线变为倾斜线。实施观测时,架设好仪器,全站仪的位置距离建筑物应大于建筑物本身高度,瞄准上部观测点M,采用正倒镜法向下投得N,如果N与N点不重合,则说明建筑物发生倾斜。N与N之间的水平距离即为建筑物倾斜值。

4 监测周期安排

根据天津市质检站颁发的529号文件规定,施工期间每增加一层观测一次,有特殊情况时增加观测数次,建筑物封顶后,根据百日观测平均沉降值确定观测周期,具体如表1。

鉴于本项目的特殊性,基准点每一个月观测一次,以检查基准点的稳定情况。对观测点的观测,时间的间隔,可根据沉降量和倾斜的大小及速度而定。

5 观测点的布设

5.1 基准点布设

根据测区情况,对于沉降监测,在测区四角布设3个高程基准点,拟布设在建造多年的楼房以及公路设施上布设永久标志。在测区附近布设2个沉降观测工作基点;对于倾斜位移监测,在测区内布设2个倾斜观测点,便于对建筑物各房角位置设置上下投影观测点。

5.2 观测点布设

布点原则:观测点布设在建筑物的四角,大转角及沿外墙8～12m位置处,建筑物沉降缝两侧,中部亦需布点,点位一般应在正负零以上100～150mm处。

本工程观测点数一共布设10个沉降观测点点,2个倾斜观测点,具体点位见倾斜观测布点示意图、沉降观测布点示意图(图2,图3)。

6 观测数据

在此列出第一次与最后一次的观测数据的汇总结果:

6.1 沉降数据汇总结果

第一次观测(表2):

第十三次观测(表3):

6.2 倾斜数据汇总结果

第一次观测(表4):

第十二次观测(表5):

7 变形分析

7.1 沉降监测分析

(1)累积沉降量。

建筑物沉降量最大的为8点,累计沉降6.5mm,沉降量最小为5点,累计沉降4.46mm,平均沉降量为5.82mm。由此可以看出此楼的沉降基本稳定,符合要求。

(2)沉降速率。

用自编的软件读入十三次的数据得到沉降曲线图可以看出沉降速率变化的情况。从2007年12月10日至2008年8月26日,8个多月内,平均沉降曲线较缓,沉降速率较小。

7.2 倾斜监测分析

倾斜监测自2007年12月14日开始,每十天左右监测一次,于2008年8月26日进行最终监测,期间共监测了12次。到目前为止,最大的累积倾斜量2mm,最小的累积倾斜量1mm,位移速率为零,倾斜基本稳定,符合要求。

7.3 结论

依据据天津市建委颁发的建质安管〔1999〕529号文《天津市加强建筑工程变形观测控制的规定》中的有关要求,本次沉降观测后,该工程的日均沉降值已经小于0.01mm/d,沉降已经达到稳定,另外倾斜基本稳定,符合要求。因此,可以结束该工程的沉降观测、倾斜观测工作。

8 结语

结合实例,对高层建筑的变形观测数据进行处理,在此基础上对建筑物的变形进行分析,为高层建筑的沉降与倾斜监测提供了观测方法与技术参考,为高层建筑的施工质量与安全提供了一定的保障,避免不必要的损失。

参考文献

[1] 中华人民共和国标准.建筑变形测量规程(JGJ/T8-97).

[2] 天津市建质安管[1999]529号文.天津市加强建筑工程变形观测控制的规定.

[3] 天津市建质设[1999]42号文.天津市建筑工程变形监测技术成果编制统一规定.

[4] 张正禄,等.工程测量学.武汉:武汉大学出版社,2007(4):175-212.