高层建筑沉降数据处理方法研究

孙军

(沈阳天信测绘科技有限责任公司,辽宁沈阳 110000)

高层建筑沉降数据处理方法研究

孙军

(沈阳天信测绘科技有限责任公司,辽宁沈阳 110000)

本论文基于实际需要,结合实际工程项目,主要讨论对沉降观测数据进行处理方法研究。通过对沉降观测数据进行分析,找出沉降值与时间及荷载的数学关系模型,得出一些有益的结论,对实际工程具有一定的借鉴意义。

沉降观测 变形观测 数据处理

1 工程概述

本文沉降观测数据均来源于“沈阳斯特国际外商公寓”实测。沈阳斯特国际外商公寓工程位于皇姑区黄河大街西侧,被嘉陵江街、宁山路与巴山路所环绕,占地面积7.84万平方米。本工程主要由9个单体工程组成,每单体工程占地面积851m2,建筑面积22000m2,地下一层,地上三十层,高度达95.85m,均为筏板基础,剪力墙结构,地基持力层为砾砂层。

本工程±0.000m相当于绝对标高45.3m,基础底标高为-7.2m,本地区标准冻深为1.2m,地下稳定水位5.0m左右(地下水类型为潜水,相对于市政高程为38.45—39.10m),基本风压为0.5KN/m2,基本雪压为0.4KN/m2,该区地势较平坦,地面标高高差不大,该工程设计使用年限为50年,建筑结构安全等级为二级。鉴于本工程的重要性,以及区内降水以及荷载增加对新建建筑物的变化影响,须对上述各建筑物在整个施工期间进行沉降变形观测。

本工程建筑物的沉降是由地基、基础和上部结构以及降水共同作用的结果,其沉降量特别是差异沉降量若超过一定的限度,就会影响建筑物的正常使用和安全。在施工期间,对该工程根据所增加层数或荷载情况,逐步进行沉降观测,以掌握、监视建筑物的沉降情况,分析是否正常,若有异常情况发生,需及时分析采取相应的措施,以保证施工建筑物及施工安全。因此,在施工期间需对7#、9#、10#楼进行沉降观测。

2 沉降观测方案设计

2.1 水准基点的布设

在现场踏勘的基础上,沉降观测的水准基点选在施工影响范围以外地基比较稳定的现有建筑物上。水准基点BM4、BM5、BM6三个点为一组,组成闭合水准路线并定期进行观测,根据观测成果选其中比较稳定的点为起算基点。水准基点的观测等级按“垂直位移监测网的主要技术要求”中的二等技术要求施测。水准基点布置图见图1。

图1

图2

图3 沉降观测点布置图

图4

图5

图6

2.2 工作基点的布设

因水准基点距变形观测点较远,一方面为了减少观测误差的积累;另一方面也为了观测方便,在所布设的水准基点的基础上又布设了工作基点(G1、G2、G3)。工作基点的观测等级按“垂直位移监测网的主要技术要求”中的三等技术要求施测。工作基点布置图见图2。

2.3 沉降观测点的布设

按沉降观测点的布置要求,在7#、9#、10#每栋楼布置六个沉降观测点,各楼变形观测点选在距一楼地面(即±0标高)以上约0.2米处,并用膨胀螺栓作为观测点标记。如图3所示。

3 垂直位移观测的数据处理和变形分析

3.1 垂直位移观测数据精度分析

自2012年8月11日起至2013年10月19日止,对7#、9#、10#楼共进行了五十余次观测,除2012年10月29日及2012年10月9日观测时因场地条件限制9#、10#楼观测为支水准路线外,共施测了54个闭合水准路线,闭合水准路线的最大闭合差为-4.19mm,闭合差的限差均没有超限。根据实测资料,计算得垂直位移观测点每测站高差中误差,满足垂直位移观测点设计的观测精度要求。

3.2 沉降等值线图

根据每栋楼的各观测点的总沉降值,可绘制出沉降等值线图,从而直接反映出各沉降观测点的差异沉降情况(从左向右排列)。(1)7#楼沉降等值线图见图4。(2)9#楼沉降等值线图见图5。(3)10#楼沉降等值线图见图6。

4 结语

数据处理过程中,对观测点数据的整理,通过时间- 荷载- 沉降关系曲线图、等沉降曲线图、累积沉降量柱状图等正确适时地反映了该建筑物在施工和前期运营期间的沉降过程。结合这些情况及时了解建筑物的沉降变形情况,如果有异常情况,就须及时向有关部门报告,如果整个监测过程没有任何大的异常情况发生, 建设单位、监理单位和施工单位对提交的中间成果和最终资料成果均非常满意,对成果分析完全认可,则观测数据可提交。对观测点如何布设现行规范中无明确规定,传统的方式是沿建筑物外围布设一圈观测点来进行观测,有的学者已对此提出异议,实践证明也是不尽科学和合理。本人认为在建筑物的外围和内部都应布设点。结合地质因素,建筑物的结构形状,荷载及其它因素,通盘考虑,合理布设、先设计再实施。

[1]李青岳,陈永奇.工程测量学[M].北京:测绘出版社,1995.

[2]吴来端,邓学才.建筑施工测量手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1997.