沉降監(jiān)測在施工中的應(yīng)用
2015-03-24
1. 引言
在建筑施工中，建筑基礎(chǔ)可能會(huì)發(fā)生較大的沉降，甚至明顯的不均勻沉降，對(duì)建筑物的安全造成極大的威脅。而沉降監(jiān)測在建筑物的施工、竣工驗(yàn)收以及竣工后的檢測等過程中，具有安全預(yù)報(bào)、科學(xué)評(píng)價(jià)及檢驗(yàn)施工質(zhì)量等職能。因此，在建筑物施工期間，有效地進(jìn)行監(jiān)測并通過已有監(jiān)測數(shù)據(jù)來預(yù)測建筑物地基及其本身的沉降變形情況已成為確保建筑物安全的重要工作。
2. 沉降監(jiān)測的基本要求
2.1儀器設(shè)備、人員素質(zhì)的要求
依據(jù)工程規(guī)范，沉降監(jiān)測工作精度要求較高，為能精確地反映出基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)及建筑物在不斷加荷作用下的沉降情況，一般規(guī)定測量的誤差應(yīng)小于變形值的1/10-1/20，并能反映出l-2mm的變形量，故沉降監(jiān)測應(yīng)使用精密水準(zhǔn)儀，水準(zhǔn)尺必須使用高精度錮瓦合金水準(zhǔn)尺。在不具備銦合金水準(zhǔn)尺的情況下，一般塔尺盡量使用第一段標(biāo)尺。
監(jiān)測人員必須接受測量專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)及技能培訓(xùn)，熟練掌握精密儀器的操作規(guī)程， 熟悉測理論，并能針對(duì)不同工程特點(diǎn)及具體工作情況采用合理的監(jiān)測方法及監(jiān)測程序進(jìn)行監(jiān)測工作，對(duì)實(shí)施過程中出現(xiàn)的問題能夠分析原因，并正確的運(yùn)用誤差理論進(jìn)行平差計(jì)算，做到按時(shí)、快速、精確地完成每次監(jiān)測任務(wù)，并對(duì)測量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。
2.2 監(jiān)測點(diǎn)的要求
沉降監(jiān)測是從一基準(zhǔn)點(diǎn)開始，采用精密水準(zhǔn)測量測得沉降點(diǎn)的高程，根據(jù)前后兩次所測同一沉降點(diǎn)的高程之差即可得知兩次測量期間這一沉降點(diǎn)的沉降量，即沉降監(jiān)測的點(diǎn)分為基準(zhǔn)點(diǎn)和沉降點(diǎn)兩種，下面探討這兩種點(diǎn)的布設(shè)情況。
?。?）基準(zhǔn)點(diǎn)
建筑工程沉降監(jiān)測所用的基準(zhǔn)點(diǎn)，往往設(shè)置在離工地較近的舊有建筑物外墻上，且采用相對(duì)高程系統(tǒng)，一旦基準(zhǔn)點(diǎn)被破壞，則監(jiān)測工作將無法繼續(xù)進(jìn)行。為保證沉降監(jiān)測工作的長期連續(xù)性，設(shè)置在工地附近的工作基點(diǎn)最好能與市內(nèi)較近的國家水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測，從而得到沉降監(jiān)測點(diǎn)在國家統(tǒng)一高程系統(tǒng)中的高程值。這樣，即使工作基點(diǎn)和與之聯(lián)測的基準(zhǔn)點(diǎn)均遭破壞，也仍可用市內(nèi)國家統(tǒng)一高程系統(tǒng)中的其他基準(zhǔn)點(diǎn)恢復(fù)。
?。?） 沉降點(diǎn)
為了能夠反映出建筑物的準(zhǔn)確沉降情況，沉降監(jiān)測點(diǎn)要埋設(shè)在最能反映沉降特征且便于監(jiān)測的位置。平面布置上，沉降監(jiān)測點(diǎn)一般布設(shè)在建筑物的四角、大轉(zhuǎn)角、沿外墻每10-l5m處或每隔2-3根柱基上；縱向布置上，沉降點(diǎn)一般布設(shè)在主體的±0.000以上0.5m左右的外墻上較合適，這樣監(jiān)測時(shí)立尺、監(jiān)測均較方便。通常情況下，建筑物設(shè)計(jì)圖紙上有專門的沉降監(jiān)測點(diǎn)布置圖。此外，埋設(shè)的沉降監(jiān)測點(diǎn)要符合各施工階段的監(jiān)測要求，特別要考慮到裝修裝飾階段，是否會(huì)因墻或柱飾面施工而破壞或掩蓋住監(jiān)測點(diǎn)，不能連續(xù)監(jiān)測而失去監(jiān)測意義。
2.3 沉降監(jiān)測應(yīng)遵循的原則
沉降監(jiān)測依據(jù)的基準(zhǔn)點(diǎn)、工作基點(diǎn)和被監(jiān)測物上的沉降監(jiān)測點(diǎn)其點(diǎn)位要穩(wěn)定；所用儀器、設(shè)備要穩(wěn)定；觀測者要固定；監(jiān)測時(shí)的環(huán)境條件基本一致；監(jiān)測路線、鏡位、程序和方法要固定。以上措施在客觀上盡量減少監(jiān)測誤差的不定性，使所測的結(jié)果具有統(tǒng)一的趨向性，保證各次監(jiān)測結(jié)果與首次監(jiān)測的結(jié)果具有可比性，使所監(jiān)測的沉降量更真實(shí)。
2.4 沉降監(jiān)測精度的要求
根據(jù)建筑物的特性和建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位的要求選擇沉降監(jiān)測精度的等級(jí)。一般沉降監(jiān)測的測量，應(yīng)使用精密水準(zhǔn)儀，優(yōu)先采用精密水準(zhǔn)儀DSZ05或DS05。視線長度宜為20~30米，實(shí)現(xiàn)高度不宜低于0.5米。監(jiān)測時(shí)，一起應(yīng)避免安置在有空壓機(jī)、攪拌機(jī)、卷揚(yáng)機(jī)等振動(dòng)影響的范圍內(nèi)，塔式起重機(jī)等施工機(jī)械附近不宜設(shè)站。
2.5 沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)處理要求
建筑工程沉降監(jiān)測可不采用閉合水準(zhǔn)測量路線，其數(shù)據(jù)處理也不要進(jìn)行閉合差分配。若前后兩期監(jiān)測數(shù)據(jù)通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)某一沉降點(diǎn)的高程值異常，則有以下兩種可能的原因：第一是測量誤差太大；第二是沉降確實(shí)出現(xiàn)了異常。因此，若發(fā)現(xiàn)沉降點(diǎn)的高程值異常，不要進(jìn)行誤差修正，正確的作法應(yīng)是無條件返工重測核實(shí)，從而分辨出是測量誤差太大，還是確有異常的沉降。另外，原始數(shù)據(jù)要真實(shí)可靠，記錄計(jì)算要符合施工測量規(guī)范的要求，按照依據(jù)正確、嚴(yán)謹(jǐn)有序、步步校核、結(jié)果有效的原則進(jìn)行成果整理及計(jì)算。
3. 沉降檢測的步驟
3.1 建立水準(zhǔn)控制網(wǎng)
首先了解工程的布局特點(diǎn)，熟悉施工現(xiàn)場的環(huán)境條件，編制出沉降監(jiān)測施測方案。然后由建設(shè)單位提供的水準(zhǔn)控制點(diǎn)，根據(jù)工程的測量施測方案和布網(wǎng)原則的要求建立水準(zhǔn)控制網(wǎng)。
3.2 建立監(jiān)測點(diǎn)及監(jiān)測路線
由場區(qū)水準(zhǔn)控制網(wǎng)，依據(jù)沉降監(jiān)測點(diǎn)的埋設(shè)要求或事先編制的沉降監(jiān)測點(diǎn)布點(diǎn)圖，確定沉降監(jiān)測點(diǎn)的位置。在控制點(diǎn)與沉降監(jiān)測點(diǎn)之間建立固定的監(jiān)測路線，并在架設(shè)儀器站點(diǎn)與轉(zhuǎn)點(diǎn)處作好標(biāo)記樁，保證各次監(jiān)測均沿統(tǒng)一路線。
3.3 沉降監(jiān)測
根據(jù)編制的工程施測方案及確定的監(jiān)測周期，首次監(jiān)測應(yīng)在監(jiān)測點(diǎn)設(shè)置穩(wěn)固后及時(shí)進(jìn)行。一般高層建筑物有一或數(shù)層地下結(jié)構(gòu)層，首次監(jiān)測應(yīng)從基礎(chǔ)開始，在基礎(chǔ)的縱、橫軸線上(即基礎(chǔ)底板邊)按設(shè)計(jì)好的位置埋設(shè)沉降監(jiān)測點(diǎn)(臨時(shí)的)，等臨時(shí)監(jiān)測點(diǎn)穩(wěn)固好，進(jìn)行首次監(jiān)測。
首次監(jiān)測的沉降監(jiān)測點(diǎn)高程值是以后各次監(jiān)測用以比較的基礎(chǔ)，其精度要求非常高，施測時(shí)一般用N2 或N3 級(jí)精密水準(zhǔn)儀。并且要求每個(gè)監(jiān)測點(diǎn)首次高程應(yīng)在同期監(jiān)測兩次后決定。
隨著結(jié)構(gòu)每升高一層，臨時(shí)監(jiān)測點(diǎn)移上一層并進(jìn)行監(jiān)測，直到建筑物±0．000 m處。再按規(guī)定埋設(shè)永久監(jiān)測點(diǎn)(永久監(jiān)測點(diǎn)應(yīng)設(shè)在±0．000 m之上500 mm處)。然后每施工一層就復(fù)測一次，直至竣工。
3.4 計(jì)算各點(diǎn)的沉降量
將各次監(jiān)測數(shù)據(jù)的原始記錄進(jìn)行整理、檢查，確認(rèn)無誤后，進(jìn)行平差計(jì)算，求出各次每個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的高程值。從而計(jì)算出各變形監(jiān)測點(diǎn)的沉降量和累計(jì)沉降量。
3.5 沉降監(jiān)測中的常見問題及處理方法
在沉降監(jiān)測過程中，沉降量與時(shí)問關(guān)系曲線不是單邊下行光滑曲線，而是起伏狀現(xiàn)象，就必須分析原因，并予以修正。一般有以下幾種現(xiàn)象：
?。?）第二次監(jiān)測出現(xiàn)回升，而以后各次監(jiān)測又逐漸下降。可能是首次監(jiān)測精過低，若回升超過5mm 時(shí)，第一次監(jiān)測作廢，若回升5mm 內(nèi)，第二次與第一次調(diào)整標(biāo)高一致。
（2）曲線在某點(diǎn)突然回升。原因：水準(zhǔn)點(diǎn)或監(jiān)測點(diǎn)被碰動(dòng)所致且水準(zhǔn)點(diǎn)碰動(dòng)后標(biāo)高低于碰前標(biāo)高，監(jiān)測點(diǎn)碰后高于碰前。措施：取相鄰另一監(jiān)測點(diǎn)的相同期間沉降量作為被碰監(jiān)測點(diǎn)之沉降量。
?。?）曲線自某點(diǎn)起漸漸回升。原因：一般是水準(zhǔn)點(diǎn)下沉所致。措施：確定水準(zhǔn)點(diǎn)下沉值，與高級(jí)水準(zhǔn)點(diǎn)符合測量，確定下沉量。
?。?）曲線在監(jiān)測后期呈現(xiàn)微小波浪起伏現(xiàn)象。原因：一般是監(jiān)測誤差所致。措施：可將波浪曲線改成水平線，并適當(dāng)?shù)匮娱L監(jiān)測的間隔時(shí)間。
4. 結(jié)語：
對(duì)高層建筑施工過程進(jìn)行沉降監(jiān)測既可以加強(qiáng)施工過程監(jiān)控，指導(dǎo)項(xiàng)目經(jīng)理制定合理的施工工序，又可以避免及預(yù)防在施工過程中出現(xiàn)不均勻沉降現(xiàn)象，及時(shí)反饋信息為勘察設(shè)計(jì)施工部門提供詳盡的第一手資料。通過沉降監(jiān)測了解沉降原因，施工單位制定相應(yīng)對(duì)策以避免建筑物主體結(jié)構(gòu)的破壞或產(chǎn)生影響結(jié)構(gòu)使用功能的裂縫，造成不必要的巨大的經(jīng)濟(jì)損失。
