建筑物沉降觀測精度的影響因素有哪些?
沉降觀測在高層建(構)筑物的施工、竣工驗收及竣工后的監測等過程中,具有安全預報、科學評價及檢驗施工質量三方面的功能。作者通過近幾年的現場實踐經驗,對高層建筑沉降觀測的影響因素歸納如下6個方面,通過對沉降觀測影響因素的了解,可以及時避免不利因素,監測出合格的沉降觀測資料,為勘察設計提供有用的觀測參數,保證建(構)筑物的正常使用壽命和建(構)筑物的安全。
(一)儀器設備的因素
根據沉降觀測精度要求高的特點,為能精確地反映出建筑物在不斷加荷作用下的沉降情況,絕對沉降(如沉降量、平均沉降量等)的觀測中誤差,對于特高精度要求的工程可按地基條件結合經驗與分析具體確定;對于其他精度要求的工程可按低、中、高壓縮性地基土的類別,分別選±0.5mm、±1.0mm、±2.5mm。建筑物整體性變形及相對沉降的觀測中誤差不應超過其變形允許值的1/10~1/20。因此,對于特級、一級沉降觀測應使用精密水準儀(DSN05或DS05級)和高精度線條式銦瓦合金水準尺;對于二級沉降觀測應使用精密水準儀(DS1或DS05)和高精度線條式銦瓦合金水準尺;對于三級沉降觀測可使用DS3型水準尺,且塔尺底面完好,尺身無變形。如果儀器精度不夠,自身誤差大,每次觀測誤差累積,結果就相差越來越大。因此,所使用的儀器應按精度要求來選擇,并做好定期檢測,控制儀器本身的誤差。
(二)人員、環境的因素
觀測人員必須接受專業及技能培訓,熟練掌握儀器的操作規程,熟悉測量理論知識,能針對不同工程特點、具體情況采用不同的觀測方法及觀測程序,對實施過程中出現的問題能夠分析原因,并能正確的運用誤差理論進行平差計算,做到按時、快速、精確地完成每次觀測任務。各人使用儀器和讀數的習慣都不一樣,如果觀測人員總是變換,就容易引起讀數誤差;觀測刻度時如果責任心不強或技術不好讀數不準,也會產生誤差。因此在每次觀測及記錄中,最好能保證人員固定不動,這對提高沉降觀測精度也有一定的作用。
氣溫的變化、氣候的不同也會對觀測儀器和觀測視野產生影響。每次觀測一個來回時最好要保證在同一個時間段進行。立尺時不注意支承點情況,一旦支承點出現了變化,就造成觀測不正確。因此立尺時一定要固定好支撐點,可以避免誤差。
(三)時間的因素
建(構)筑物的沉降觀測對時間有嚴格的限制條件,特別是首次觀測必須按時進行,否則沉降觀測既得不到原始數據,又使整個觀測失去完整的觀測意義。其他施工各階段的復測,應根據工程性質、工程進度、地基土質情況及基礎荷重增加情況等定時進行,不得漏測或補測。只有這樣,才能得到準確的沉降情況或規律。相鄰的兩次時間間隔稱為一個觀測周期,一般建筑可在基礎完工后或地下室砌完后開始觀測,大型、高層建筑,可在基礎墊層或基礎底部完成后開始觀測。觀測次數與間隔時間應視地基與加荷情況而定,民用建筑可每加高1~5層觀測一次;工業建筑可按不同施工階段,(如回填基坑、安裝柱子和屋架、砌筑墻體、設備安裝等)分別進行觀測。如果建筑物均勻增高,應至少在增加荷載的25%、50%、75%和100%時各測一次。施工過程中如暫時停工,在停工時及重新開工時應各觀測一次。停工期間,可每隔2~3個月觀測一次。
無論采取何種方式都必須按施測方案中規定的觀測周期準時進行。在高層建筑的施工過程中,由于速度較快,土層不可能立即承受到全部的荷載,隨著時間的進展,沉降量也隨之增加。因此,高層建筑竣工后亦需進行變形觀測。從積累以往的資料來分析,竣工后第一年觀測3~4次,第二年觀測2~3次,第三年后每年1次,直至穩定為止。觀測期限一般不少于如下規定:砂土地基2年,膨脹土地基3年,粘土地基5年,軟土地基10年;也可以由沉降量與時間關系曲線來判定,規范規定沉降速度每日沉降量小于0.01~0.04mm,可認為已進入穩定階段。
(四)水準點的因素
水準點頂端處理不善,頂端擱置面不平、粗糙,每次標尺擱放情況就會不同,導致觀測結果偏差大;水準點材料鋼度不夠,材料易變形,使每次觀測時標準不一樣,導致結果偏差大;觀測前未校驗水準點,如果出現沉降變化,用變化了的水準點作為觀測依據,結果自然偏差大;對基準點保護不夠,基準點內有雜物且沒有及時清理,觀測的依據被破壞了,導致觀測結果出現偏差。因此,建(構)筑物的沉降觀測,要先布設專用的水準點。為了相互檢查、核對,至少應設置3個或3個以上水準點,埋設地點必須穩定,避免受施工機具、車輛碰壓以及雜物影響。為便于觀測.水準點離被測建(構)筑物不宜太遠,一般在50~100m范圍內,為防止冰凍影響,點應埋設在冰凍線以下0.5m處,水準點頂部都要蓋保護。
(五)觀測點的因素
觀測點的點位、數量如果設置不合理,也會影響沉降觀測精度。因此觀測點的點位和數量應根據建(構)筑物的結構特點、荷重、基礎形式和工程地質條件來設置,所選擇的點位能顯示建(構)筑物的沉降情況為最好。一般來說,可沿房屋四周每隔15~30m設一個觀測點,在建筑物的基礎轉角處、沉降縫或伸縮縫的兩側、柱基、新舊建筑物的基礎連接處及地質條件變化的地方,都應設觀測點。
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