某小區(qū)高層建筑物沉降觀測(cè)技術(shù)及數(shù)據(jù)分析

工程概況

某小區(qū)高層建筑于2008年建成由于附近存在建筑物基礎(chǔ)施工作業(yè)，導(dǎo)致地下水位發(fā)生變化，為了檢驗(yàn)是否對(duì)小區(qū)高層建筑構(gòu)成安全威脅，根據(jù)有關(guān)資料的查閱和現(xiàn)場勘探對(duì)5＃、6＃建筑物進(jìn)行沉降監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)項(xiàng)目采用獨(dú)立高程系統(tǒng)，假定水準(zhǔn)基點(diǎn)高程監(jiān)測(cè)點(diǎn)沉降位移按照相對(duì)高程基準(zhǔn)計(jì)算。為了使得數(shù)據(jù)成果具有對(duì)比性和可靠性，同時(shí)對(duì)該建筑物及其附近地面進(jìn)行沉降監(jiān)測(cè)工作。

方案設(shè)計(jì)

(1)沉降觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)

沉降觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè)是沉降觀測(cè)的基礎(chǔ)，變形觀測(cè)點(diǎn)的位置宜布設(shè)在觀測(cè)數(shù)據(jù)容易反饋的部位。總的布設(shè)原則是：從整體到局部，所布點(diǎn)位能夠從整體上控制，建筑物的沉降特性先在圖紙上規(guī)劃、設(shè)計(jì)然后再實(shí)地踏勘、對(duì)照、修改、確定。

綜合考慮實(shí)際情況，觀測(cè)點(diǎn)埋設(shè)在建筑物主要承重結(jié)構(gòu)上和地面代表性位置。觀測(cè)點(diǎn)標(biāo)志用金屬水準(zhǔn)標(biāo)志，同類觀測(cè)點(diǎn)標(biāo)志用統(tǒng)一型號(hào)制作，安放正直鑲接牢固，頂部高出標(biāo)石面2mm~5mm，目標(biāo)點(diǎn)埋設(shè)在柱體和地面上，觀測(cè)點(diǎn)示意如圖1、圖2所示。

(2)布網(wǎng)設(shè)計(jì)

基準(zhǔn)點(diǎn)必須選在變形區(qū)域影響范圍外，為了確保觀測(cè)成果的可靠性，建筑物的觀測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)埋設(shè)至少3個(gè)。根據(jù)沉降觀測(cè)的具體要求和實(shí)際情況，在變形區(qū)影響范圍外設(shè)立了3個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，其編號(hào)分別為ＢＭ0、ＢＭ1、ＢＭ2。最后根據(jù)實(shí)地情況選取了ＢＭ0為工作基點(diǎn)，在建筑物主體結(jié)構(gòu)上設(shè)立9個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，編號(hào)為Ｑ1－Ｑ9，建筑物路邊的地面上設(shè)立9個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，編號(hào)為Ｄ1－Ｄ9，組成兩個(gè)獨(dú)立閉合水準(zhǔn)線路，如圖3所示。

觀測(cè)周期和精度要求

沉降觀測(cè)的觀測(cè)周期的確定應(yīng)該能夠系統(tǒng)地反映所觀測(cè)建筑物沉降的變化過程并且不遺漏其變化時(shí)刻，根據(jù)實(shí)際情況和具體要求，沉降監(jiān)測(cè)工作于2012年9月16日開始，每20天監(jiān)測(cè)1次，共監(jiān)測(cè)6次，采用徠卡ＤＮＡ03進(jìn)行二等水準(zhǔn)測(cè)量監(jiān)測(cè)，該儀器經(jīng)合法的檢定機(jī)構(gòu)檢定為合格且在有效期內(nèi)。在觀測(cè)時(shí)，要保證每一測(cè)站的視線長度不大于30ｍ、前后視距差小于1ｍ，而且任一測(cè)站上前后視距差累積小于5ｍ，沉降監(jiān)測(cè)主要技術(shù)要求按表1執(zhí)行。

沉降監(jiān)測(cè)作業(yè)

確定水準(zhǔn)控制網(wǎng)后，每次監(jiān)測(cè)時(shí)都用固定的觀測(cè)線路進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量，若非觀測(cè)點(diǎn)發(fā)生動(dòng)搖，不得隨意改變觀測(cè)線路，若觀測(cè)點(diǎn)發(fā)生動(dòng)搖，必須將新的點(diǎn)位進(jìn)行修正后才可以使用。同時(shí)儀器的站點(diǎn)與轉(zhuǎn)點(diǎn)必須選在堅(jiān)實(shí)、可靠、穩(wěn)定的地方標(biāo)記清晰牢固。進(jìn)行實(shí)際操作后，選定儀器擺放的位置，做好標(biāo)記，以后均放在此處進(jìn)行觀測(cè)，形成固定的線路觀測(cè)。

監(jiān)測(cè)時(shí)間均選擇在上午9:00~11:00期間，進(jìn)行根據(jù)該地往年氣候資料，此時(shí)間段內(nèi)天氣良好、微風(fēng)，溫差變化不大成像清晰穩(wěn)定保證了觀測(cè)條件的良好。根據(jù)沉降觀測(cè)的特點(diǎn)，采用假定高程的方法從ＢＭ0水準(zhǔn)基點(diǎn)開始起測(cè)，按照所設(shè)計(jì)的水準(zhǔn)路線圖和二等水準(zhǔn)測(cè)量基本要求進(jìn)行操作，采用徠卡ＤＮＡ03進(jìn)行觀測(cè)，為了保證首期觀測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性，連續(xù)兩天進(jìn)行觀測(cè)，最終取兩組觀測(cè)數(shù)據(jù)的平均值作為首期觀測(cè)數(shù)據(jù)。作業(yè)時(shí)采取觀測(cè)人員固定，而且要保證總測(cè)站數(shù)為偶數(shù)，每次監(jiān)測(cè)時(shí)沿同一路線方向在基本相同時(shí)間進(jìn)行。每次進(jìn)行觀測(cè)時(shí)奇數(shù)測(cè)站照準(zhǔn)標(biāo)尺分劃的順序?yàn)楹笠晿?biāo)尺－前視標(biāo)尺－前視標(biāo)尺－后視標(biāo)尺，偶數(shù)測(cè)站照準(zhǔn)標(biāo)尺分劃的順序?yàn)榍耙晿?biāo)尺－后視標(biāo)尺－后視標(biāo)尺－前視標(biāo)尺，按照上述操作可以有效消除系統(tǒng)誤差、大部分偶然誤差和粗差，從而保證觀測(cè)數(shù)據(jù)成果的可靠性，操作過程中，對(duì)建筑物監(jiān)測(cè)點(diǎn)和地面監(jiān)測(cè)點(diǎn)兩個(gè)獨(dú)立閉合水準(zhǔn)路線進(jìn)行同時(shí)觀測(cè)。這樣可節(jié)省大量時(shí)間，提高工作效率。

觀測(cè)數(shù)據(jù)處理與分析

考慮到工程沉降觀測(cè)范圍較小，可不進(jìn)行正常水準(zhǔn)面不平行修正和重力異常的歸算修正。采用水準(zhǔn)測(cè)量的閉合線路進(jìn)行觀測(cè)在進(jìn)行內(nèi)業(yè)沉降觀測(cè)平差計(jì)算時(shí)，按«工程測(cè)量規(guī)范»ＧＢ50026－2007要求進(jìn)行。通過對(duì)數(shù)據(jù)處理可得到各個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的高程變化，整理后分別得到建筑物沉降觀測(cè)點(diǎn)成果表(表2)和地面沉降觀測(cè)點(diǎn)成果表(表3)。根據(jù)建筑物沉降觀測(cè)成果表，可繪制沉降量—時(shí)間曲線圖，如圖4所示。

地面沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)中，第2期沉降數(shù)據(jù)的最大沉降量為0.3mm，第3、4期沉降數(shù)據(jù)的最大沉降量為0.2mm，第5、6期的最大沉降量為0.1mm，再分析建筑物的沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)，可以看到2、3期沉降數(shù)據(jù)的最大沉降量為0.3mm，第3、4期沉降數(shù)據(jù)的最大沉降量為0.2mm，第5、6期的最大沉降量為0.1mm。從建筑物沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)和地面沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，可以得到兩者之間的整體變化趨勢(shì)基本一致，這說明所得到的數(shù)據(jù)是可靠的。從建筑物的沉降曲線圖可以看到沉降最大量達(dá)到0.6mm，沉降最小量為0.4mm，各點(diǎn)的沉降差最大是0.2mm，根據(jù)分析均符合規(guī)范要求。沉降曲線圖中，曲線的總體走勢(shì)是前4期緩慢遞增后兩期過渡平穩(wěn)，前4期數(shù)據(jù)說明建筑物受到影響，有微量下層現(xiàn)象，而后兩期數(shù)據(jù)比較平穩(wěn)，說明建筑物漸漸趨于穩(wěn)定，再從沉降速度來看，各個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的沉降平均速率均小于規(guī)范規(guī)定的建筑物沉降穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)0.04mm/d，于是得出結(jié)論此建筑物基礎(chǔ)沒有發(fā)生變形，漸趨于平穩(wěn)。