隨著工業與民用建筑業的發展,各種復雜而大型的工程建筑物日益增多,工程建筑物的興建,改變了地面原有的狀態,并且對于建筑物的地基施加了一定的壓力,這就必然會引起地基及周圍地層的變形。為了保證建(構)筑物的正常使用壽命和建(構)筑物的安全性,并為以后的勘察設計施工提供可靠的資料及相應的沉降參數,建(構)筑物沉降觀測的必要性和重要性愈加明顯。現行規范也規定,高層建筑物、高聳構筑物、重要古建筑物及連續生產設施基礎、動力設備基礎、滑坡監測等均要進行沉降觀測。特別在高層建筑物施工過程中, 應用沉降觀測加強過程監控,指導合理的施工工序,預防在施工過程中出現不均勻沉降,及時反饋信息,為勘察設計施工部門提供詳盡的一手資料,避免因沉降原因造成建筑物主體結構的破壞或產生影響結構使用功能的裂縫,造成巨大的經濟損失。本文介紹了沉降觀測的一般方法,主要從沉降的基本概念、沉降點的布設、觀測方法、數據處理及誤差分析等幾個方面對沉降觀測進行淺析
論述。
1 沉降概念
附加應力作用下壓密而引起下沉,使土體地基或結構物的垂直變形下沉。特別是不均勻沉降,會使結構物發生傾斜、開裂以致不能正常使用。
2 沉降的原因
結構荷載差異太大,會出現不均勻的沉降,引起結構的變形,使結構的內力發生變化,在薄弱的部位就會產生沉降。引起沉降的原因多種多樣,可能是由于基礎下地質構造不均勻,也有可能是溫度和地下水的變化或者季節性變化導致的地基凍脹等。
3 觀測點設置
3.1 觀測點
觀測點是沉降觀測的一個重要環節,可以說它是沉降觀測的基礎,它直接
影響到觀測數據能否反映出結構物整體沉降趨勢和局部沉降情況,所以應該合理布設沉降觀測點。
3.2 觀測點的布設原則
布設觀測點之前,應對建筑結構、施工工藝、現場有一個全面細致的了解, 觀測點的原則是“從整體到局部,先設計后實施”——先選取能反映整體的控制點,后根據建筑結構的局部特征進行調整、加密,先了解整體結構物受力的
結構形式,后結合現場具體情況進行沉降點布設。
3.3 布設觀測點
沉降觀測點布設前應對建筑物的形狀、結構、地質條件、樁形等因素綜合考慮,在最能敏感反映建筑物沉降變化的地點進行布設。通常情況下,建筑物設計圖紙上繪有專門的沉降觀測點布置圖;對于無設計沉降觀測點的建筑,在布設觀測點的時候應特別注意,觀測點一定布設在結構物受力體上,以利于更準確的掌握沉降變化。
為了能夠反映出建(構)筑物的準確沉降情況,沉降觀測點要埋設在最能反映沉降特征且便于觀測的位置,一般要求建筑物上設置的沉降觀測點縱橫向對稱,且相鄰點之間間距以 15-30米為宜,設置高度為高出室外地坪 300mm, 均勻地分布在構造物的周圍。
根據《建筑變形測量規范》JGJ8-2007 的要求,沉降觀測點應布設在能全面反映建筑物地基變形特征的點位,砌筑小陰井加以保護,宜選在下列位置:
A、建筑物的四角、大轉角及沿外墻每 10~15m 處或每隔 2~3 根柱基上;
B、高低層建筑物、新舊建筑物、縱橫墻等交接處的兩側,不同地質條件、不同荷載分布、不同基礎類型、不同基礎埋深、不同上部結構、建筑裂縫、后澆帶、沉降縫和伸縮縫的兩側,人工地基與天然地基接壤處及填挖方分界處;
C、寬度大于或等于 15 米,或寬度小于 15 米但地質條件復雜以及膨脹土地區的建筑物的承重內隔(縱)墻設內墻點,以及框架、框剪、框筒、筒中筒結構體系的樓、電梯井和中心筒處;
D、筏基、箱基的四角和中部位置處;
E、多層砌體房屋縱墻間距 6~10 米橫墻對應墻端處;
F、框架結構建筑的每個或部分柱基上或沿縱橫墻軸線上,以及可能產生較大不均勻沉降的相鄰柱基處;
G、高層建筑橫向和縱向兩個方向對應盡端處;
H、鄰近堆置重物處、受振動有顯著影響的部位及基礎下的暗濱(溝)處;
I、重型設備基礎和動力設備基礎的四角、基礎形式或埋深改變處以及地質條件變化處兩側;
J、對于電視塔、煙囪、水塔、油罐、煉油塔、高爐等高聳構筑物,應設在沿周邊在與基礎軸線相交的對稱位置上,點數不少于 4 個。
在控制點與沉降觀測點之間建立固定的觀測路線,并在架設儀器站點與轉點處作好標記樁,保證各次觀測均沿統一路線。