随着工业与民用建筑业的发展,各种复杂而大型的工程建筑物日益增多,工程建筑物的兴建,改变了地面原有的状态,并且对于建筑物的地基施加了一定的压力,这就必然会引起地基及周围地层的变形。为了保证建(构)筑物的正常使用寿命和建(构)筑物的安全性,并为以后的勘察设计施工提供可靠的资料及相应的沉降参数,建(构)筑物沉降观测的必要性和重要性愈加明显。现行规范也规定,高层建筑物、高耸构筑物、重要古建筑物及连续生产设施基础、动力设备基础、滑坡监测等均要进行沉降观测。特别在高层建筑物施工过程中, 应用沉降观测加强过程监控,指导合理的施工工序,预防在施工过程中出现不均匀沉降,及时反馈信息,为勘察设计施工部门提供详尽的一手资料,避免因沉降原因造成建筑物主体结构的破坏或产生影响结构使用功能的裂缝,造成巨大的经济损失。本文介绍了沉降观测的一般方法,主要从沉降的基本概念、沉降点的布设、观测方法、数据处理及误差分析等几个方面对沉降观测进行浅析
论述。
1 沉降概念
附加应力作用下压密而引起下沉,使土体地基或结构物的垂直变形下沉。特别是不均匀沉降,会使结构物发生倾斜、开裂以致不能正常使用。
2 沉降的原因
结构荷载差异太大,会出现不均匀的沉降,引起结构的变形,使结构的内力发生变化,在薄弱的部位就会产生沉降。引起沉降的原因多种多样,可能是由于基础下地质构造不均匀,也有可能是温度和地下水的变化或者季节性变化导致的地基冻胀等。
3 观测点设置
3.1 观测点
观测点是沉降观测的一个重要环节,可以说它是沉降观测的基础,它直接
影响到观测数据能否反映出结构物整体沉降趋势和局部沉降情况,所以应该合理布设沉降观测点。
3.2 观测点的布设原则
布设观测点之前,应对建筑结构、施工工艺、现场有一个全面细致的了解, 观测点的原则是“从整体到局部,先设计后实施”——先选取能反映整体的控制点,后根据建筑结构的局部特征进行调整、加密,先了解整体结构物受力的
结构形式,后结合现场具体情况进行沉降点布设。
3.3 布设观测点
沉降观测点布设前应对建筑物的形状、结构、地质条件、桩形等因素综合考虑,在最能敏感反映建筑物沉降变化的地点进行布设。通常情况下,建筑物设计图纸上绘有专门的沉降观测点布置图;对于无设计沉降观测点的建筑,在布设观测点的时候应特别注意,观测点一定布设在结构物受力体上,以利于更准确的掌握沉降变化。
为了能够反映出建(构)筑物的准确沉降情况,沉降观测点要埋设在最能反映沉降特征且便于观测的位置,一般要求建筑物上设置的沉降观测点纵横向对称,且相邻点之间间距以 15-30米为宜,设置高度为高出室外地坪 300mm, 均匀地分布在构造物的周围。
根据《建筑变形测量规范》JGJ8-2007 的要求,沉降观测点应布设在能全面反映建筑物地基变形特征的点位,砌筑小阴井加以保护,宜选在下列位置:
A、建筑物的四角、大转角及沿外墙每 10~15m 处或每隔 2~3 根柱基上;
B、高低层建筑物、新旧建筑物、纵横墙等交接处的两侧,不同地质条件、不同荷载分布、不同基础类型、不同基础埋深、不同上部结构、建筑裂缝、后浇带、沉降缝和伸缩缝的两侧,人工地基与天然地基接壤处及填挖方分界处;
C、宽度大于或等于 15 米,或宽度小于 15 米但地质条件复杂以及膨胀土地区的建筑物的承重内隔(纵)墙设内墙点,以及框架、框剪、框筒、筒中筒结构体系的楼、电梯井和中心筒处;
D、筏基、箱基的四角和中部位置处;
E、多层砌体房屋纵墙间距 6~10 米横墙对应墙端处;
F、框架结构建筑的每个或部分柱基上或沿纵横墙轴线上,以及可能产生较大不均匀沉降的相邻柱基处;
G、高层建筑横向和纵向两个方向对应尽端处;
H、邻近堆置重物处、受振动有显著影响的部位及基础下的暗滨(沟)处;
I、重型设备基础和动力设备基础的四角、基础形式或埋深改变处以及地质条件变化处两侧;
J、对于电视塔、烟囱、水塔、油罐、炼油塔、高炉等高耸构筑物,应设在沿周边在与基础轴线相交的对称位置上,点数不少于 4 个。
在控制点与沉降观测点之间建立固定的观测路线,并在架设仪器站点与转点处作好标记桩,保证各次观测均沿统一路线。