地鐵施工中高層建筑沉降監(jiān)測與精度分析摘 要 地鐵施工中,高層建筑物都存在一定程度的下沉,有的為正常下沉,有的為非正常下沉。以上海地鐵9號線施工中對港匯高層住宅樓實測為例,介紹沉降監(jiān)測的實施方法和觀測成果分析,并得出施工階段沉降變化的規(guī)律。其結(jié)果對驗證地基與基礎(chǔ)的可靠性及工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案具有重要的參考價值,對保障地鐵施工具有重要意義。關(guān)鍵詞 基準點 沉降監(jiān)測 綜合分析 港匯高層住宅大樓位于上海市閔行區(qū),該樓為18層,高約50m,建筑面積為4000m2。為保證此樓的施工質(zhì)量與運營期間安全,自2005年2月29日起,對該樓進行沉降監(jiān)測,并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果對其進行綜合分析。1 沉降觀測的技術(shù)方案及要求1.1沉降監(jiān)測點的布設(shè) 根據(jù)建筑物沉降觀測點布設(shè)原則,考慮到港匯住宅大樓的實際情況,經(jīng)與設(shè)計、施工單位共同研究,在能充分反映變形的情況下,布設(shè)了31個沉降觀測點(見圖1)。觀測點標志采用Φ25mm鋼筋打制,端點做表面磨光處理,用電鉆在墻上鉆孔將其插入孔中,使用高強度混凝土塞緊固定。
1.2觀測精度的確定 沉降監(jiān)測精度取決于監(jiān)測目的、建筑物的結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)類型。為了監(jiān)測建筑物的安全,其觀測中誤差應(yīng)小于容許變形值的1/10～1/20;根據(jù)這一原則,通常采用“以當(dāng)時可能達到的最高精度“確定變形觀測精度。按照上述要求,結(jié)合該樓的實際情況,基準網(wǎng)采用國家一等水準測量的技術(shù)要求。沉降點的觀測精度,采用以下公式進行估算 式中,Δ為容許變形值,t為置信區(qū)間內(nèi)最大誤差與中誤差的比例值;K為安全系數(shù)。估算時,通常采用K=0.05,t=2。 參考以上資料與方法,港匯大樓沉降觀測精度確定為最弱點高程中誤差m≤+1mm。1 3選用儀器和施測方法 為了滿足以上要求,選用蔡司精密水準儀及配套的銦鋼水準尺進行觀測。基準點和沉降監(jiān)測點分別按國家一、二等水準測量的技術(shù)要求施測。觀測時專人負責(zé),每次觀測線路相同。1.4最弱點的精度估算 沉降監(jiān)測點按二等水準測量要求,影響一測站高差主要有m置平、m瞄準、m讀數(shù)。 式中:τ為水準管分劃線,取10,復(fù)合誤差取0.1τ;S為視線長,取50m;γ為望遠鏡放大倍數(shù),取為40,將以上數(shù)值代入上式得 閉合水準路線中間點即為高程最弱點,根據(jù)沉降觀測水準測量路線,其高程最弱點為9號點。從基準點到9號點,以5個測站計,閉合水準路線中間點平差后的高程中誤差為 最弱點的高程中誤差為0.34mm,小于1mm的要求,說明所選用儀器及觀測方法可以滿足監(jiān)測精度要求。2沉降觀測點的施測及成果 從2005年2月29日至2006年3月1日,對港匯住宅樓沉降點進行了20期觀測。每次觀測使用相同儀器,同一觀測者,相同的路線,設(shè)站基本相同,構(gòu)成了一個閉合環(huán)。觀測高程閉合差最大為-2.08mm,小于二等水準測量的要求,累計平均沉降量為-21.255mm,平均沉降量為0. 018mm/d(表1)。可以認為該工程達到穩(wěn)定指標(一般觀測項目可按沉降速度控制在0.01～0 .04mm/d之內(nèi))。 根據(jù)觀測數(shù)據(jù)匯總表,以觀測時間為橫坐標,以累計沉降值為縱坐標,繪制出主要沉降點的變形過程線,它可以明顯地反映出沉降的趨勢、規(guī)律和幅度(如圖2所示)。 根據(jù)沉降觀測成果匯總表,計算其東西兩單元平均沉降量(如表2),由表2做出東西兩樓平均沉降量變化曲線(如圖3所示)。3 沉降綜合分析 (1)該樓總體上表現(xiàn)出下降趨勢,且下降趨勢基本一致,下沉量很小,無異常點存在。 (2)東西兩單元的平均沉降量變化趨勢非常接近,即該樓東、西單元的點沉降均勻,未表現(xiàn)出不均勻沉降。 (3)由觀測成果可看出,該住宅樓在施工階段,隨著荷載增加,整體出現(xiàn)均勻下降,但隨著工程的竣工,沉降已處于穩(wěn)定狀態(tài)。參考文獻［1］ 李青岳，陳永奇.工程測量［M］.北京：測繪出版社，1995［2］ 陳龍飛，金其坤.工程測量［M］.上海：同濟大學(xué)出版社，1991
1.2觀測精度的確定 沉降監(jiān)測精度取決于監(jiān)測目的、建筑物的結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)類型。為了監(jiān)測建筑物的安全,其觀測中誤差應(yīng)小于容許變形值的1/10～1/20;根據(jù)這一原則,通常采用“以當(dāng)時可能達到的最高精度“確定變形觀測精度。按照上述要求,結(jié)合該樓的實際情況,基準網(wǎng)采用國家一等水準測量的技術(shù)要求。沉降點的觀測精度,采用以下公式進行估算 式中,Δ為容許變形值,t為置信區(qū)間內(nèi)最大誤差與中誤差的比例值;K為安全系數(shù)。估算時,通常采用K=0.05,t=2。 參考以上資料與方法,港匯大樓沉降觀測精度確定為最弱點高程中誤差m≤+1mm。1 3選用儀器和施測方法 為了滿足以上要求,選用蔡司精密水準儀及配套的銦鋼水準尺進行觀測。基準點和沉降監(jiān)測點分別按國家一、二等水準測量的技術(shù)要求施測。觀測時專人負責(zé),每次觀測線路相同。1.4最弱點的精度估算 沉降監(jiān)測點按二等水準測量要求,影響一測站高差主要有m置平、m瞄準、m讀數(shù)。 式中:τ為水準管分劃線,取10,復(fù)合誤差取0.1τ;S為視線長,取50m;γ為望遠鏡放大倍數(shù),取為40,將以上數(shù)值代入上式得 閉合水準路線中間點即為高程最弱點,根據(jù)沉降觀測水準測量路線,其高程最弱點為9號點。從基準點到9號點,以5個測站計,閉合水準路線中間點平差后的高程中誤差為 最弱點的高程中誤差為0.34mm,小于1mm的要求,說明所選用儀器及觀測方法可以滿足監(jiān)測精度要求。2沉降觀測點的施測及成果 從2005年2月29日至2006年3月1日,對港匯住宅樓沉降點進行了20期觀測。每次觀測使用相同儀器,同一觀測者,相同的路線,設(shè)站基本相同,構(gòu)成了一個閉合環(huán)。觀測高程閉合差最大為-2.08mm,小于二等水準測量的要求,累計平均沉降量為-21.255mm,平均沉降量為0. 018mm/d(表1)。可以認為該工程達到穩(wěn)定指標(一般觀測項目可按沉降速度控制在0.01～0 .04mm/d之內(nèi))。 根據(jù)觀測數(shù)據(jù)匯總表,以觀測時間為橫坐標,以累計沉降值為縱坐標,繪制出主要沉降點的變形過程線,它可以明顯地反映出沉降的趨勢、規(guī)律和幅度(如圖2所示)。 根據(jù)沉降觀測成果匯總表,計算其東西兩單元平均沉降量(如表2),由表2做出東西兩樓平均沉降量變化曲線(如圖3所示)。3 沉降綜合分析 (1)該樓總體上表現(xiàn)出下降趨勢,且下降趨勢基本一致,下沉量很小,無異常點存在。 (2)東西兩單元的平均沉降量變化趨勢非常接近,即該樓東、西單元的點沉降均勻,未表現(xiàn)出不均勻沉降。 (3)由觀測成果可看出,該住宅樓在施工階段,隨著荷載增加,整體出現(xiàn)均勻下降,但隨著工程的竣工,沉降已處于穩(wěn)定狀態(tài)。參考文獻［1］ 李青岳，陳永奇.工程測量［M］.北京：測繪出版社，1995［2］ 陳龍飛，金其坤.工程測量［M］.上海：同濟大學(xué)出版社，1991
