建筑物沉降（通用11篇）
建筑物沉降 篇1
0 引言
随着经济的飞速发展, 世界各国已进入高度现代城市化阶段, 土地资源与人口增长之间的矛盾日益突出, 高层及超高层建筑物已从纵向及横向两方面呈直线上涨, 其发展不断为整个建筑业注入了新的活力, 也使得人类不断从地表走向更深的地下空间及更高的地上空间。为保证建筑物的正常使用寿命和安全性, 高层建筑沉降监测及最终沉降量预估的必要性和重要性愈加明显。
1 高层建筑沉降的主要来源
1.1 建筑物自身荷载引起变形
(1) 合理形变
建筑物荷载置于土体之上, 使土体产生附加应力, 导致持力土层形变并伴随瞬时沉降, 其一般在施工阶段瞬时完成。在使用阶段, 土体的超静水压力迫使土中水外流, 土空隙比发生改变, 随着时间的推移, 土的应力应变关系不断改变, 土的固结逐渐趋向于稳定, 这种变形一般小于允许变形值。
其计算公式为:
(2) 不合理变形
由于施工方的技术、相关措施及责任心不到位, 导致施工速率及误差超过允许范围, 以至建筑物的荷载未按设计分布, 产生巨大的不均匀沉降, 局部地基产生剪切破坏, 从而导致无法挽回的损失。
1.2 其它因素引起的地基变形
由于基础的地质构造复杂, 季节性、周期性的温度和地下水位变化导致土体干缩或浸水饱和湿陷、软化、膨胀、冻融等, 还有地下洞穴冲刷, 生物化学腐蚀、矿井、地下管道坍塌、偶然性的地震灾害导致土粒重新排列、沙土液化等对建筑物的沉降均将产生巨大的影响。
2 沉降监测实施要求及过程
为尽可能的得到准确的沉降资料, 观测过程必须严格按照行业相关规定执行。具体方法和要求如下。
2.1 仪器设备、人员素质要求
根据沉降观测精度要求高的特点, 规定观测应使用高精密水准仪 (S1或S05级) , 水准尺也应使用受环境及温差变化影响极小的高精度铟刚合金水准尺。因高精度GPS静态网受卫星截止角限制, 容易被建筑物阻挡难以接受到理想的卫星颗数以及信噪比, 其所接受的L1、L2波段多经过多路途效应或反射, 故无法应用于观测地基变形。但高精度的GPS静态网对于观测建筑物与地基组成的整体水平及竖向位移, 以及基坑及地壳的水平与竖向移动有着无可估量的前景, 未来必将成为岩土工作者从事研究的重要手段。至于人员素质方面, 必须熟练掌握仪器的操作规程, 熟悉测量理论、观测方法及观测程序。
2.2 点位布设及观测时间
根据建筑物结构外型, 荷载分布、土层地质状况分布及特性, 须埋设三个以上基准点。基准点应选建在基岩上或冻土层以下, 便于长期稳定地保存。观测点要埋设在最能反映沉降特征且便于观测的位置。如建筑物四角、大转角、主承重柱、建筑物裂缝和沉降缝两侧、基础埋深相差悬殊处、人工地基与天然地基接壤处、不同结构的分界处及填挖方分界处、沿外墙每10-15米处或2-3根柱基上。埋设测点时, 要特别考虑装修装饰阶段因墙或柱饰面施工而破坏或掩盖住观测点, 不能让连续观测终止。一般高层建筑物施工阶段的沉降观测按一定的时间段为一观测周期 (如:次/30天) 或按建筑物的加荷情况每升高一层 (或数层) 为一观测周期。在使用阶段, 其观测周期可以根据沉降量适当延长, 直至趋与稳定。无论采取何种方式都必须按施测方案中规定的观测周期准时进行。沉降观测自始至终要遵循基准点、观测点、仪器设备、观测人员、观测环境稳定原则。
2.3 沉降观测精度
依据建筑物的特性和建设、设计单位的要求, 选择沉降观测精度的等级。在未有特殊要求情况下, 一般性的高层建筑物, 采用二等水准测量的观测方法就能满足沉降观测的要求。
3 沉降量预测
地基沉降计算一直以来就是地基基础工程中的三大难题之一[2]。上百年来, 国内外学者为此前仆后继, 已提出许多计算理论及本构模型, 但至今未有一套完全解决方案。其比较成熟的计算方法有:早期的弹性理论法, 不考虑侧向变形的单向压缩沉降法[3], Skempton与Bjerrum提出的三向效应法, 中国学者黄文熙先生提出的三向压缩法[4], Lambe于1964年提出的应力路径法, 考虑应力状态与物态边界面关系的剑桥模型推导出来的物态界面法, 按现场观测资料推算的曲线拟合法, 现场试验法, 数值计算法, 以人工神经网络为研究手段的BP模型法[5]等。
由于土性指标 (如空隙比e, 弹性模量E) 等分散, 计算土特性指标与实际有所差异, 荷载大小分布不完全确定, 土的本构关系有诸多不定因素, 且计算模型均被简化, 故计算结果与实测值往往有不同程度差异。为避免使用诸如此类不确定因素, 结合一定的现场观测资料, 现有大量学者采用曲线拟合法预测沉降量大小。
3.1 常用曲线拟合法
目前, 国内外学者依据观测值利用曲线拟合的方法预测沉降量的常用曲线拟合法有:
(1) 由尼奇波罗维奇提出的双曲线拟合法, 其方程为St=S*t/ (a+t) 。该法计算简单, 容易用计算机实现, 广泛应用于工程实际。
(2) 竹治新助结合实测S-t曲线和理论上Ur-Th曲线关系提出的时间对数拟合法。中国河海大学学者许永明等也提出抛物线形的时间对数法, 其方程为S=a (logt) 2+blogt+c。
(3) 基于太沙基一维渗透固结理论的指数函数拟合法S-Sd= (S∞-Sd) (1-a*e-βt) , 此法拥有理论基础, 似乎最合理, 但由于多种实际因素存在, 往往与实际相差甚远。
3.2 双曲线平移法预测沉降量的计算过程
依据笔者曾在东莞独立负责的数十栋高层建筑实测S-tP沉降曲线图, 在加载过程完成后, 其线形明显趋于双曲线的上曲线, 如图一所示。现将双曲线表达式y=1/ax进行x平移, y平移, 其式变为:y=c-1/ (kx+b) 。因多数高层建筑物加荷过程受施工条件、人为等因素影响较大, 并非按时间顺序线形加荷, 且加荷过程侧向位移较大。故笔者认为以稳定荷载加载后作为曲线起算零点较为合理。由已知条件y (0) =0, 可推出c=1/b, 结合y (x1) =y1, y (x2) =y2条件, 可求得:
其中:用i代表1、2….., 则xi为稳定荷载加载后的观测时间;yi为xi对应的相应位移。结合尼奇波罗维奇提出的双曲线拟合方程St=S*t/ (a+t) , 可知s=1/b, a=b/k, 且由任何相邻两组数据可解算出k, b值, 即 (xi, yi) , (xi+1, yi+1) 推出 (ki, bi) , 即可推出 (si, ai) 。为使预测曲线逐渐逼近于后期沉降线, 经数值计算分析[6], a、s最终取值可按下式计算
4 实例分析
图一为东莞市长平镇某34层商住楼实测S-t-P曲线图, 此商住楼属框架剪力墙结构, 桩型采用预应力管桩, 单桩承载力分别为2500KN与3200KN, 其设计强度为C80, 长度15M—20M, 桩端持力层为中风化花岗片麻岩。
(P-荷载, S-沉降量)
利用VBA进行计算并生成拟合CAD曲线图, 程序代码如下:
经计算s=3.47, a=311.85, 其拟合图形如图二所示。
经比较, 拟合差值较小。笔者于2003年11月21日对此建筑物进行再次观测, 发现沉降量为5.44mm, 与拟合值相差0.1 mm, 从而证明此曲线基本按双曲线上线发展, 拟合过程效果较理想。
5 结束语
(1) 本文概略地阐述了引起建筑物沉降的各种因素, 包括建筑物自身因素, 持力土层以及各种内外部可能原因, 为研究建筑物沉降提供参考方向。
(2) 高精度的监测成果对于后期预测至关重要, 文中系统阐述了沉降监测的各项技术要求及实施步骤, 为获得理想的数据奠定基础。
(3) 本文利用双曲线平移理论, 结合计算程序与尼奇波罗维奇提出的双曲线拟合方程预测沉降量, 实践证明拥有较高的拟合效果, 可为高层建筑设计与施工提供一定的实践依据。
参考文献
[1]李广信.高等土力学[M].北京:清华大学出版社, 2006.
[2]陈祥福.沉降计算理论及工程实例[M].北京:科学出版社, 2005.
[3]陈希哲.土力学与地基基础[M].北京:清华大学出版社, 1997.
[4]许永明, 徐泽中.一种预测路基工后沉降量的方法[J].河海大学学报, 2000, (5) :110-113.
[5]李庆扬, 王能超, 易大义.数值分析[M].北京:施普林格出版社.清华大学出版社, 2006, 5 (13) :21-58.
建筑物沉降 篇2
建筑物沉降观测存在问题及处理
本文从理论和实际两方面,对建筑物在施工过程中如何建立工程的`沉降实测方案和布网进行详细阐述,以有效地保证建筑物在使用过程中的安全性、稳定性和可靠性.
作 者：武杰 WU Jie 作者单位：甘肃铜城工程建设有限公司,甘肃白银,730900刊 名：甘肃冶金英文刊名：GANSU METALLURGY年，卷(期)：200931(2)分类号：P224.1关键词：建筑物 沉降观测 处理
工程建筑物沉降监测实践 篇3
关键词：建筑物 沉降监测
1 工程概况
某体育局训练服务中心综合楼（二期）位于石家庄市中山东路以南，东为民心河，西为体育综合楼一期。该建筑为地下一层地上九层框架结构，基础形式为梁板式筏板基础，建筑总面积17859.14m2，建筑安全等级为二级，建筑抗震设防类别为丙级，建筑地基基础设计等级为乙级。受某体育局训练服务中心和公益项目建设管理中心委托，建筑质量检测中心于2012年2月19日至2014年3月15日对该建筑进行沉降观测。
2 观测依据
①设计图纸及相关技术资料；
②《建筑变形测量规范》（JGJ8-2007）；
③《工程测量规范》（GB50026-2007）；
④《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）。
3 观测方法及概况
3.1 基准点及观测点布设 根据现场条件，在附近不受新建建筑物影响的建筑物上布设三个水准点，地基稳定，通视良好，无外界干扰。在建筑物一层施工结束后，布设沉降观测点。观测点设于框架柱上，共布设21个观测点。
3.2 观测技术要求 本次沉降观测按二级水准测量要求，观测组成闭合环线具体观测技术，要求见表1。
表1 二级水准测量观测技术要求
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4 观测结果
4.1 观测概况。本观测工程自2012年2月19日开始至2014年3月15日结束，共进行16次沉降观测。具体观测数据见建筑物沉降观测成果统计表。
4.2 根据沉降观测数据，绘制平均沉降量-时间-荷载（层数）曲线，见图1。
4.3 根据沉降观测数据，绘制等沉降曲线，见图2，3，4。
5 成果分析与结论
经过对该建筑物的沉降观测，得出以下结论：
①随着楼层的增加，沉降量增大，最大沉降量达36mm。
②楼层封顶前，沉降量相对较大，与楼层成正比；封顶后，沉降量明显减小。
③在封顶两年后，沉降量只有微小变化，以后基本趋于稳定。
参考文献：
[1]周建郑.工程测量[M].2版.黄河水利出版社，2010.
[2]刘仁钊.测量平差[M].武汉大学出版社，2012.
建筑物沉降 篇4
压差沉降监测系统是一种新型沉降测量工具, 它是由静力水准仪优化而来, 二者均基于连通管原理开发, 但在每个监测点上, 压差沉降监测系统用体积更小的压差传感器代替静力水准仪较大体积的储液装置, 在保证了测量精度的同时, 使整个系统装置所占空间更小, 更利于在较为复杂的工程环境应用。
1 压差沉降监测系统介绍
1. 1 系统组成
压差沉降监测系统主要组成部件包含压差式变形测量传感器、综合采集仪、无线传输模块 ( Data Transfer Unit) 、PU管、储液容器等。
1. 2 系统监测原理
压差沉降监测系统是基于连通管的基本原理, 利用水、基准容器、水管及压差式变形测量传感器组成的一套装置 ( 见图1) 。让水箱中的液体通过水管自由流动, 当管中的水趋于稳定时, 各个测点的传感器会采集到一组初始压强值。基准容器和基点需远离沉降变形区, 且位于一个稳定的环境。当测点与基点之间的高程发生变化时, 将导致测点和基点传感器内的液位变化并采集到一组变化后的压强值, 再通过RS485 接口 ( 这种接口可以实现联网的点对点的通信方式) 将各传感器采集到的数据传输至云端上的云平台进行数据的处理计算与分析, 最终得出测点的沉降数据。
压差式变形测量传感器的沉降变化量计算式为
其中, ΔH为沉降变化量, mm; PR为基准点实际测得的值, k Pa; PR0为基准点测得的初始值, k Pa; Pi为测点实际测得的值, k Pa; Pi0为测点测得的初始值, k Pa; ρ 为液体介质密度, 通常取水的密度1 × 103kg / m3; g为重力加速度, 粗略计算时取10 m/s2。
2 南昌地铁二号线7 标辛家庵站基坑周边建筑物沉降监测工程实例
2. 1 工程概况
辛家庵站位于老城区上海路南段, 车站所在上海路路宽约26 m, 车站和围护结构占据大部分路宽, 车站两侧分布众多建筑物及管线。车站西侧建筑物大多为建于20 世纪80 年代的多层混合结构住宅, 多为浅基础, 距主体基坑距离约3. 5 m ~ 7. 5 m。辛家庵站为地下二层岛式车站, 标准段基坑深度15. 95 m ~ 17. 81 m, 端头井基坑深度为17. 20 m ~ 20. 11 m。车站长度为465. 0 m ( 内净) , 标准段主体结构宽度为17. 8 m, 端头井处主体结构宽度为21. 5 m。
本次监测项目的目标建筑物为南昌针织厂宿舍2 号楼, 该楼为一栋5 层砖混结构浅基础居民楼, 基础埋深2. 5 m, 距主体基坑最近处仅7. 3 m。
2. 2 建筑物沉降在线监测方案
1) 在线监测点的埋设与系统的搭建。
南昌针织厂宿舍2 号楼在线监测点的布设见图2, 其中03 号、04 号测点距离基坑主体最近处约7 m。
2) 监测方法及技术要求。
此监测项目采用压差式变形测量传感器, 设置系统数据采集时间为每30 min采集一次, 也可根据人工设置时间间隔进行实时采集, 传感器技术指标见表1。
2. 3 沉降监测系统的搭建
2. 3. 1 系统部件选型
为确保监测系统的精确、稳定, 对监测系统中各个主要部件的选型原则如下:
1) 压差传感器的量程选择。
按照JGJ 8—2007 建筑变形测量规范以及考虑到该建筑的建筑年限, 限定该建筑物沉降不大于3 mm/d, 累积沉降量不大于30 mm。辛家庵项目要求的变形监测等级为二级, 其监测容许误差不大于0. 5 mm, 为满足监测要求, 选择量程500 mm的FS-LTGY500 型压差式传感器进行监测。
2) 综合采集仪的选择。
考虑现场实际情况, 选择一个16位通道的采集仪。
3) 无线传输装置 (DTU) 的选择。
选择信号稳定且传输容量大的无线传输装置。
4) 储液容器的选择。
为了保持系统水压的长期稳定, 选用厚度为1 mm的薄钢片制作30 cm × 30 cm × 30 cm带液位计的水箱作为储液容器。
5) 液体介质的选择。
为了尽量减少液体介质中的气泡, 选择烧开后的水或蒸馏水, 并加入一定比例的防冻液, 最后在储液罐中加入一定量的硅油液封, 避免液体介质蒸发附着在储液罐上壁。
6) 连接水路的选择。
综合安装便利性、耐用性以及功能使用性等多方面考虑, 选择12 mm × 8 mm的PU ( 聚氨酯) 软管。
2. 3. 2 系统搭建
压差沉降系统的搭建主要遵循以下几个步骤:
1) 测点抄平。
现场安装传感器的测点应该用水准仪进行抄平, 尽可能使所有测点传感器都安装在同一水平线上。
2) 传感器固定支架的安装。
将传感器固定支架用膨胀螺栓固定在预先规划好的测点。
3) 传感器的安装。
根据设计要求或者结构物特点选择好安装点, 结合被测物实际情况, 将传感器安装到指定位置。
4) 储液罐的安装。
储液罐应安放在远离建筑物变形的区域, 且应保证测点传感器最高点与储液罐中液面的高度差不能超过传感器的量程范围, 最后将水管与储液罐连接, 完成水路的连通。
5) 线路的焊接。
根据布点及量测的管线长度裁剪通讯和电源线路线缆的长度。然后根据传感器的电源及通讯线焊接到总线, 最后将总线引入采集箱。
6) 连通水路。
传感器与储液罐之间水路的连通, 并用PVC管保护水管并连通至储液罐。在水路的连通过程中应把整个水路里面的气泡排净, 传感器应轻轻振捣, 直至不冒出气泡为止。
2. 4 压差沉降监测系统与人工监测对比
为了验证压差沉降监测系统的准确性和稳定性, 于2016 年在南昌针织厂宿舍2 号楼, 选择与测点传感器距离最近的5 个靠近地面的位置, 进行标高的人工观测, 在线监测布点图如图2 所示。图3 是测点01 ~ 05 的压差沉降监测系统沉降值与人工监测沉降值的对比。
由图3 可以看出, 在长达13 d的对比观测中, 在线监测系统和人工测量的结果基本吻合, 规律性一致, 多数点的偏差在1 mm以内。这说明压差沉降监测系统采集的数据能满足建筑物沉降监测的要求。
3 结语
1) 该压差沉降监测系统能够满足建筑物的实时沉降监测精度要求, 且能达到远程自动监测并预警的效果, 具有较高的工程应用价值。但在部件选型、安装与验收方面有严格的要求。
2) 结合南昌地铁二号线辛家庵站监测项目, 对压差沉降监测系统各个设备的选择与安装工艺进行严格的实施。压差沉降监测系统与现场人工监测的结果对比验证了在线监测系统采集数据的可靠性与准确性。
摘要：介绍了压差沉降在线监测系统, 结合某地铁基坑施工期间周边建筑物沉降监测项目, 验证了该监测系统的可靠性, 结果表明, 该系统能够满足建筑物的实时沉降监测精度要求, 且能达到远程自动监测并预警的效果, 具有较高的工程应用价值。
关键词：建筑物,压差沉降,监测系统
参考文献
[1]常青.静力水准自动监测系统的研究[J].地质装备, 2014, 15 (1) :30-32.
[2]潘华.静力水准系统在监测工程中的应用[J].低温建筑技术, 2013 (12) :102-105.
树根桩控制建筑物不均匀沉降 篇5
【关键词】树根桩;地基;不均匀沉降
树根桩是指桩径在70mm～250mm、长径比大于30、采用螺旋钻成孔、强配筋和压力注浆工艺成桩的钢筋混凝土就地灌注桩。树根桩常常与原有基础相连,将部分荷载传递到深部土层，形成复合地基，以增加地基承载力、控制基础沉降。树根桩控制建筑物不均匀沉降施工所需施工场地及操作空间较小，一般在0.6m×1.8m的平面尺寸、2.1～2.7m的净空即可施工，施工引起的噪声和振动均很小，可靠近原有建筑物进行施工，不会对原有建筑物造成影响。可适用于除粒径较大的卵石层的各类土层，并能穿过原有基础，既能在水位以上干作业成孔，也可在有地下水的情况下成孔成桩，可垂直成桩，也可以成斜桩。树根桩桩孔小，不会产生任何应力，对地基土不会产生太大的扰动，不破坏原有建筑物力的平衡。处于设计荷载下的桩沉降很小，能满足建筑物对沉降限制较严的工程，同时由于桩的长径比甚大，单位桩体积的承载力远大于其他桩型。树根桩可以若干根为一组，其中包括一些斜桩，从而可形成一种网状结构树根桩的加筋土体。成桩质量也比较可靠，一般不会发生夹泥、断桩等质量事故。由于树根桩具有以上许多的优点，因此，在国内被普遍使用。
目前，我国使用较多的树根桩施工机械是由工程地质钻机或采矿钻机改造而成的钻孔机械。对于一般松散土层，采用平底钻头;对于粘土层，采用尖底钻头;对于含有大量砖瓦的杂填土层，采用耙式钻头; 对斜桩可选择任意调整主轴角度的油压岩心回转钻机；在混凝土、砖墙、硬土或冻土层上施工时，则采用刃口焊有硬质合金刀头的尖底钻头。压力注浆设备采用BW－150型和BW－250型泥浆泵压浆。树根桩成孔钻进分干钻和湿钻二种。干钻法采用压缩空气冷却钻头和排渣，施工设备较为复杂，目前国内较少使用。湿钻即在钻进过程中，通过水或泥浆的循环，在冷却钻、排除渣土的同时，使水同泥土搅拌混合成泥浆，起护壁的作用，国内普遍使用此种方法进行施工。
１．工程概况
该工程为长30m、宽9m，高约10m、基础形式为钢筋混凝土条形基础的二层砖混结构建筑物。建筑物东南部基底下为密实的粉质粘土和粉土层，地基承载力标准值高达250kPa;在距建筑物西北山墙10m左右的主控楼基底下是倾角为200的由东南向西北逐渐变厚的松软的素填土，最大厚度为6.5m，承力标准值为100kPa。
由于该建筑物地质钻探不到位，资料搜集不准确，地基处理不当等原因，致使主控楼建成后因基底地质条件存在着明显的差异，在重力荷载、机车驶过产生的振动及雨水的浸泡下，地基产生严重的不均匀沉降变形，造成主楼楼体拉裂，纵向裂缝贯穿整个楼体，一层圈梁及二层檐梁全部开裂，危及使用，因此必须对地基进行加固处理。
2.树根桩复合地基的设计
假设加固后复合地基的承载力标准值可达140kPa，地基中灌浆后回填土可分担的荷载为100kPa，树根桩则承担其余部分的荷载。则条形基础下树根桩的总数n可按下式计算:
根据计算结果，在室内外墙体两侧布设树根桩，室外树根桩桩径为中150mm，室内水泥灌浆孔做单根树根桩，桩径为中?准80mm，树根桩桩长要求穿透下卧素填土层并抵达密实的粉质粘土层内1.5m以上，间距一般在6倍桩径左右。布桩时，桩的形心和条形基础形心大体一致，尽量避免使条形基础产生大的弯矩。
3.地基加固处理
地基加固处理分二个阶段进行，先在室外施工?准150的树根桩，再进行室内压密灌浆。
3.1室外树根桩的施工
（1）成孔。采用SGZ－IA型地质钻机和洛阳铲结合使用成孔，即利用钻机钻穿钢筋混凝土条形基础。条形基础以下则采用洛阳铲铲至设计孔深。钻机钻进成孔时，钻机液压的压力应控制在1.5～2.5MPa，配套供水压力为0.1～0.3MPa，钻速一般控制在220r/min，最大推进距离一般为500mm∕次。
（2）在孔内吊放钢筋笼。成孔以后，将钢筋笼逐段垂直吊人孔内，避免撞击孔壁，桩体的含钢量不得少于1%。两段钢筋笼之间进行焊接，焊接时要满足一定的搭接长度;一般不宜小于10d(d为主钢筋直径)。
（3）下设压浆管。采用?准60的钢管或胶管做为压浆管，压浆管通过钢筋笼中心沉人孔底。
（4）填灌稳定浓水浆。用灌浆泵将由水泥，粉煤灰，水等材料按比例搅拌而成的稳定浓浆填至孔中。为了提高桩体的承载力，可采用二次注浆成桩工艺。采用二次注浆工艺时，注浆管一般做成范管形，在管底口以上1.0m范围内的注浆管上设置孔眼直径为8mm，纵向间距100mm的四排注浆孔，并用一层聚氯乙烯封住，以防一次注浆时浆液进入管内。
（5）桩顶与基础的联结。为了加强树根桩与钢筋混凝土基础的联结。在桩孔材料初凝以前。在距桩顶500～1000mm处回填掺人膨胀剂的人工拌和混凝土并严格捣实。
3.2 室内压密灌浆并成桩的施工
（1）成孔。采用SGZ－IA钻机和洛阳铲结合成孔，孔径为80mm，纯灌浆孔孔深达原状土即可，兼作树根桩的钻孔以进入下卧密实粉质粘土1.50m以上为宜。
（2）成桩。在室内条基下兼做树根桩的钻孔内，在灌漿前插入?准25mm的钢筋。
（3）制浆。将水泥和水按0.67～0.8:1.0的水灰比在搅拌机中搅拌5～10min，充分搅匀。
（4）灌浆。将空心钻杆下至钻孔中作为灌浆管，采用孔口封闭的全孔一次压力灌浆法以5～20kPa的灌浆压力进行灌浆。孔口封闭管埋深不得少于1.0m。在灌浆压力范围内，每孔吃浆量在15min内小于30L时，即可停止灌浆。
（5）封孔。对条基下兼作树根桩的钻孔，在水泥浆初凝以前，在孔口填入人工拌和混凝土并捣实。■
【参考文献】
［１］欧高军.树根桩治理不均匀沉降厂房的实例[J].化工矿产地质,2006,6．
［２］袁明安.树根桩在复合地基(深层搅拌桩)工程中的补救应用[J].现代商贸工业,2008,4．
建筑物沉降及加固分析 篇6
在建筑物出现沉降问题后, 要对其地基基础进行加固, 以使建筑物能够恢复其安全及使用功能。同时对既有建筑物的加固还能够相应的提高土地使用率, 扩大使用面积, 提高建筑物的使用寿命, 改善使用条件, 满足生活需求, 同时对改善市容和节能环保也有很重要的作用[3,4]。
1 工程实例
1.1 工程概况
海口某建筑为一栋10层住宅楼, 地下一层, 地上十层, 建筑的主体高度为31.65m。该建筑的结构类型为钢筋混凝土剪力墙结构, 基础采用平板式筏型基础, 筏板厚度为800mm, 在抗震墙下设置暗梁, 板底标高均为-3.30m, 筏板边挑出距离均为1000mm, 配筋为双层双向18@200 (HRB400级) , 其建筑平面图如图1。
1.2 场地工程地质分层情况
根据勘察报告以及地层岩性特征和沉积新老关系可将建筑场地自上而下划为5个岩土工程层。具体如下:
(1) 层素填土:填料为粉土质砂, 稍湿, 褐色, 松散分布于场地大部。
(2) 层中砂:颗粒为石英质, 呈次圆状, 浅黄色, 松散分布于全场地。
(3) 层淤泥质粉质粘土:上部流塑, 下部软塑, 灰黑色, 具有泥嗅味, 分布于全场地。
(4) 层砾砂:粗粒为主, 也含有中粒及细粒, 灰黄色, 分布于全场地。
(5) 层粉质粘土:可塑、硬塑, 局部已半固结成岩, 灰绿色, 分布于全场地。
勘察期间, (1) 、 (2) 、 (4) 层为含水层; (3) 、 (5) 层为相对隔水层。地下水对混凝土结构具有微腐蚀性, 在干湿交替或长期浸水的条件下, 对钢筋混凝土结构中钢筋具微腐蚀性。
1.3 工程沉降及其原因分析
由楼房施工到封顶过程中的地基沉降观测记录可以发现, 该建筑沉降量较大并且不均匀沉降仍在继续, 而且地基变形也尚未趋于稳定。因此需要立即对导致该建筑物不均匀沉降的原因进行分析, 设计出合理的地基加固方案, 从而阻止其不均匀沉降的继续增大, 以免最终导致建筑事故的发生。
根据勘察报告知, 本建筑物楼座基础下存在7~14m厚的深厚淤泥质土层, 对后期的沉降不利。并且该项目拟建场地第 (3) 层为欠固结淤泥质粉质黏土, 采用水泥土搅拌桩法进行地基处理并不符合《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002第11.1.1条“水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土”的规定[5]。分别对该建筑物的桩及桩间土进行钻孔取芯, 以观察其成桩情况。桩及桩间土照片分别见图2及图3。
由图可知水泥土搅拌桩并未形成稳定固结体, 与淤泥质粉质黏土层结合部分, 桩身不完整, 不均匀, 仅浅部胶结稍好, 局部形成了较稳定固结体, 桩体较完整, 呈短柱及碎块状, 下部未见明显水泥土搅拌后改良的胶结体。由此可知水泥土搅拌桩法是不合理的, 从而止沉加固是非常有必要的。
2 建筑物止沉加固处理
地基基础的加固技术大致可分为两类, 即地基土的加固和地基基础的托换。由于在本建筑中成桩效果并不好, 因此考虑为地基基础的托换。而地基基础的托换技术又包括注浆加固基础法、扩大基础底面积法、坑式托换法、坑式静压桩托换法、树根桩法、灌注桩托换法、抱柱静压桩法以及锚杆静压桩托换法[6]。其中锚杆静压桩成桩工艺对既有基础及地基扰动小, 成桩速度快, 止倾减沉处理效果直接, 较为适宜该工程工况, 因此选用该方案。
根据拟加固工程现状, 以及方案比较和现场试桩, 采用软土复合桩基加固方案, 减沉桩采用钢管桩, 桩径为φ250mm, 桩端开口, 桩长约17m, 桩端落在 (4) 层砾砂层, 桩位布置图见图4。
3 沉降观测及效果分析
在施工过程中, 对建筑物进行沉降观测, 其中观测点布置图见图5, 在采用钢管桩进行加固处理时, 加密测量次数, 测量结果图见图6。
由沉降测量曲线图可知, 建筑物自施工至封顶过程中即出现较大沉降, 且沉降尚未有稳定的趋势, 经采取锚杆静压桩法进行托换后, 沉降曲线趋于稳定, 说明此次的加固措施是合理且有效的。
4 结论
4.1 由钻孔取芯结果可知, 本建筑物的成桩效果并不良好, 通过查阅《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002的相关规定可知, 水泥土搅拌桩并不适用于欠固结淤泥质粉质粘土。
4.2 由沉降测量曲线图可知, 建筑物初始沉降严重, 且沉降尚未稳定, 必须进行加固处理。而自钢管桩托换后沉降逐步趋于稳定, 从而可知锚杆静压桩法托换是可行且有效的。
4.3 锚杆静压桩成桩工艺对既有建筑物地基基础扰动小, 成桩速度快, 止倾减沉处理效果好, 是一种经济合理的地基基础加固方式。
参考文献
[1]翟渊博, 赵伟, 黄香山.不均匀沉降对高层建筑的危害分析及治理研究[J].陕西建筑, 2007 (11) :39-41, 38.
[2]刘皓, 张思渊, 张学鹏.地基不均匀沉降的危害及防治[J].中国水运 (下半月刊) , 2010 (9) :220-221.
[3]滕延京.既有建筑地基基础改造加固技术[M].北京:中国建筑工业出版社, 2012.
[4]张永钩, 叶书麟.既有建筑地基基础加固工程实例应用手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 2002.
[5]中国建筑科学研究院.建筑地基处理技术规范 (JGJ79-2002) [S].北京:中国建筑工业出版社, 2002.
浅谈建筑物的沉降 篇7
建筑物的沉降过程分为缓慢———活跃———缓慢———稳定。
建筑物各沉降期沉降量为20mm之内, 各个观测点之间最大沉降量差为20mm之内, 相邻两点沉降量为10mm之内。
以上的沉降表现都说明的建筑的正常沉降现象, 与此相反的就是说建筑物的沉降不正常的现象。
1 建筑物沉降观测的重要性
一座建筑物, 不论在地质钻探、建筑设计、打桩工程、基础承截试压等任何一方, 如果有违反有关规范的, 而存在质量问题时, 都可能会导致建筑物的沉降不均匀, 严重的会导致建筑物倾斜和产生裂痕, 最后要拆卸。在这种情况下, 有什么办法和手段发现和制止这种严重后果的产生和扩大?唯一的办法和手段就是在施工中及时的进行沉降的观测。因为按照测量有关规范和要求进行沉降观测之后, 就能够及时地知道建筑物是否过早出现沉降?沉降时是否均匀?相邻观测点的沉降量差是否大于有关规定?沉降总量值是否异常?等进行分析研究, 并向有关部门报告, 及时让有关部门进行分析研究和作出处理措施, 必要的就要停止施工, 从而避免建筑物的倾斜和裂痕的出现, 甚至要进行拆卸的严重后果。
反之, 如果任何一方的工程质量都没有违反规范, 不存在较大的质量问题的, 经过沉降观测之后, 可以知道沉降是均匀的、是正常的, 其建起来的建筑物是属于安全可靠的, 使用户者放心。
在实际工作中, 有的部门却对这么重要的沉降观测工作不够重视, 马虎了事, 不按规范进行观测, 甚至在沉降量记录上弄虚作假。这是非常危险的现象。
2 沉降观测的实施
这里主要谈下一般普及的观测工作情况。
2.1 工作
首先以建筑设计平面图上各个建筑柱位置编定好观测点的号码, 然后把这些号码埋设标写在现场上。
其次通过拟建工程的邻近现场的了解调查之后, 在约距离拟建筑物50~100m左右的地方上, 选埋2~3个引点测点, 作为牢固可靠的永久点。这些永久点埋设在30天后才能进行观测使用。
第三, 在观测前必须进行仪器的检校好, 或彩定期检校的专用仪器。
2.2 观测要求
在进行观测时, 持尺者要注意观测点是否有变形, 点上是否有泥浆杂物, 立尺要端正垂直。要求观测线路是由引测验点 (永久点) 开始, 又闭合回到引测点, 其闭合差不得超过lmm。
观测后, 发现有错漏时, 要及时重测。发现沉降量不正常的要作认真的分析研究, 必要时要及时向有关部门报告。
每一次观测后, 把各个观测点的沉降值立即在沉降关系曲线上进行比较分析。
3 对建筑物沉降量值的分析
根据长期对不同类型的建筑物沉降观测之后, 对其沉降量值的一些普遍性可作如下的分析:
3.1 证明:各类型的建筑物进行施工之后, 一般是在8层以上开始
出现沉降的现象。但如果其基础柱质量上相对的差点, 如在最后“收锤”收得不够理想的, 或地质结构相对差点, 建筑物柱间相对比较宽点的, 则会导致建筑物沉降较早些出现的, 如可能在5层便开始出现了。
3.2 建筑物在一般情况下, 各个沉降期之问的沉降量为20mm之
内, 各个观测点之间的最大沉降量差为20mm之内, 相邻两点的沉降蓝天为10mm之内, 观测点的总沉降量为50mm之内。
3.3 建筑物的沉降过程可分为:从主体施工开始至主体施工的后
期为缓慢沉降期;当主体施工将要结束至装修结束时为比较活跃沉降期;当装修结束至一年后为缓慢沉降期;再往后是建筑物转入沉降稳定期。
3.4 从个区域性的范围内, 虽然在基础桩用料及处理方式不同, 如
有的采用水泥灌注桩, 有的采用人工挖桩, 有的采用机械钻桩, 有的采用水坭预制管桩, 但建筑物正常沉降现象, 也是基本相同的。
3.5 建筑物正常的沉降, 是遁着:从缓慢———活跃———缓慢———稳定的过程。
3.6 建筑物正常的沉降, 其沉降量是:在一定的极限之内的, 以及是有时间性的, 是不会导致建筑物出现倾斜的。
3.7 为了避免建筑物产生倾斜, 至最后要拆卸的后果, 除了要求做
好沉降观测工作之外, 同时要求上述各方也应该切实做好工作, 不去违章作业。
4 沉降观测要分析和报告
高层建筑的沉降观测, 那怕沉降是正常的, 都要进行分析和报告。通过分析和报告, 可以让人们知道其中存在的“弱点地方”, 可以以简明的一针见血的向建设单位和使用者等交待清楚, 其建筑物的沉降是否正常, 建筑物可在什么时候进入完全的稳定期, 使用户放心居住和使用。
因此, 写沉降分析报告是非常必要的, 耐用要求写得及时, 写得准确。
一份及时的科学的建筑物沉降分析报告, 能及时的反映和说明其工程质量上的问题, 可以说它是工程综合性质量问题的试金石。
但如何才能够写好这个分析报告?它有四个要求, 分三个阶段进行分析报告。还可能有另两种异常的报告。
四个要求是:
a.工程上的各方要切实地做好本职的工作, 不弄虚作假, 偷工减料, 不去违章作业。
b.对观测者要有测量专业知识和技术, 以及有一定的实际经验。
c.引测点要规范牢固永久性, 观测点要规范牢固埋设, 测量精度其闭合差不要大于1mm。
d.观测的相隔时间不能超过一个月。
分三个阶段进行分析报告:对一个工程的沉降观测和沉降分析报告, 应分为三个阶段性进行分析报告。在这三个阶段中, 第一个阶段的分析报告尤其重要。
三个阶段的划分:
由主体施工首层后至主体施工完工为第一阶段报告, 由此至装修结束为第二阶段报告, 由至1-3年后为最后阶段报告。
可能出现如下的两种报告:
任何建筑物的沉降观测, 其分析报告, 一般是循着以上的三个阶段而进行分析和报告便行了。
所谓“万一”的情况下, 就要出现如下的两种报告:
一是当在沉降观测到第三次的时候, 即一般施工到10-12层时, 或比此时间更早些时候, 沉降便要出现“不均匀”, 沉降量值不正常, 就要立即分析报告, 请有关部门及时的进行分析研究, 并作出处理的措施, 避免做成重大的损失。可称这种报告为“异常报告”。
论高层建筑物的沉降观测 篇8
1沉降观测的基本要求
1.1 仪器设备、人员素质的要求
根据沉降观测精度要求高的特点，为能精确地反映出建构筑物在不断加荷作下的沉降情况，一般规定测量的误差应小于变形值的1/10～1/20，为此要求沉降观测应使用精密水准仪(S1或S05级)，水准尺也应使用受环境及温差变化影响小的高精度铟合金水准尺。在不具备铟合金水准尺的情况下，使用一般塔尺尽量使用第一段标尺。
人员素质的要求，必须接受专业学习及技能培训，熟练掌握仪器的操作规程，熟悉测量理论能针对不同工程特点、具体情况采用不同的观测方法及观测程序，对实施过程中出现的问题能够会分析原因并正确的运用误差理论进行平差计算，做到按时、快速、精确地完成每次观测任务
1.2 观测时间的要求
建构筑物的沉降观测对时间有严格的限制条件，特别是首次观测必须按时进行，否则沉降观测得不到原始数据，失去实际观测意义。其他各阶段的复测，根据工程进展情况必须定时进行，不得漏测或补测。只有这样，才能得到准确的沉降情况或规律。相邻的两次时间间隔称为一个观测周期，一般高层建筑物的沉降观测按一定的时间段为一观测周期(如：次/30天)或按建筑物的加荷情况每升高一层(或数层)为一观测周期，无论采取何种方式都必须按施测方案中规定的观测周期准时进行。
1.3 观测点的要求
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要对称，且相邻点之间间距以15～30m为宜，均匀地分布在建筑物的周围。通常情况下，建筑物设计图纸上有专门的沉降观测点布置图。
埋设的沉降观测点要符合各施工阶段的观测要求，特别要考虑到装修装饰阶段因墙或柱饰面施工而破坏或掩盖住观测点，导致不能连续观测而失去观测意义。
1.4 沉降观测的自始至终要遵循“五定”原则
所谓“五定”，即通常所说的沉降观测依据的基准点、工作基点和被观测物上的沉降观测点，点位要稳定;所用仪器、设备要稳定;观测人员要稳定;观测时的环境条件基本一致;观测路线、镜位、程序和方法要固定。以上措施在客观上尽量减少观测误差的不定性，使所测的结果具有统一的趋向性，保证各次复测结果与首次观测的结果可比性更一致，使所观测的沉降量更真实。
1.5 施测要求
仪器、设备的操作方法与观测程序要熟悉、正确。在首次观测前要对所用仪器的各项指标进行检测校正，必要时经计量单位予以鉴定。连续使用3～6个月重新对所用仪器、设备进行检校。在观测过程中，操作人员要相互配合，工作协调一致，认真仔细，做到步步有校核。
1.6 沉降观测精度的要求
根据建筑物的特性和建设、设计单位的要求选择沉降观测精度的等级。再未有特除要求情况下，一般性的高层建构筑物施工过程中，采用二等水准测量的观测方法就能满足沉降观测的要求。
1.7 沉降观测成果整理及计算要求
原始数据要真实可靠，记录计算要符合施工测量规范的要求，依据正确，严谨有序，步步校核，结果有效的原则进行成果整理及计算。
2具体施测程序及步骤
2.1 建立水准控制网
根据工程的特点布局、现场的环境条件制订测量施测方案，由建设单位提供的水准控制点(或城市精密导线点)根据工程的测量施测方案和布网原则的要求建立水准控制网。要求：
1)一般高层建筑物周围要布置3个以上水准点，水准点的间距不大于100m;
2)在场区内任何地方架设仪器至少后视到两个水准点，并且场区内各水准点构成闭合图形，以便闭合检校;
3)各水准点要设在建筑物开挖、地面沉降和震动区范围之外，水准点的埋深要符合二等水准测量的要求(大于1.5m)根据工程特点，建立合理的水准控制网，与基准点联测，平差计算出各水准点的高程。
2.2 建立固定的观测路线
由场区水准控制网，依据沉降观测点的埋设要求或图纸设计的沉降观测点布点图，确定沉降观测点的位置。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。
2.3 沉降观测
根据编制的工程施测方案及确定的观测周期，首次观测应在观测点安稳固后及时进行。一般高层建筑物有一或数层地下结构，首次观测应自基础开始，在基础的纵横轴线上(基础局边)按设计好的位置埋设沉降观测点(临时的)，等临时观测点稳固好，进行首次观测。
首次观测的沉降观测点高程值是以后各次观测用以比较的基础，其精度要求非常高，施测时一般用N2或N3级精密水准仪。并且要求每个观测点首次高程应在同期观测两次后决定。
随着结构每升高一层，临时观测点移上一层并进行观测直到十0.00再按规定埋设永久观测点(为便于观测可将永久观测点设于十500mm)。然后每施工一层就复测一次，直至竣工。
2.4 平差计算
将各次观测记录整理检查无误后，进行平差计算，求出各次每个观测点的高程值。从而确定出沉降量。
某个观测点的每周期沉降量：△c=Hh, I—Hn, I-1.N表示某个观测点，I表示观测周期数(I=1, 2, 3……)且H1=H0累计沉降量：△C=∑△c (n), n表示观测点号。
2.5 统计表汇总
1)根据各观测周期平差计算的沉降量，列统计表，进行汇总;
2)绘制各观测点的下沉曲线;
首先建立下沉曲线坐标，横坐标为时间坐标，纵坐标上半部为荷载值，下半部为各沉降观测周期的沉降量。
将统计表中各观测点对应的观测周期所测得沉降量画于坐标中，并将相应的荷载值也画于坐标中，连线，就得到对应于荷载值的沉降曲线。
3)根据沉降量统计表和沉降曲线图，我们可以预测建筑物的沉降趋势，将建筑物的沉降情况及时的反馈到有关主管部门，正确地指导施工。特别座在沉陷性较大的地基上重要建筑物的不均匀沉降的观测显得更为重要。
利用沉降曲线还可计算出因地基不均匀沉降引起的建筑物倾斜度：q=│△Cm-△Cn│/Lmn，△Cm，△Cn分别为m, n点的总沉降量，Lmn为m, n点的距离。
对沉降观测的成果分析，我们还可以找出同一地区类似结构形式建筑物影响其沉降的主要因素，指导施工单位编好施工组织设计正确指导施工大有裨益，同样也为勘察设计单位提供宝贵的一手资料，设计出更完善的施工图纸。
参考文献
[1]李青岳主编.工程测量学.北京:测绘出版社, 1984.
[2]李青岳, 陈永奇主编.工程测量学.北京:测绘出版社, 1995.
海河流域水工建筑物沉降分析 篇9
1 沉降分析
1.1 分析资料来源
本次沉降分析资料，来源于3个阶段海河流域大规模高程测量成果，以国家一等点为起算。
第1阶段是1985—1989年期间，在国家一、二等水准网的基础上，建立了海河流域1985国家高程基准的高精度高程控制网系统。
第2阶段是2000—2002年布测的海河流域京津沉降区及漳卫南运河系高程控制网。
第3阶段是2009—2010年布测的海河流域二等水准高程控制网复测。它包含了部分1985—1989年及2000—2002年布测的水准路线。
经过3个阶段的高程测量，完善了海河流域各河系和水工建筑物的高程资料，丰富了沉降分析的比对资料。
1.2 分析资料范围
对海河流域主要水工建筑物的基准点、监测点和引据点进行沉降分析，包括流域内水情敏感区、沉降加速区的国家一等水准点，及该特殊区域的水利设施建筑物的基准点、监测点进行分析。
1.3 水工建筑物的沉降分析
1.3.1 国家一等水准点的沉降分析
对3个阶段水准测量资料分析比较，发现海河流域地面沉降非常严重，许多原有国家一等点也随着地面一同沉降，由于各地区地面沉降不均匀，导致重要水工建筑物引据点的高程不准确。
分布在区域内的国家一等点的沉降变化量不一致。在1989—2010年期间最大年沉降量45mm，平均年沉降量15 mm。2002—2010年最大年沉降量47 mm，平均年沉降量29 mm。个别地区有明显的下沉加速趋势。
1.3.2 海河流域地面沉降分析
海河流域河系沉降统计见表1。
从表1按河流分析，发现海河流域地面沉降非常严重，通过9条河系中的95个相同点比对，按河道沉降变化量比例统计年均沉降量超过20mm的河道占78.6%，按水准路线沉降变化量所占比例统计年均沉降量超过20 mm占66.6%，特别是河北的沧州(南运河段)、廊坊地区(永定河段)，山东的德州地区(南运河段上游)，天津(永定新河)等区域存在明显漏斗状沉降区。
无论是区域性的地面下沉还是水工建筑物的局部沉降，都是通过基准点、监测点、引据点的观测得以证明。通过水准测量成果分析，这些基准点、监测点、引据点也同样随着某一地域的地面沉降变化而变化。从而无法真实地反应水工建筑物的沉降变化量。
1.3.3 水工建筑物自体的沉降
从测量成果数据表明，多年来水工建筑物自身的沉降速率与周边地面的下沉速率不一致。以本流域几个大型闸、站、库的高程比较为例，见表2。
从1989、2002、2010年三期闸、站、库沉降量比对分析统计表中看到，罗寨蓄水闸、鲁水文(水文站)两点的沉降量很小，21年间只沉降了135mm和75 mm，甚至在2002—2010年间还出现正值，这里面包括基准点、引据点自身沉降的因素，从而不能真实反应水工建筑物的沉降情况。在5个沉降大的闸站中，通过3个阶段数据比较统计(2002—1989年和2010—2002年)，年平均沉降率为55.6 mm和59.3 mm。与前面两节中提到的国家一等点平均年沉降量29 mm和地面年沉降大于20mm的情况相比较，各大水库、闸站有明显加速下沉趋势。从海河流域整体沉降图层面分析，西河闸枢纽、独流减河进洪闸正好地处天津沉降漏斗区域中心，捷地分洪闸地处河北沧州沉降漏斗区，安陵枢纽地处山东德州沉降漏斗区域。
2 水工建筑物沉降的危害
地面不均匀沉降，导致水工建筑物的变形、断裂、下沉、渗漏、河道淤积、行洪不畅等，大大降低水利设施的防洪泄洪能力及运行安全。
如2004年天津独流减河进洪闸，由于闸室沉降910 mm，在设计水位行洪条件下，即使弧门(弧门高度为4.5 m)全部提起，仍有0.74 m高度的闸门泡在水中，妨碍行洪，严重阻水。
2001年西河闸现状高程比原设计降低1.06 m，闸体挡水高度不足，不能满足防洪安全要求。
以上只是2个例举，其实沉降对水工建筑物的危害是一个普遍现象。
3 总结与建议
3.1 总结
地面沉降是一个连续发展的过程，是平原地区主要地质灾害之一。通过对水工建筑物沉降分析，我们得出结论：
(1)海河流域靠近沿海的平原地区，地面正以年平均20～30 mm的速率下沉。同一地区的一些大中型水工建筑物也正以每年50 mm左右的速率下沉并且有加速下沉趋势。
(2)建立在沉降区域地表的水工建筑物的观测基准点、引据点(国家一等点)本身有沉降，无法正确反映建筑物的沉降规律。
(3)流域内的高程更新间隔时间过长，不能满足地面沉降、水工建筑物沉降监测的要求。
3.2 建议
(1)建立稳定可靠的高程基准网。要准确掌握水工建筑物的沉降情况，首先必须建立一个稳定可靠的基准网点，测定其它沉降点，这些基准网点应固定于深层基岩中。形成一个较稳定的基准网，以在一定的时间范围内精确测定水工建筑物的沉降情况。
(2)对水工建筑物进行统一沉降监测。根据以上分析，海河流域地面正以每年20～30 mm的速率下沉，在漏斗地区正以年平均50 mm左右速度下沉。建议定期对这些闸、站、库进行统一沉降监测，并对一些沉降加速区增加监测频率和增加检测工作基点。
(3)观测精度和观测频率。重点区域水准基点应连测二等水准路线，对水工建筑物的水准基点沉降观测频率应为1年，而一般的水准点观测频率可为5年。
摘要：根据海河流域3个阶段高等级水准测量成果及流域内的主要闸、站、库高程成果数据的比对, 分析了水工建筑物沉降情况并提出监测建议。
建筑物沉降 篇10
关键词：沉降监测；数据分析；地铁
1、引言
作者简介：王彦伟（1979-），男，辽宁葫芦岛人，硕士研究生，主要研究方向为变形监测与预报。
E-mail：18944230@qq.com
收稿日期：
随着“十二五”规划纲要的颁布，中国的城市轨道交通已经进入了快车道发展，尤其是地铁建设速度已经达到了世界前列。据建设部统计，15个城市近期建设规划了61 条线路，共长1700 km，目前已开工建设1000 km 线路，已建成运营581 km线路，按规划还有约1 200km 线路在今后10 年左右內建成，据预测，到2020年，城市地铁及轻轨总里程将达到2500km，大约30个城市将发展成以地铁交通为主的节能型城市[4]。地铁的施工通常都在大中型城市的地下空间，这些地段高层建筑物密集，地下管线纵横交错[5]。在施工过程中会导致周围建筑物和管线的形变，通过对变形监测的数据分析可以有效的检验形变的稳定性，能够做到早期可防，中期可控，后期可治理。
目前，城市规模的不断扩大，超高层建筑物层出不穷，国内外对地铁施工引起的建筑物的变形越来越重视，通过不断改进监测手段，不断更新监测仪器，其数据处理的方法也具有高精度、高可靠性[8]。
2 建筑物沉降监测内容
地铁施工对沿线环境的变形监测包括对地面建筑物的倾斜、沉降监测，对燃气，热力和大直径上水污水等管线变形监测[3]。本文着重研究地铁施工过程中对沿线高层、超高层建筑物的影响、产生相应的沉降形变及沉降数据处理。首先对于变形监测点应设于被观测的关键建筑物和主要设施上，根据建筑物变形结构分析所需要的关键部位进行观测点的布设，如在建筑物的外墙角、内窗边角、立柱等突出部位布设。基点的埋设方法与地表下沉监测的埋设方法相同。同时要求监测点稳定，持久（图1）。
建筑物沉降监测是采用精密水准测量的方法，要求其已知的高程控制点远离地铁施工影响的地域范围（一般应距施工中线35m以外），且高程控制点不少于3个，然后在被监测的建筑物周围布设垂直位移监测控制网，此控制网可布设成闭合附合或结点水准路线等形式。同时，还应制定监测的时间间隔，在施工前，每15天进行一次监测，在施工期间，每3天进行一次监测，如果局部沉降量较大，还应缩短监测时间间隔，可每天监测一次。在施工后期到运行期仍要每30天进行一次监测，直到建筑物沉降量趋于稳定。此外，建筑物沉降的变形监测还应遵循“三固定”的原则，即固定仪器，固定人员，固定观测线路。
3 沉降监测的精度要求及分析
沉降监测需要采用具有良好稳定性和时间性的水准点。对于地铁建设沿线的重要建筑物、重要厂房以及高层、超高层建筑物，有必要建立相应的监测闭合导线，使用精密水准仪与精密水准尺进行观测，使其能够反应出毫米级的沉降量，闭合差不得超过± mm（n为测站数），观测宜在上午10点之前及下午4点以后进行。
沉降监测的水准网也可采用符合导线或闭合导线分段监测，每段往返高差误差值不得超过M限=±2Mw （Mw为采用水准测量等级千米级高差中数的权中误差，L为附合或闭合测段长度）。沉降监测的精度要求，要根据具体监测的预计变形值及相关的监测规范（表1）来确定。通常，观测的目的是为了确保在地铁施工期间及运行后沿线建筑物的安全，其观测中误差应小于允许变形值的1/10—1/20。
4 工程实例
苏州轨道交通一号线I-TS-16标区间包括星湖街站～南施街站，左右线全长约2194.4单线延米，区间隧道主要在翠园路下穿行，翠园路道路下地下管线密集，主要分布在隧道线路方向两侧，主要有电信及有线电视的通讯光缆，污水及雨水管道，路灯管线、天燃气输送管道。场地地形较平坦，无滑坡、泥石流、岩危等不良地质状况。本标段邻近建筑物主要为里程DK23000～DK23185的园区电信大楼，其建筑物主体距盾构右行中心线距离为9.4m。
电信大厦的变形监测点均布设在建筑物的特征点处，有角点、立柱点等。这些点能够反映出建筑物的大体变形情况（图2），根据施工阶段某期的变形监测数据（表2），可以通过AUTOCAD等软件生成沉降等值线，沉降等值线可以了解沉降分布情况以及是否均匀沉降[1]。图2可以看出J1-J2和J3-J4之间几乎无等值线穿过，而J1-J8之间等值线较为密集，对沉降等值线分析表明J1-J2及J3-J4之间为均匀沉降，J1-J8之间的沉降差较大，J8沉降最为严重。J1-J8之间的距离L=9.4m，由于为直接观测得到相应点的高程值，则设定差异最大容许值：
这个误差符合相应的国家测量规范（三等变形监测规范，高程中误差为0.5mm）要求，但沉降中误差值较大，应引起注意。如果连续多期监测数据均体现出此类问题，不加以重视，地表上层建筑物就会出现倾斜、断裂等事故，所以应采取相应的预防、治理措施。
对建筑物的沉降监测另外的一种手段是收集“纵向”监测数据，通过MATLAB等软件进行图形化处理，对所得到的拟合曲线进行对比，分析，可以对过去被监测点数据的分析；对现在被监测点监测频率的合理安排以及对被监测点未来监测到的数据进行正确预判。例如：取J1—J8连续监测18期变形监测数据，生成2次拟合曲线（如图3）[2]。可以看出J1—J8均趋于稳定，且沉降差值逐渐变小，这样的曲线则表明目前施工安全，对过去的治理行之有效，并可以为后期预警提供有效支持。
5 结 语
本文以苏州地铁一号线的施工建设为例，利用沉降等值线、时间沉降量曲线以及误差精度评定，在建筑物沉降监测的数据处理中取得了较好的效果，具有早期预警、数据可视化和精度标准高等优点。对地铁工程施工的设计方案具有重要的利用价值。
参考文献
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浅议建筑物的沉降观测 篇11
关键词：沉降观测,沉降测量点,观测精度,周期
在建筑物修建过程中,由于建筑物的基础和地基所承受的荷载不断的增加,从而会引起基础及其四周地层的变形,而建筑物本身因基础变形及其外部荷载与内部应力的作用,也要发生变形。在建筑物的施工及运行管理期间为了保证建(构)筑物的正常使用寿命和建筑物的安全性,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,必须对建筑物进行沉降观测。
1 引起建筑物沉降的原因
引起建筑物沉降变形的原因较多,但最主要的原因有:1)荷载。2)自然条件、日温、年温的变化。3)建筑物基础的工程地质条件。除此之外,偶尔撞击,气候突变,建筑材料老化,勘测、设计、施工、营运不合理等也可引起建筑物的垂直变形。
2 变形测量点的布设
2.1 变形控制点的布设
1)基准点应选设在变形影响范围以外便于长期保存的位置。每一测区的基准点不应少于3个,构成水准网以便于检核;对于小测区当确认点位可靠时可少于3个,但连同工作基点不得少于3个。2)一般情况下,基准点应与附近的国家水准点联测。只有当水准点较远时,才可以采用独立的假定高程系统。所有的基准点起算数据要统一平差,组成统一的变形监测网。3)基准点埋设深度至少要在冰冻线下0.5 m,以保证稳定性。4)工作基点在引测中采用Ⅱ等水准测定,附合或环线闭合差不得超过
2.2 变形观测点的布置
1)通常在建筑物的四角点、中点、转角处等能反映变形特征和变形明显的部位布设沉降观测点,点间距一般为10 m～20 m。2)在高低层建筑物、新旧建筑物、纵横墙等交接处的两侧布设沉降观测点。3)建筑物裂缝和沉降缝两侧、基础埋深相差悬殊处、人工地基与天然地基接壤处、不同结构的分界处及填挖分界处。4)观测点要符合各施工阶段的观测要求,牢固可靠,便于观测,特别要考虑到装饰装修阶段及水电施工等破坏或掩盖住观测点,不能连续观测而失去观测意义。
3 观测精度和观测周期的确定
3.1 观测精度的确定
观测精度的确定方法主要有以下几种:
1)变形允许值ΔS:
ΔS=ΔD×L/H。
其中,ΔS为允许差异沉降量,m;ΔD为建筑物倾斜值,m;L为基础两端点的水平距离,m;H为建筑物的高度,m。以ΔS为依据以一定比例系数确定或直接给出观测中误差值。其中具有代表性的是国际测量工作者协会(FIG)于1981年第16届大会上提出的方法,即:为实用目的,观测值中误差不应超过变形允许值的1/20～1/10,或者1 mm～2 mm;为科研目的,应分别为1/100～1/20,或者0.2 mm。
2)可根据下述公式确定为实用目的变形值观测中误差:
ms=Δ/λt。
其中,Δ为允许变形值;t为置信区内允许误差与中误差的比值;1/λt为比例系数,估算时通常采用λ=20,t=2。
3)在综合考虑国内外经验下对于岩石和半岩石,砂土、黏土及其他压缩性土,填土、湿陷土、泥炭土及其他高压缩性土三类低、中、高压缩性土的绝对沉降观测中误差分别为±0.5 mm,±1.0 mm,±2.5 mm。
3.2 观测周期的确定
1)荷载变动下的观测周期。
施工阶段应随施工进度及时进行。a.基础垫层或基础底部完成后开始观测,观测次数与间隔时间应视地基与加荷情况而定,至少观测一次。b.从基础施工到结构工程封顶,每施工一层观测一次。c.从结构封顶到满荷载,一般15 d～30 d观测一次。d.从满荷载到沉降速度变化趋向稳定可适当延长观测时间,一般为1个月～3个月,但不应超过3个月。e.自沉降速度稳定至沉降基本停止,其观测周期开始为半年或一年左右一次,以后2年～3年一次。使用阶段的观测周期,应视地基土类型和沉降速度大小而定。除有特殊要求外,一般情况下,可在第一年观测3次～4次,第二年观测2次～3次,第三年后每年1次,直至稳定为止。观测期限一般不少于如下规定:砂土地基2年,膨胀土地基3年,黏土地基5年,软土地基10年。
2)沉降速度不同情况下的观测周期见表1。
3)施工过程中如暂时停工,在停工时及重新开工时应各观测一次。停工期间,可每隔2个月～3个月观测一次。
4)在观测过程中,如有基础附近地面荷载突然增减、基础四周大量积水、长时间连续降水等情况,均应及时增加观测次数。
4 外业观测及注意事项
4.1 观测仪器的选择
根据观测精度的要求,高层建筑物一般选用可测Ⅱ等水准测量的高精度水准仪,并配置测微器、铟钢水准尺。
4.2 观测路线的选择
合理的选择观测路线可在很大程度上提高观测的精度,观测路线的选择应依据:建筑物上所有的沉降观测标与工作基点在观测时均要在闭合线路上,在保证各测站所需最小视距的前提下,选择最短观测路径作为最佳观测路径,同时注意最佳路径应尽量减少测站、转点,减少累计误差。
5 内业计算及成果整理
外业观测结束后,应及时进行内业计算。首先检查环线闭合差,符合要求后根据工作基点推算出各观测点的高程,再计算其沉降量。沉降量分两部分:1)本期沉降量,即上次观测至本次观测期间的阶段沉降量,它反映出建筑物在一定时间内的沉降速率;2)累计沉降量,即第一次观测至本次观测期间的沉降量,它反映出建筑物的总沉降量大小。这两个量要用专门的沉降量一览表统计整理出来,画出时间与沉降关系曲线,依次做出沉降趋势预报并与规范或设计允许值比较,如出现异常情况应及时报告,以便有关单位研究,采取对策。为工程施工或安全使用采取有关措施提供依据。
6 实例分析
秦皇岛某住宅楼2号楼共15层,砖混结构。根据沉降观测点布设的一般原则并结合甲方要求,在该楼群下沉影响区域以外布设了4个基准点,并构成基准网进行联测,在该楼上布设8个变形观测点,其位置如图1所示。
该楼自从2007年9月7日开始观测,每增加一层观测一次,至2008年2月24日共观测16次。其观测数据如表2所示。
从观测成果分析可知,该楼总体表现为下沉趋势,无异常点存在。该楼最大沉降量为-12.2 mm,其对应的点为C6号点;最小沉降量为-9.2 mm,其对应的点为C7号点。平均沉降量为-10.6 mm,其日平均沉降量为-0.06 mm。其相邻点的最大沉降差异为3 mm,且日平均沉降量较小,由此可见该大楼沉降基本均匀,其地基基础稳固。
7 结语
建筑物的沉降观测耗时长、要求精度高,是一项艰巨而又细致的基础性工作。这就要求我们认真分析每项工程的自身特点,全面细致的制定既能满足工程需要又经济实用的观测方案。认真做好每一项观测工作,仔细分析观测数据、及时提供观测结果,为我们的社会主义现代化建设保驾护航。
参考文献
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[3]陈军.高层建筑施工沉降观测探讨[J].江苏测绘,2001,9(3):25-26.
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