某小區(qū)高層建筑物沉降觀測技術及數(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施工作業(yè)，導致地下水位發(fā)生變化，為了檢驗是否對小區(qū)高層建筑構成安全威脅，根據(jù)有關資料的查閱和現(xiàn)場勘探對5＃、6＃建筑物進行沉降監(jiān)測。監(jiān)測項目采用獨立高程系統(tǒng)，假定水準基點高程監(jiān)測點沉降位移按照相對高程基準計算。為了使得數(shù)據(jù)成果具有對比性和可靠性，同時對該建筑物及其附近地面進行沉降監(jiān)測工作。

方案設計

(1)沉降觀測點布設

沉降觀測點的布設是沉降觀測的基礎，變形觀測點的位置宜布設在觀測數(shù)據(jù)容易反饋的部位。總的布設原則是：從整體到局部，所布點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、設計然后再實地踏勘、對照、修改、確定。

綜合考慮實際情況，觀測點埋設在建筑物主要承重結構上和地面代表性位置。觀測點標志用金屬水準標志，同類觀測點標志用統(tǒng)一型號制作，安放正直鑲接牢固，頂部高出標石面2mm~5mm，目標點埋設在柱體和地面上，觀測點示意如圖1、圖2所示。

(2)布網(wǎng)設計

基準點必須選在變形區(qū)域影響范圍外，為了確保觀測成果的可靠性，建筑物的觀測基準點埋設至少3個。根據(jù)沉降觀測的具體要求和實際情況，在變形區(qū)影響范圍外設立了3個基準點，其編號分別為ＢＭ0、ＢＭ1、ＢＭ2。最后根據(jù)實地情況選取了ＢＭ0為工作基點，在建筑物主體結構上設立9個監(jiān)測點，編號為Ｑ1－Ｑ9，建筑物路邊的地面上設立9個監(jiān)測點，編號為Ｄ1－Ｄ9，組成兩個獨立閉合水準線路，如圖3所示。

觀測周期和精度要求

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

沉降監(jiān)測作業(yè)

確定水準控制網(wǎng)后，每次監(jiān)測時都用固定的觀測線路進行水準測量，若非觀測點發(fā)生動搖，不得隨意改變觀測線路，若觀測點發(fā)生動搖，必須將新的點位進行修正后才可以使用。同時儀器的站點與轉(zhuǎn)點必須選在堅實、可靠、穩(wěn)定的地方標記清晰牢固。進行實際操作后，選定儀器擺放的位置，做好標記，以后均放在此處進行觀測，形成固定的線路觀測。

監(jiān)測時間均選擇在上午9:00~11:00期間，進行根據(jù)該地往年氣候資料，此時間段內(nèi)天氣良好、微風，溫差變化不大成像清晰穩(wěn)定保證了觀測條件的良好。根據(jù)沉降觀測的特點，采用假定高程的方法從ＢＭ0水準基點開始起測，按照所設計的水準路線圖和二等水準測量基本要求進行操作，采用徠卡ＤＮＡ03進行觀測，為了保證首期觀測數(shù)據(jù)的可靠性，連續(xù)兩天進行觀測，最終取兩組觀測數(shù)據(jù)的平均值作為首期觀測數(shù)據(jù)。作業(yè)時采取觀測人員固定，而且要保證總測站數(shù)為偶數(shù)，每次監(jiān)測時沿同一路線方向在基本相同時間進行。每次進行觀測時奇數(shù)測站照準標尺分劃的順序為后視標尺－前視標尺－前視標尺－后視標尺，偶數(shù)測站照準標尺分劃的順序為前視標尺－后視標尺－后視標尺－前視標尺，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，從而保證觀測數(shù)據(jù)成果的可靠性，操作過程中，對建筑物監(jiān)測點和地面監(jiān)測點兩個獨立閉合水準路線進行同時觀測。這樣可節(jié)省大量時間，提高工作效率。

觀測數(shù)據(jù)處理與分析

考慮到工程沉降觀測范圍較小，可不進行正常水準面不平行修正和重力異常的歸算修正。采用水準測量的閉合線路進行觀測在進行內(nèi)業(yè)沉降觀測平差計算時，按«工程測量規(guī)范»ＧＢ50026－2007要求進行。通過對數(shù)據(jù)處理可得到各個觀測點的高程變化，整理后分別得到建筑物沉降觀測點成果表(表2)和地面沉降觀測點成果表(表3)。根據(jù)建筑物沉降觀測成果表，可繪制沉降量—時間曲線圖，如圖4所示。

地面沉降觀測數(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。從建筑物沉降觀測數(shù)據(jù)和地面沉降觀測數(shù)據(jù)進行對比分析，可以得到兩者之間的整體變化趨勢基本一致，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到0.6mm，沉降最小量為0.4mm，各點的沉降差最大是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，各個觀測點的沉降平均速率均小于規(guī)范規(guī)定的建筑物沉降穩(wěn)定性標準0.04mm/d，于是得出結論此建筑物基礎沒有發(fā)生變形，漸趨于平穩(wěn)。