对建筑物及地面、地基的沉降观测需要很精细的操作,需要制定详尽的要求和沉降观测规范,才能准确的获取观测数据,为应对沉降和提高施工质量提供重要参考依据。
1、对于深基础或高层、超高层建筑,基础的荷载不可漏测,观测点需从基础底板开始布设并观测。据某设计院提供的资料,如仅在建筑底层布设观测点,将漏掉5t/m2的荷载(约等于三层楼),从而将影响变形的整体分析。因此,对这类建筑的沉降观测,应从基础施工时就开始,以获取基础和上部结构的沉降量。
2、同一测区或同一建筑物随着沉降量和沉降速度的变化,原则上可以采用不同的沉降观测等级和精度,因为有的工程由于沉降观测初期沉降量较大或非常明显,采用较高精度不但费时、费工造成浪费,而且也无必要。而在观测后期或经过治理以后沉降量较小,采用较低精度观测则不能正确反映其沉降量。同一测区也有沉降量大的区域和小的区域,采用不同的观测等级和精度较为经济,也符合要求。但一般情况下,如果变形量差别不是很大,还是采用一种观测精度较为方便。
3、建筑变形测量阶段性成果和综合成果的内容进行了较详细的规定。对于不同类型的变形测量,应提交的图表可能有所不同。因此本规范对各类变形测量提出了应提交的主要图表类型,分别列在有关章节中。
从整个沉降观测过程的来看,沉降观测的要素包括:设备、人员、时间、位置、协调配合、精准度、数据整理及计算等。因此沉降观测各要素的规范要求如下:
1、仪器设备、人员素质的规范要求
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。作业人员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分析原因并正确运用误差理论进行平差计算,按时、快速、精确地完成每次观测任务。
2、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15-30米为宜,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。此外,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,是否会因墙或柱饰面施工而破坏或掩盖住观测点,不能连续观测而失去观测意义。
3、沉降观测精度的规范要求
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。在无特殊要求情况下,一般高层建(构)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。
4、观测时间的规范要求
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,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:30天/次)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。
5、沉降观测“五定”原则
“五定”即沉降观测依据的基准点、工作基点和被观测物的沉降观测点,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。
6、施测规范要求
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个月后重新对所用仪器、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。
7、沉降观测成果整理及计算要求规范
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,按照依据正确、严谨有序、步步校核、结果有效的原则进行成果整理及计算。
1、建筑场地沉降观测
将建筑场地沉降观测分为相邻地基沉降观测与场地地面沉降观测,是根据建筑设计、施工的实际需要特别是软土地区密集房屋之间的建筑施工需要来确定的。
毗邻的高层与低层建筑或新建与已建的建筑,由于荷载的差异,引起相邻地基土的应力重新分布,而产生差异沉降,致使毗邻建筑物遭到不同程度的危害。差异沉降越大,建筑刚度越差,危害愈烈,轻者房屋粉刷层坠落、门窗变形,重则地坪与墙面开裂、地下管道断裂,甚至房屋倒塌。因此建筑场地沉降观测的首要任务是监视已有建筑安全,开展相邻地基沉降观测。
在相邻地基变形范围之外的地面,由于降雨、地下水等自然因素与堆卸、采掘等人为因素的影响,也产生一定沉降,并且有时相邻地基沉降与场地地面沉降还会交错重叠。但两者的变形性质与程度毕竟不同,分别提供观测成果便于区分建筑沉降与场地地面沉降,对于研究场地与建筑共同沉降的程度、进行整体变形分析和有效验证设计参数是有益的。
2、地基土分层沉降观测
地基土分层沉降观测点的布设,限定在地基中心附近约2m见方范围内,间隔约50cm最好在同一垂直面内,一方面是为了方便观测和管理,另一方面制图较为准确。因为分层沉降观测从基础施工开始直到建筑沉降稳定为止,时间较长,且在建筑底面上加砌窨井与护盖,标志不再取出。
规定分层沉降观测点相对于邻近工作基点或基准点的高程中误差不应大于±1.0mm,是依据以下考虑提出的:地基土的分层及其沉降情况比较复杂,不仅各地区的地质分层不一,而且同一基础各分层的沉降量相差也比较悬殊,例如最浅层的沉降量可能和建筑的沉降量相同,而最深层(超过理论压缩层)的沉 降量可能等于零,因此就难以预估分层沉降量,也不能按估算的方法确定分层观测精度要求。
3、基坑回弹观测规范
基坑回弹观测比较复杂,需要建筑设计、施工和测量人员密切配合才能完成。回弹观测点的埋设也十分费时、费工,在基坑开挖时保护也相当困难,因此在选定点位时要与设计人员讨论,原则上以较少数量的点位能测出基坑必要的回弹量为出发点。
据调查,国内只有北京、西安、上海、山东等地做过这个项目。规定回弹观测最弱观测点相对邻近工作基点的高程中误差不应大于±1.0mm,是根据以下考虑和估算确定的。基坑的回弹量,在地基设计中可根据基坑形状(形状系数)、深度、隆起或回弹系数、杨氏模量等参数进行预估。
4、建筑沉降观测
本条关于建筑沉降观测周期与观测时间的规定,是在综合有关标准规定和工程实践经验基础上进行的。由于观测目的不同,荷载和地基土类型各异,执行中还应结合实际情况灵活运用。对于从施工开始直至沉降稳定为止的系统(长期)观测项目,应将施工期间与竣工后的观测周期、次数与观测时间统一考虑确定。对于已建建筑和因某些原因从基础浇筑后才开始观测的项目,在分析最终沉降量时,应注意到所漏测的基础沉降问题。
对于沉降稳定控制指标,本规范使用最后lOOd的沉降速率小于0.01~0.04mm/d作为稳定指标。这一指标来源于对几个主要城市有关设计、勘测单位的调查