高層建筑沉降觀測精度的影響因素

鎮(zhèn)江市丹徒區(qū) 建筑工程質(zhì)量檢測中心 于 波 陳 濼

高層建筑沉降觀測精度的影響因素

鎮(zhèn)江市丹徒區(qū) 建筑工程質(zhì)量檢測中心 于 波 陳 濼

近年來，高層建筑物日益增多。這些大型高層建筑物的興建，改變了地面原有狀態(tài)，對建筑物地基也造成一定壓力，引起地基及周圍底層的變形。為確保高層建筑物的正常使用及安全性，并未以后的設(shè)計(jì)施工提供可靠地參數(shù)，對其進(jìn)行沉降變形觀測是一項(xiàng)不容忽視的工作。其中，對建筑物沉降觀測精度要求的必要性和重要性日益明顯。

一、建筑物沉降觀測精度要求

1. 觀測指標(biāo)要求。對建筑物沉降觀測精度的等級(jí)和各項(xiàng)指標(biāo)要求，需要根據(jù)建筑物的特性、建設(shè)單位及設(shè)計(jì)單位的要求進(jìn)行選擇。除特殊要求外，在高層建筑物施工過程中，沉降觀測方法一般采用二等水準(zhǔn)測量。往返交差、附和或環(huán)線閉合差為：Δh=∑a－∑b≤1/n（n表示測站數(shù)）；或Δh=∑a－∑b≤1/L，（L表示觀測路線距離）。前后視距≤3 m，前后視距差≤1 m，前后視距累積差≤3 m。沉降觀測點(diǎn)相對于后視點(diǎn)的高差容差≤1 m，水準(zhǔn)儀的精度≥DS3級(jí)別。

2. 施工測量要求。操作人員要正確使用測量儀器和設(shè)備，熟練操作方法和觀測程序。首次觀測前，所用儀器的各項(xiàng)指標(biāo)要進(jìn)行檢測、校正，必要時(shí)由計(jì)量單位進(jìn)行鑒定。儀器連續(xù)使用3～6月后，需重新進(jìn)行檢校。

二、國家規(guī)范要求的沉降觀測級(jí)別

進(jìn)行建筑物沉降觀測時(shí)，選擇合理的沉降觀測精度等級(jí)十分重要。除特殊要求外，高層建構(gòu)物的施工一般選擇二等水準(zhǔn)測量的觀測方法，便能達(dá)到沉降觀測要求。國家規(guī)范對變形測量的等級(jí)劃分及精度要求詳見表1。

表1 形變測量的等級(jí)劃分及精度要求

三、影響沉降觀測精度的因素

1. 測量儀器的選擇。在沉降測量儀器的選擇中，特級(jí)或一級(jí)沉降觀測，應(yīng)選擇精密水準(zhǔn)儀，如DSN05或DS05，以及高精度線條式銦瓦合金水準(zhǔn)尺；二級(jí)沉降觀測，應(yīng)選擇精密水準(zhǔn)儀，如DS1或DS05，以及高精度線條式銦瓦合金水準(zhǔn)尺；三級(jí)沉降觀測，可選擇塔尺底面完好且尺身無變形的DS3型水準(zhǔn)尺。精度不夠的儀器，由于本身誤差較大，累計(jì)每次的觀測結(jié)果誤差、相差值就更大。所以，測量儀器應(yīng)按精度要求進(jìn)行選擇并定期檢測，減少測量結(jié)果的誤差。相對于一般的水準(zhǔn)測量，沉降水準(zhǔn)測量的精度要求更高。正常情況下，建筑物的沉降量一般較小，若精度觀測不高，很難反映沉降規(guī)律。因此，在沉降觀測施工前，要根據(jù)預(yù)計(jì)的沉降量和測量精度，確定沉降測量的等級(jí)，以及與之相適應(yīng)的外業(yè)觀測水準(zhǔn)儀與水準(zhǔn)尺。

2. 測量技術(shù)。測量人員的專業(yè)素質(zhì)、技術(shù)水平大大地影響著觀測精度，組織測量人員進(jìn)行專業(yè)學(xué)習(xí)，加強(qiáng)技能培訓(xùn)十分重要。只有熟練掌握儀器的操作規(guī)程和測量理論，才能針對不同工程特點(diǎn)和具體情況采用不同的觀測方法和觀測程序，才能準(zhǔn)確分析實(shí)施過程中出現(xiàn)的問題，并且正確運(yùn)用誤差理論進(jìn)行平差計(jì)算，按時(shí)、快速、精確地完成觀測任務(wù)。

3. 外界條件。觀測儀器和觀測視野也會(huì)受到氣溫和氣候的影響。因此，最好選擇同一時(shí)段進(jìn)行每次一個(gè)來回的觀測。此外，觀測時(shí)所處的外界條件如溫度、濕度、風(fēng)力、陽光照射等因素，其變化時(shí)也會(huì)影響觀測結(jié)果，導(dǎo)致觀測值出現(xiàn)誤差。

4. 觀測時(shí)間。觀測時(shí)間對建筑物的沉降觀測也具有較大影響，因此，對于觀測時(shí)間的要求非常嚴(yán)格，尤其是首次觀測必須按時(shí)進(jìn)行。通常選擇在基礎(chǔ)底板或±0.000時(shí)進(jìn)行，以能正確反映沉降情況并取得原始數(shù)據(jù)。缺乏完整的數(shù)據(jù)，則整個(gè)觀測便失去了意義。工程各個(gè)階段的復(fù)測也必須按時(shí)進(jìn)行，禁止漏測或補(bǔ)測，以確保沉降情況或規(guī)律的準(zhǔn)確性。一個(gè)觀測周期是指相鄰的兩次時(shí)間間隔。大多數(shù)高層建筑物的沉降觀測，以一定時(shí)間段或按照建筑物的加荷情況每升高一層（或數(shù)層）為一觀測周期，但是任何方式都必須按照施測方案中規(guī)定的觀測周期準(zhǔn)時(shí)進(jìn)行測量。觀測時(shí)間的確定大大影響著最后產(chǎn)生的分析結(jié)果，很多偶然性數(shù)據(jù)對于分析結(jié)果影響很大。

5. 觀測成果分析。觀測工作結(jié)束后便要進(jìn)行成果分析。內(nèi)業(yè)計(jì)算時(shí)，位移量的數(shù)值取位以及嚴(yán)密平差方法都會(huì)影響分析結(jié)果，因此，數(shù)值的位數(shù)要按計(jì)算要求取舍。變形分析包括水準(zhǔn)基點(diǎn)的穩(wěn)定性分析、沉降觀測點(diǎn)觀測成果的線性分析以及建筑物運(yùn)行分析。其中，水準(zhǔn)基點(diǎn)的穩(wěn)定性分析選用3次復(fù)測成果，通過比較和N（0.22）的μ檢查方法進(jìn)行對比分析。分析過程中，利用不同時(shí)間段的觀測平差結(jié)果，求增差值之變差Δh。若平差之變值Δh＜兩倍高程中誤差則表示無明顯變動(dòng)，否則表示有明顯變動(dòng)。

四、提高沉降觀測精度的方法

提高高層建筑沉降觀測精度，要從影響沉降觀測的相關(guān)因素進(jìn)行控制：測量誤差應(yīng)小于變形值的5%～10%，使用精密水準(zhǔn)儀并對其進(jìn)行定期的全面檢核，每次觀測前檢查并校正測量儀器。加強(qiáng)對測量人員的技能培訓(xùn)，使其熟練操作測量儀器，并能針對不同工程特點(diǎn)、具體情況采用不同的觀測方法及觀測程序，對實(shí)施過程中出現(xiàn)的問題能夠分析原因并正確運(yùn)用誤差理論進(jìn)行平差計(jì)算，出色地完成每次的觀測任務(wù)。嚴(yán)格控制觀測時(shí)間和相關(guān)限制條件，觀測時(shí)要求在成像清晰、穩(wěn)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行，同時(shí)盡量不轉(zhuǎn)站，視線長度應(yīng)＜50 m，保持前視和后視的距離相等。

五、結(jié)論

隨著社會(huì)的發(fā)展及高層建筑的增多，人們對高層建筑的需求日益加大。專業(yè)技術(shù)人員只有保證了高層建筑物的沉降觀測第一手資料的準(zhǔn)確性和精確性，才能在施工、竣工驗(yàn)收及竣工后，科學(xué)地檢驗(yàn)建筑物的施工質(zhì)量，因此，有效提高建筑物沉降觀測的精度，對其安全提供可靠的預(yù)測與預(yù)報(bào)，具有較深遠(yuǎn)的影響。