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建筑物變形觀測的過程控制與安全措施

09-20 16:25:16  瀏覽次數:287次  欄目:建筑工程管理
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  隨著我國建筑事業的發展,各種高層建筑、超高層建筑等復雜的建筑物應運而生。在其施工過程中和使用初期,由于荷載的不斷變化以及外力的影響,會引起建筑物下沉,當建筑物各部分不均勻沉降時,會使建筑物產生傾斜、位移、裂縫等變形,從而影響到建筑物的正常使用并伴隨著安全隱患,因此,需在施工和營運期間加強變形觀測過程控制并采取必要的安全措施。

  一、引起建筑物變形的原因分析

  引起建筑物變形的原因較多,但最主要的原因有三點:

  1.自然條件及其變化,即建筑物地基的工程地質條件、水文地質條件、土壤的物理性質、大氣溫度等因素引起建筑物變形。如:由于基礎的地質條件不同,引起建筑物各個部分不均勻沉降,而使其發生傾斜、位移、裂縫等變形;或由于地基本身的塑性變形也會引起建筑物不均勻沉降;同時由于溫度與地下水位的季節性和周期性變化引起建筑物的規律性變形。

  2.與建筑物自身相聯系的原因,即建筑物自身的荷載大小、結構類型、高度及其動荷載(如風力大小、震動強弱)等引起建筑物變形。要減弱這方面變形的影響,往往通過優化設計方案來實現。

  3.由于建筑物施工或營運期間一些工作做得不合理,或由于周圍環境影響而產生額外的變形。例如:在高大建筑物周圍進行深基坑開挖,就會對其原有建筑物產生一個額外的變形。當然這些引起變形的因素是相互聯系、相互作用的,對建筑物往往是共同作用的,只是不同時間段,不同因素的作用強弱不同而已。

  二、建筑物變形的類型劃分

  建筑物變形分靜態變形和動態變形兩種。前者指其變形值是時間的函數;后者是在外力作用下產生的變形,其變形值是以外力的函數來表示的動態系統對于某一時刻的變化,其觀測結果表示建筑物在某一時刻的瞬時變形。例如:我們在爆破某一建筑物時,對周圍建筑物在爆破瞬間產生的變形即為動態變形,而在爆破之后的某一段時間內的變形則屬于靜態變形。兩種類型相互作用,共同影響。

  三、建筑物變形觀測的實施過程

  依據建筑物變形的主要原因及其類型的劃分進而對變形觀測的過程進行詳細的策劃。變形觀測策劃輸入包括:

 。1) 業主要求變形觀測所能提供的信息;

 。2) 國家規范;

 。3) 以前類似建筑物的變形觀測方案;

 。4) 觀測對象所在地的地質條件及周圍環境;

 。5) 施工進度計劃。

  1. 變形觀測具體方案內容(策劃的輸出)

 。1)建筑物變形觀測的類型:沉降觀測、傾斜觀測(垂直度觀測)、位移觀測、裂縫觀測。

 。2)不同變形觀測的精度與方法

  變形觀測的精度取決于該工程設計的允許變形值大小和進行觀測的目的。在工業與民用建筑的變形觀測中,由于其主要觀測內容為基礎的沉降和主體傾斜,其觀測精度應根據建筑物基礎的允許沉降值、允許傾斜度和允許相對彎矩來決定。同時還應考慮沉降速度的影響。在國際測量工作者聯合會(FIG)第十三屆會議中規定:“當觀測目的是為了使其變形觀測精度中誤差應小于允許變形值的1/10~1/20”。在我國,對于不同內容的變形觀測,其精度要求在測量規范中均有明確規定。不同等級,不同精度的變形觀測,所采用的觀測方法也不相同。這樣,觀測精度決定采用何種觀測方法,而觀測方法的選用必須確保觀測精度的實現,并盡可能簡單。

 。3)變形觀測的頻率

  變形觀測的頻率或次數取決于變形值的大小,變形速度快慢和觀測目的。通常要求觀測的次數既能反映出變化過程,又不遺漏變化的時刻,在施工過程中,待埋設的觀測點穩定后進行第一次全面觀測,以后對于高層建筑物每增加一層應觀測一次,直至穩定。其他建筑物觀測的總次數不少于五次?⒐ず蟮挠^測頻率一般為第一年每季度觀測一次;第二年,每半年觀測一次,以后每年觀測一次。當遇到特殊情況時,還應進行臨時緊急觀測。值得注意的是,在整個變形觀測期間要按時、按規定、按設計要求進行,以便取得完整可靠的第一手原始資料,確保觀測精度,并對觀測結果進行正確的變形分析。

 。4)對測量人員及測量儀器的要求

  測量人員必須精通測量專業知識,以便有效實施所策劃的變形觀測方案。測量儀器必須滿足相應的精度要求,且在使用前須使各項計量特性得到確認。

 。5)變形觀測點的布設

  變形觀測結果的準確性以及其數據能否正確反映出建筑物的實際變形,與其變形觀測點布設是否合理、全面有直接關系。下面以沉降觀測點的布設為例:

  每個工程應當在施工作業范圍外至少埋設三個水準點,并確保不受施工影響。每次在進行沉降觀測前,須檢驗水準點的穩定性,只有穩定的水準點方可作為沉降觀測的基準點。沉降觀測點的布設應遵循以下原則:

 、 通常在建筑物的四角點、中點、轉角處等能反映變形特征和變形明顯的部位布設沉降觀測點,點間距一般為10~20mm。

 、 對于設有后澆帶及施工縫的建筑物,還應在其兩側布設沉降觀測點;

 、 對于新建建筑物與原有建筑物的連接處,應在其兩側的承重墻或支柱上布設沉降觀測點;

 、 對于一些大型工業廠房,除按上述原則布設沉降觀測點外,還應在大型設備四周的承重墻或支柱上布設沉降觀測點。

 。6) 觀測結果的記錄

  對觀測值按照事先設定了的記錄表格進行記錄,確保記錄完整、準確、可靠。

  四、變形觀測成果的整理與分析

  欲使變形觀測真正成為工程施工和營運管理的耳目,確保安全施工和充分發揮工程效益的作用,除了取得現場觀測的第一手資料外,還必須對觀測資料進行整理與分析,并編制變形分析報告。

  一方面是觀測資料的整理,繪制各種數據表格和變形曲線,編制說明,使其成為便于使用的成果,具體內容有:

  1. 校核各項原始記錄,檢查每次變形觀測值計算是否有誤;

  2. 對各種變形值按時間逐點編寫觀測數值表;

  3. 計算絕對沉降值、平均沉降值、平均沉降速度、傾斜度、垂直位移、水平位移等。

  4. 繪制觀測點變形過程曲線和建筑物變形分布圖。

  另一方面,利用變形分布圖,結合觀測過程中的各種因素對觀測成果進行分析?偨Y出建筑物變形過程、變形規律、變形幅度、變形原因,并找出變形值與引起變形的內在原因和規律。

  對變形觀測成果的整理與分析,可借助計算機技術采用武漢測繪科技大學開發的工程建筑變形觀測軟件來實現。

  五、反饋調整、確保安全

  利用觀測成果的分析結果,采取相應的處置措施確保施工及建筑物營運的安全,主要考慮以下幾個方面:

  1. 是否嚴格按照所策劃的觀測方案進行變形觀測;

  2. 所策劃的方案的正確性審查;

  3. 對施工生產和運營管理提出指導性建議。

  為了確保施工安全和加強勞動管理,施工單位和監理單位以及營運單位必須對建筑物變形觀測引起足夠的重視,確定恰當精度,采用正確方法,確保觀測成果的可靠性。若一旦發現建筑物的變形觀測值超過其設計允許的最大變形時,應及時將觀測結果書面報告勘察、設計、質檢單位,以便共同研究、制定方案,采取切實可行的措施,防止發生意外。在此期間,應暫停施工或者暫時關閉、停止使用被監測建筑物,同時應增加變形觀測次數,密切觀注其發展變化。

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