地铁施工中高层建筑沉降监测与精度分析摘 要 地铁施工中,高层建筑物都存在一定程度的下沉,有的为正常下沉,有的为非正常下沉。以上海地铁9号线施工中对港汇高层住宅楼实测为例,介绍沉降监测的实施方法和观测成果分析,并得出施工阶段沉降变化的规律。其结果对验证地基与基础的可靠性及工程结构的设计方案具有重要的参考价值,对保障地铁施工具有重要意义。关键词 基准点 沉降监测 综合分析 港汇高层住宅大楼位于上海市闵行区,该楼为18层,高约50m,建筑面积为4000m2。为保证此楼的施工质量与运营期间安全,自2005年2月29日起,对该楼进行沉降监测,并根据监测结果对其进行综合分析。1 沉降观测的技术方案及要求1.1沉降监测点的布设 根据建筑物沉降观测点布设原则,考虑到港汇住宅大楼的实际情况,经与设计、施工单位共同研究,在能充分反映变形的情况下,布设了31个沉降观测点(见图1)。观测点标志采用Φ25mm钢筋打制,端点做表面磨光处理,用电钻在墙上钻孔将其插入孔中,使用高强度混凝土塞紧固定。
1.2观测精度的确定 沉降监测精度取决于监测目的、建筑物的结构和基础类型。为了监测建筑物的安全,其观测中误差应小于容许变形值的1/10～1/20;根据这一原则,通常采用“以当时可能达到的最高精度“确定变形观测精度。按照上述要求,结合该楼的实际情况,基准网采用国家一等水准测量的技术要求。沉降点的观测精度,采用以下公式进行估算
式中,Δ为容许变形值,t为置信区间内最大误差与中误差的比例值;K为安全系数。估算时,通常采用K=0.05,t=2。 参考以上资料与方法,港汇大楼沉降观测精度确定为最弱点高程中误差m≤+1mm。1 3选用仪器和施测方法 为了满足以上要求,选用蔡司精密水准仪及配套的铟钢水准尺进行观测。基准点和沉降监测点分别按国家一、二等水准测量的技术要求施测。观测时专人负责,每次观测线路相同。1.4最弱点的精度估算 沉降监测点按二等水准测量要求,影响一测站高差主要有m置平、m瞄准、m读数。
式中:τ为水准管分划线,取10,复合误差取0.1τ;S为视线长,取50m;γ为望远镜放大倍数,取为40,将以上数值代入上式得
闭合水准路线中间点即为高程最弱点,根据沉降观测水准测量路线,其高程最弱点为9号点。从基准点到9号点,以5个测站计,闭合水准路线中间点平差后的高程中误差为
最弱点的高程中误差为0.34mm,小于1mm的要求,说明所选用仪器及观测方法可以满足监测精度要求。2沉降观测点的施测及成果 从2005年2月29日至2006年3月1日,对港汇住宅楼沉降点进行了20期观测。每次观测使用相同仪器,同一观测者,相同的路线,设站基本相同,构成了一个闭合环。观测高程闭合差最大为-2.08mm,小于二等水准测量
的要求,累计平均沉降量为-21.255mm,平均沉降量为0. 018mm/d(表1)。可以认为该工程达到稳定指标(一般观测项目可按沉降速度控制在0.01～0 .04mm/d之内)。
根据观测数据汇总表,以观测时间为横坐标,以累计沉降值为纵坐标,绘制出主要沉降点的变形过程线,它可以明显地反映出沉降的趋势、规律和幅度(如图2所示)。
根据沉降观测成果汇总表,计算其东西两单元平均沉降量(如表2),由表2做出东西两楼平均沉降量变化曲线(如图3所示)。
3 沉降综合分析 (1)该楼总体上表现出下降趋势,且下降趋势基本一致,下沉量很小,无异常点存在。 (2)东西两单元的平均沉降量变化趋势非常接近,即该楼东、西单元的点沉降均匀,未表现出不均匀沉降。 (3)由观测成果可看出,该住宅楼在施工阶段,随着荷载增加,整体出现均匀下降,但随着工程的竣工,沉降已处于稳定状态。参考文献［1］ 李青岳，陈永奇.工程测量［M］.北京：测绘出版社，1995［2］ 陈龙飞，金其坤.工程测量［M］.上海：同济大学出版社，1991
