论文部分内容阅读
摘要:本文主要从地基基础水平位移的检测方法、观测成果收集、地基基础位移观测的等级及其精度要求进行论述。
关键词:水平位移;变形观测
中图分类号:TU974 文献标识码:A 文章编号:1000-8136(2009)27-0055-02
1前 言
地基基础位移的检测,主要是指建筑物的水平位移的观测,其包括位于特殊性土地基基础水平位移观测、受高层建筑基础施工影响的建筑物及工程设施水平位移观测以及挡土墙、大面积堆截等工程中所需的地基土深层侧向位移观测等。目前,随着我国经济的高速发展,现代化的建设日新月异,越来越多的高层建筑在大、中城市纷纷兴建。城市高层建筑建设过程中,一般需要开挖较深(约30 m)的基础。由于城市中多层,高层建筑密集,基础开挖后将形成很大的基础坑或高切坡,会对邻近建筑物尤其是高层建筑物的稳定造成一定影响,影响其正常使用,严重时还会引起滑坡,危及人们的生命财产。如2001年5月,重庆武隆一居民楼,由于高切坡引起山体滑坡,整栋楼被淹埋,导致60多人丧生。由于这血的教训,使得人们开始意识到高层建筑及其基础实施变形观测的重要意义。因此,高层建筑在建设的施工期间,需要对基础周围一定范围内的建筑物
进行安全监测。同时由于周围建筑物的挤压,可能造成基坑出现塌方等险情,因此也需要对基坑进行水平位移监测。在此,本文将重点谈谈高层建筑地基基础水平位移的检测。
2地基基础水平位移的检测方法
2.1水平位移观测点的设置
高层建筑地基基础水平位移的观测点应选在墙角、柱基及裂缝两边等处,可采用墙上或基础标志;地下管线应选在端点、转角处及必要的中间部位,并采用窖井式标志;护坡工程应按待测坡面成排节点;测定深层侧向位移的点位与数量,应按工程需要确定。
2.2观测方法
由于建筑物及基础水平位移检测的相似性,在建筑物水平位移检测中所采用的一些方法,也同样适用于基础的水平位移检测,但由于两者所处位置、结构的不同,监测方法在具体实践中可能略有不同。目前建筑物水平位移监测应用较多的方法有:基准线法、交会法和测斜仪观测法。
测量地面观测点在特定方向的位移时,可选用下列几种基准线法:
2.2.1视准线法
视准线法,即利用经纬仪或准直仪等光学仪器,在两个基准之间建立一个基准面,以该基准面为依据,测定出各个观测点的水平位移量。视准线法可分为角度变化法(测小角法)和移位法(活动觇牌法)。
测小角法,即在基础一定距离以外建立基准点,水平位移检测点的布设应尽量和基准点在一条直线上。具体操作时,沿基准线方向在一定距离处(100 m～200 m)选定一零方向,测定一定时间内,观测点与基准点连线与零方向角度变化值,根据观测点到基准点的距离,来计算基础的水平位移。其中,角度观测的精度和测回数,应按要求的偏差值观测中误差估算确定;距离按1/2 000的精度量测。
活动觇牌法,即基准线离开监测点的距离不应超过活动觇牌读数尺的读数范围;在基准线一端安置经纬仪或视准仪,瞄准安置在另一端的固定觇牌进行定向,待活动觇牌的照准标志正好移至方向线上时读数;每个监测点应按确定的测回数进行往测与返测。
2.2.2激光准直法
激光准直法,其点位布设与活动觇牌法的要求相同。根据测定偏差值的方法不同,其主要分为激光经纬仪准直法或衍射式激光准直系统。
激光经纬仪准直法:当要求具有10-5～10-4量级准直精度时,可采用DJ2型仪器配置氦-氖激光器的激光经纬仪及光电探测器或目测有机玻璃方格网板;当要求达10-6量级准直精度时,可采用DJ1型仪器配置高稳定性氦-氖激光器的激光经纬仪及高精度光电探测系统。
衍射式激光准直系统:用于较长距离(如1 000 m之内)的高精度准直,可采用三点式激光衍射准直系统或衍射频谱成像及投影成像激光准直系统;对短距离(如数10 m)的高精度准直,可采用衍射式激光准直仪或连续成像衍射板准直仪。
另外,在观测前,激光仪器在使用前必须进行检校,确定仪器射出的激光束轴线、发射系统轴线和望远镜照准轴三者重合(共轴),并使观测目标与最小激光斑重合(共焦)。
2.2.3测边角法
主要用于地下管线的观测。在观测时,可以主要监测点为测站测出对应基准线端点的边长与角度,求得偏差值;而对于其他监测点,则是选适宜的主要观测点为测站,测出对应其他观测点的距离与方向值,按坐标法求得偏差值。角度观测测回数与长度的丈量精度要求,应根据要求的偏差值观测中误差确定。
总之,采用基准线法测定绝对位移时,应在基准线两端各自向外的延长线上,埋设基准点或按检核方向线法埋设4～5个检核点。在观测成果的处理中,应及时根据基准点或稳定的检核点用视准线法观测基准线端点的偏差改正。
测量监测点任意方向位移时,可视监测点的分布情况,采用前方交会法(可用做拱坝、曲线桥梁、高层建筑等的位移检测)或方向差交会法、导线测量法或近景摄影测量等方法。交会法是指利用两个基准点和变形观测点,构成一个三角形,测定这个三角形的一些边角元素,从而窃得变形观测点的位置,进而计算出位移变化量的方法。单体建筑物时,还可采用直接量测位移分量的方向线法,即在建筑物纵、横轴线的相邻延长
线上设置固定方向线,定期测出基础的纵向位移和横向位移。
测量土体内部侧向位移,可采用以下测斜仪观测法:
(1)测斜仪的选取:土体内部位移的观测,其测斜仪应选用能连续进行多点测量的滑动式仪器,其包括测头、接收指示器、连接电缆和测斜导管。测头可选用伺服加速度计时或电阻应变计时;接收指示器应与测头配套;连接电缆应有距离标记,使用时在测头中立作用下不应有伸长现象;测斜导管的模景既要与土体模量衔接,又不致因土压而压偏导管,导槽须高成型精度。
(2)在观测点上埋设导管之前,应按预定埋设深度配好所需导管和钻孔;连接导槽时应对准导槽,使之保持在一条直线上;管底端应装底盖,每个接头及底盖处应密封;将导管吊入孔内时,应使十字形槽口对准观测的水平位移方向;埋好管后,需停留一段时间,使导管与土体固连为一整体。
(3)观测时,可由管底开始向上提升测头至待测位置,或沿导槽全长每隔500 mm(轮距)测读一次,测完后,将测头旋转180°再测一次。两册观测位置(深度)应一直,合起来作为一测回,每周期观测可测两测回,每个测斜导管的初测值,应测四测回,观测成果均取中数值。
2.3水平位移的观测周期
对于不良地基土地区的观测,可与一并进行的沉降观测协调考虑确定;对于受基础施工影响的有关观测,应按施工进度的需要确定,可逐日或隔数日观测一次,直至施工结束;对土体内部侧向位移观测,应视变形情况和工程进展确定。
3观测成果收集
待地基基础位移观测工作结束后,应提交相关的观测结果,如水平位移观测点位设置图;观测成果表;水平位移曲线图;地基土深层侧向位移图、当基础的水平位移与沉降同时观测时,可选择典型剖面、绘制两者的关系曲线;观测成果分析资料等。
4地基基础位移观测的等级及其精度要求
高层建筑地基基础位移观测的等级及其精度要求见表1。
表1建筑变形测量的等级及其精度要求
变形测量等级 位移观测 使用范围
观测点坐标中误差 / mm
特级 ≤0.3 特高精度要求的特种精密工程和重要科研项目变形观测
一级 ≤1.0 高精度要求的大型建筑物和科研项目变形观测
二级 ≤3.0 中等精度要求的建筑物和科研项目变形观测;重要建筑物主体倾斜观测、场地滑坡观测
三级 ≤10.0 低精度要求的建筑物并行观测;一般建筑物主体倾斜观测、场地滑坡观测
5结束语
综上所述,本文主要介绍了高层建筑地基基础位移的检测主要采用的基准线法、交会法和测斜仪观测法等方法。目前,随着社会经济的不断发展,高层建筑在大、中城市的大量兴建,及其基础的深挖。为避免高层建筑在建设期间出现基础塌方等险情,对其地基基础进行水平检测显得十分重要。
Measuring of Basic Displacement of Skyscraper Ground
Li Zhencheng
Abstract: This text collects from the basic horizontal displacement detection method of the ground, observation achievement mainly, the ground basic displacement grade and precision that observes demand to describe.
Key words: horizontal displacement; observation out of shape
关键词:水平位移;变形观测
中图分类号:TU974 文献标识码:A 文章编号:1000-8136(2009)27-0055-02
1前 言
地基基础位移的检测,主要是指建筑物的水平位移的观测,其包括位于特殊性土地基基础水平位移观测、受高层建筑基础施工影响的建筑物及工程设施水平位移观测以及挡土墙、大面积堆截等工程中所需的地基土深层侧向位移观测等。目前,随着我国经济的高速发展,现代化的建设日新月异,越来越多的高层建筑在大、中城市纷纷兴建。城市高层建筑建设过程中,一般需要开挖较深(约30 m)的基础。由于城市中多层,高层建筑密集,基础开挖后将形成很大的基础坑或高切坡,会对邻近建筑物尤其是高层建筑物的稳定造成一定影响,影响其正常使用,严重时还会引起滑坡,危及人们的生命财产。如2001年5月,重庆武隆一居民楼,由于高切坡引起山体滑坡,整栋楼被淹埋,导致60多人丧生。由于这血的教训,使得人们开始意识到高层建筑及其基础实施变形观测的重要意义。因此,高层建筑在建设的施工期间,需要对基础周围一定范围内的建筑物
进行安全监测。同时由于周围建筑物的挤压,可能造成基坑出现塌方等险情,因此也需要对基坑进行水平位移监测。在此,本文将重点谈谈高层建筑地基基础水平位移的检测。
2地基基础水平位移的检测方法
2.1水平位移观测点的设置
高层建筑地基基础水平位移的观测点应选在墙角、柱基及裂缝两边等处,可采用墙上或基础标志;地下管线应选在端点、转角处及必要的中间部位,并采用窖井式标志;护坡工程应按待测坡面成排节点;测定深层侧向位移的点位与数量,应按工程需要确定。
2.2观测方法
由于建筑物及基础水平位移检测的相似性,在建筑物水平位移检测中所采用的一些方法,也同样适用于基础的水平位移检测,但由于两者所处位置、结构的不同,监测方法在具体实践中可能略有不同。目前建筑物水平位移监测应用较多的方法有:基准线法、交会法和测斜仪观测法。
测量地面观测点在特定方向的位移时,可选用下列几种基准线法:
2.2.1视准线法
视准线法,即利用经纬仪或准直仪等光学仪器,在两个基准之间建立一个基准面,以该基准面为依据,测定出各个观测点的水平位移量。视准线法可分为角度变化法(测小角法)和移位法(活动觇牌法)。
测小角法,即在基础一定距离以外建立基准点,水平位移检测点的布设应尽量和基准点在一条直线上。具体操作时,沿基准线方向在一定距离处(100 m～200 m)选定一零方向,测定一定时间内,观测点与基准点连线与零方向角度变化值,根据观测点到基准点的距离,来计算基础的水平位移。其中,角度观测的精度和测回数,应按要求的偏差值观测中误差估算确定;距离按1/2 000的精度量测。
活动觇牌法,即基准线离开监测点的距离不应超过活动觇牌读数尺的读数范围;在基准线一端安置经纬仪或视准仪,瞄准安置在另一端的固定觇牌进行定向,待活动觇牌的照准标志正好移至方向线上时读数;每个监测点应按确定的测回数进行往测与返测。
2.2.2激光准直法
激光准直法,其点位布设与活动觇牌法的要求相同。根据测定偏差值的方法不同,其主要分为激光经纬仪准直法或衍射式激光准直系统。
激光经纬仪准直法:当要求具有10-5～10-4量级准直精度时,可采用DJ2型仪器配置氦-氖激光器的激光经纬仪及光电探测器或目测有机玻璃方格网板;当要求达10-6量级准直精度时,可采用DJ1型仪器配置高稳定性氦-氖激光器的激光经纬仪及高精度光电探测系统。
衍射式激光准直系统:用于较长距离(如1 000 m之内)的高精度准直,可采用三点式激光衍射准直系统或衍射频谱成像及投影成像激光准直系统;对短距离(如数10 m)的高精度准直,可采用衍射式激光准直仪或连续成像衍射板准直仪。
另外,在观测前,激光仪器在使用前必须进行检校,确定仪器射出的激光束轴线、发射系统轴线和望远镜照准轴三者重合(共轴),并使观测目标与最小激光斑重合(共焦)。
2.2.3测边角法
主要用于地下管线的观测。在观测时,可以主要监测点为测站测出对应基准线端点的边长与角度,求得偏差值;而对于其他监测点,则是选适宜的主要观测点为测站,测出对应其他观测点的距离与方向值,按坐标法求得偏差值。角度观测测回数与长度的丈量精度要求,应根据要求的偏差值观测中误差确定。
总之,采用基准线法测定绝对位移时,应在基准线两端各自向外的延长线上,埋设基准点或按检核方向线法埋设4～5个检核点。在观测成果的处理中,应及时根据基准点或稳定的检核点用视准线法观测基准线端点的偏差改正。
测量监测点任意方向位移时,可视监测点的分布情况,采用前方交会法(可用做拱坝、曲线桥梁、高层建筑等的位移检测)或方向差交会法、导线测量法或近景摄影测量等方法。交会法是指利用两个基准点和变形观测点,构成一个三角形,测定这个三角形的一些边角元素,从而窃得变形观测点的位置,进而计算出位移变化量的方法。单体建筑物时,还可采用直接量测位移分量的方向线法,即在建筑物纵、横轴线的相邻延长
线上设置固定方向线,定期测出基础的纵向位移和横向位移。
测量土体内部侧向位移,可采用以下测斜仪观测法:
(1)测斜仪的选取:土体内部位移的观测,其测斜仪应选用能连续进行多点测量的滑动式仪器,其包括测头、接收指示器、连接电缆和测斜导管。测头可选用伺服加速度计时或电阻应变计时;接收指示器应与测头配套;连接电缆应有距离标记,使用时在测头中立作用下不应有伸长现象;测斜导管的模景既要与土体模量衔接,又不致因土压而压偏导管,导槽须高成型精度。
(2)在观测点上埋设导管之前,应按预定埋设深度配好所需导管和钻孔;连接导槽时应对准导槽,使之保持在一条直线上;管底端应装底盖,每个接头及底盖处应密封;将导管吊入孔内时,应使十字形槽口对准观测的水平位移方向;埋好管后,需停留一段时间,使导管与土体固连为一整体。
(3)观测时,可由管底开始向上提升测头至待测位置,或沿导槽全长每隔500 mm(轮距)测读一次,测完后,将测头旋转180°再测一次。两册观测位置(深度)应一直,合起来作为一测回,每周期观测可测两测回,每个测斜导管的初测值,应测四测回,观测成果均取中数值。
2.3水平位移的观测周期
对于不良地基土地区的观测,可与一并进行的沉降观测协调考虑确定;对于受基础施工影响的有关观测,应按施工进度的需要确定,可逐日或隔数日观测一次,直至施工结束;对土体内部侧向位移观测,应视变形情况和工程进展确定。
3观测成果收集
待地基基础位移观测工作结束后,应提交相关的观测结果,如水平位移观测点位设置图;观测成果表;水平位移曲线图;地基土深层侧向位移图、当基础的水平位移与沉降同时观测时,可选择典型剖面、绘制两者的关系曲线;观测成果分析资料等。
4地基基础位移观测的等级及其精度要求
高层建筑地基基础位移观测的等级及其精度要求见表1。
表1建筑变形测量的等级及其精度要求
变形测量等级 位移观测 使用范围
观测点坐标中误差 / mm
特级 ≤0.3 特高精度要求的特种精密工程和重要科研项目变形观测
一级 ≤1.0 高精度要求的大型建筑物和科研项目变形观测
二级 ≤3.0 中等精度要求的建筑物和科研项目变形观测;重要建筑物主体倾斜观测、场地滑坡观测
三级 ≤10.0 低精度要求的建筑物并行观测;一般建筑物主体倾斜观测、场地滑坡观测
5结束语
综上所述,本文主要介绍了高层建筑地基基础位移的检测主要采用的基准线法、交会法和测斜仪观测法等方法。目前,随着社会经济的不断发展,高层建筑在大、中城市的大量兴建,及其基础的深挖。为避免高层建筑在建设期间出现基础塌方等险情,对其地基基础进行水平检测显得十分重要。
Measuring of Basic Displacement of Skyscraper Ground
Li Zhencheng
Abstract: This text collects from the basic horizontal displacement detection method of the ground, observation achievement mainly, the ground basic displacement grade and precision that observes demand to describe.
Key words: horizontal displacement; observation out of shape