大型場館沉降監(jiān)測與數(shù)據(jù)分析探究

張彬彬 林賜偉

摘 要：伴隨經(jīng)濟社會的發(fā)展、建筑施工技術(shù)的提升，城市建筑中大型場館與高層建筑不斷涌現(xiàn)，探究大型場館在施工過程中的主體沉降情況，對于掌握與預(yù)測主體變形規(guī)律、確保建筑施工安全，具有重要的經(jīng)濟與實踐價值。本文以某體育場館建設(shè)過程中的主體沉降監(jiān)測為例，闡述其監(jiān)測點位的布設(shè)原則、施測流程，并對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行了系統(tǒng)性分析，對類似工程的開展提供了參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：場館主體沉降；周期性監(jiān)測；數(shù)據(jù)分析

大型場館等構(gòu)筑物在施工建設(shè)與交付運營階段，因受巖土性質(zhì)、地下水、外力與地質(zhì)條件的制約，加之構(gòu)筑物荷載的變化，使得構(gòu)筑物主體在垂直方向產(chǎn)生下沉與上浮現(xiàn)象，若超過一定閾值，則易導(dǎo)致主體產(chǎn)生撓度與傾斜，甚至引發(fā)主體裂隙，須嚴(yán)格依照建筑物變形監(jiān)測規(guī)范，掌握其沉降與形變規(guī)律，客觀預(yù)測其發(fā)展趨勢，有效保障構(gòu)筑物的施工與運營安全。

1 沉降監(jiān)測相關(guān)理論概述

建筑物主體沉降監(jiān)測，即依托基準(zhǔn)點與工作基點，通過對布設(shè)于構(gòu)筑物主體關(guān)鍵部位的監(jiān)測點實行周期性高程數(shù)據(jù)采集的方式，統(tǒng)計與研究建筑物主體各部分的沉降變形情況，進(jìn)而判定其穩(wěn)定狀態(tài)的觀測工作。

監(jiān)測點的布設(shè)，應(yīng)客觀反映監(jiān)測對象的實際狀態(tài)及其變化趨勢，監(jiān)測點布置在內(nèi)力及變形關(guān)鍵特征點上，并滿足監(jiān)控要求，且不妨礙監(jiān)測對象的正常工作，減少對施工作業(yè)的不利影響。

監(jiān)測設(shè)施均要做明顯標(biāo)記，監(jiān)測點是監(jiān)測工作的重要標(biāo)志，需要現(xiàn)場各方的共同保護(hù)，以保證數(shù)據(jù)的連續(xù)性并能夠及時準(zhǔn)確地獲得數(shù)據(jù)；依照“五定”原則實施開展，通過固定觀測人員、固定監(jiān)測設(shè)備、固定觀測路線、固定數(shù)據(jù)量測方式與固定數(shù)據(jù)采集環(huán)境，來盡量控制與減弱人為與環(huán)境因素對監(jiān)測成果可靠性的影響，使得周期性監(jiān)測數(shù)據(jù)具備可比性、確定性與可靠性。

2 沉降監(jiān)測的技術(shù)要求

建筑物沉降監(jiān)測實施，所參照的規(guī)范依據(jù)有《建筑變形測量規(guī)范》、《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》和《國家一、二等水準(zhǔn)測量規(guī)范》等，其中所涉及的三類點位分別為：

基準(zhǔn)點、工作基點與監(jiān)測點，其中前兩類作為水準(zhǔn)環(huán)路起算的基準(zhǔn)，對數(shù)據(jù)精度、點位穩(wěn)定性的要求也最為嚴(yán)格，但相對于監(jiān)測對象相對較少的工程項目，基準(zhǔn)點可兼做工作基點使用，但要通過開展周期性復(fù)測、聯(lián)測等來確保起算點的穩(wěn)定性；對于主體監(jiān)測基準(zhǔn)點的數(shù)據(jù)采集，往往按照二等水準(zhǔn)測量的相關(guān)要求開展，其數(shù)據(jù)技術(shù)指標(biāo)如表1所示：

3 大型場館沉降監(jiān)測實例與工程數(shù)據(jù)分析

現(xiàn)有福州市馬尾區(qū)某綜合性體育場館工程，其施工建設(shè)與運營階段需對其主體開展相關(guān)的沉降監(jiān)測工作，自2013年05月13日起至2014年11月25日止，實施周期性數(shù)據(jù)采集，并對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總分析。

本項目所監(jiān)測的綜合體育館布設(shè)了52個沉降觀測點，觀測時間從2013年05月13日開始到2014年11月25日結(jié)束，歷時561天，共進(jìn)行沉降觀測14次。

沉降觀測采用瑞士產(chǎn)高精度水準(zhǔn)儀NA2，配合GPM3平行玻璃板測微器，按逆時針方向進(jìn)行環(huán)形閉合路線觀測，最后閉合于基準(zhǔn)點上。每個測站儀器擺設(shè)的位置距前后標(biāo)尺盡可能相等。在變形影響范圍外設(shè)置三個基準(zhǔn)點，在每次觀測前對基準(zhǔn)點進(jìn)行復(fù)核。

通過定期地測量觀測點相對于穩(wěn)定的水準(zhǔn)點的高差以計算觀測點的高程，并將不同時間所得同一觀測點的高程加以比較，從而得出觀測點在該時間段內(nèi)的沉降量。環(huán)形閉合差按三等水準(zhǔn)精度要求，fn≤0.6，n為測站數(shù)。

本綜合性場館的監(jiān)測點中累計沉降量最大值為17.95mm，發(fā)生在M8#測點；沉降速率最大值為0.188mm/d，發(fā)生在M6#測點（2013年05月28日），最后第二個觀測周期的平均沉降速率為0.009mm/d；最后一個觀測周期的平均沉降速率為0.009mm/日且各點的沉降速率均已小于0.02mm/d。

根據(jù)《建筑變形測量規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定，若最后兩觀測周期的平均沉降速率小于0.02mm/d，可以認(rèn)為整體趨于穩(wěn)定，如果各點的沉降速率均小于0.02mm/d，即可對監(jiān)測對象終止觀測；根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，該綜合體育館已趨于相對穩(wěn)定狀態(tài)，故停止對該綜合場館的主體沉降監(jiān)測工作。

4 結(jié)語

作為大型場館施工建設(shè)的必要環(huán)節(jié)，其實際沉降監(jiān)測中存在數(shù)據(jù)采集密度大、主體監(jiān)測時間久、數(shù)據(jù)平差要求高等特點，因而加強大型場館的沉降監(jiān)測工作，對掌握建筑物主體沉降變化規(guī)律、維護(hù)施工建設(shè)安全具有極其重要的客觀意義。

本文以沉降監(jiān)測的概述與相關(guān)技術(shù)指標(biāo)為理論基礎(chǔ)，以福州市馬尾區(qū)某綜合性體育場館沉降監(jiān)測項目為工程依托，探究其數(shù)據(jù)采集的相關(guān)方法與數(shù)據(jù)處理分析的成果，有利于類似沉降監(jiān)測工程的科學(xué)實施。

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作者簡介：

張彬彬（1989 -），現(xiàn)為福建省建筑工程質(zhì)量檢測中心有限公司助理工程師，主要從事地基基礎(chǔ)檢測、地基基礎(chǔ)監(jiān)測等相關(guān)工作；林賜偉（1990 -），福建省建筑工程質(zhì)量檢測中心有限公司助理工程師，從事地基基礎(chǔ)檢測、地基基礎(chǔ)監(jiān)測等方面的研究。