塌陷区多层和超高层建筑物的施工测量及沉降观测

塌陷区多层和超高层建筑物的施工测量、沉降和倾斜观测摘要：根据在采矿塌陷区多层和超高层建筑物的结构特点及其破坏性，本文提出了塌陷区多层和超高层建筑物结构施工测量的一些问题，及轴向测量和仰角传送的分析方法，在阐述塌陷区的多层和超高层建筑物沉降和倾斜原因的基础上，研究其沉降和倾斜的观测技术及方法。关键词：采矿工程，塌陷区，安全问题，施工测量，沉降，倾斜1、引言随着我国国民经济的持续发展，国内的超高层建筑日异增多。在日复一日的建造和使用超高层建筑过程中安全问题逐渐凸显其重要性。在超高层建筑物中存在均匀性和非均匀沉降及由沉降所引起的倾斜，这些现象的存在将危及超高层建筑的持久耐用性及其设施使用的安全性。均匀沉降对高层建筑本身并不重要，因为它没有使建筑物产生附加应力或使其破坏断裂，因此，建设物是安全的。但均匀沉降对其周围建筑和建筑设施（如管道）有影响。而当非均匀沉降或沉降造成的倾斜超出建筑物的设计极限时，则可能危及建筑物的安全使用。因此，监测高层建筑的沉降和倾斜是义不容辞的责任，而且在建筑施工和使用时也是一个十分必要的工作。2、多层和超高层建筑施工测量超高层建筑一般是指9层及9层以上的钢筋混凝土框架结构、框架剪力墙结构、剪力墙结构和其他类型的建筑物。因为它的设计和施工采用新技术、新工艺和新材料，所以建筑施工测量需要更高的要求。如果用激光瞄准仪，可以使施工测量工作迅速、准确、直观。在实际工程测量中，正确的测量方法应根据当地的条件来选择，如混凝土工程特性，施工技术和方法，精度要求等。但其核心内容是建筑物轴线测量和仰角传送。2.1超高层建筑施工的轴线测量超高层建筑施工的轴线定位及设定与多层建筑几乎是一样的。高层建筑的轴线测量有两种方法，一种是经纬仪，另一种是激光垂直装置。本文我们只介绍第一种方法。根据设置地方的不同，可分为延长直线和从侧向借线的方法等。延长直线方法当楼层增多且轴向控制桩在建筑物附近时，轴向线投影时仰角会更大，投影精确度随之降低。因此，为了减小仰角，原点轴向控制桩应该设计到安全牢固的地方，离建筑物或其附近屋顶更远处。从侧向借线的方法当在建筑物周围且不能延长超高层建筑的外墙轴线时，轴向线沿平行方向向建筑物外移动2米，然后在地面设置经纬仪测量其轴向线。2.2仰角的传送在超高层建筑施工时，从低层到高层传送仰角以使投影仰角符合设计要求，其中包括楼板，门窗孔，内部装饰等。通常，下面的方法经常用到，当传送仰角时：①在建好一层后，用石工的楼层柱来一层一层的传送仰角；②使用钢水线直接测量：使用钢水线沿一个拐角处从±0点直接向上测量，并层层传送仰角；③吊钢水线方法：在楼梯里吊一钢水线并用测评仪读数，然后将低层的仰角传送到高层。2.3超高层建筑施工测量的精度要求垂直投影测量的偏差要求它应符合表1的有关规定。表1垂直投影测量的偏差要求漆项目近允许偏差（两mm辆）天总高度躁每层扯3关H衬≤愉30忍5犬30内＜易H励≤江60代10杯60唉＜机H诞≤幕90酱15胳90陪＜麦H精≤托120沾20遇120壤＜否H踪≤阅150钢25炕H缝＞晌150岛30施工楼层装饰的偏差要求当控制轴线投影到施工楼层，它应形成封闭的图形，与控制轴线之间的距离不应大于使用的钢水线长度。当建筑物的装饰完成后，首先，检查投影轴线在结构水平面上，然后再测量详细的承重墙、柱，梁、门窗孔等的轴向线和边界线。装饰允许的偏差要求应符合表2的有关规定。（表2接下页）表2施工楼层装饰的偏差要求禾项目露允许偏差（贞mm涝）亲最高楼座的主床轴距离咏（）叙L闸≤拖30射±5舌30治＜竖L易≤岔60蚊±10抵60傅＜苦L边≤毯90格±15苍L握＞细90去±20军详细的轴线赴±2春承重墙、柱，龄梁的边界线吉±3桃非承重墙的边探界线茂±3砖门窗空的边界蚁线柜±3仰角的垂直传送当仰角垂直传送时，应从第一层的原水平线垂直地测量，每一座应从3点向上传送。当3点的仰角小于3毫米，取其平均值或重新测量。仰角的允许偏差应符合表3的有关规定。在轴向垂直测量过程中，用±2激光经纬仪或激光自动垂直设备较合适。表3仰角垂直传送的允许偏差透项目催允许偏差（逝mm蚊）卵总高（）扩每层棚±3堤H眠≤凭30株±5布30晴＜敞H鼠≤竞60柿±10风60芽＜崭H巧≤搭90荒±15鬼90古＜剃H罩≤众120桐±20返120萍＜竭H划≤握150那±25膀H逮＞急150勿±303、多层和超高层建筑的沉降和倾斜观测3.1沉降监测沉降监测是终端水准，根据基准点用水平仪逐渐地测量建筑物观察点的高度，然后计算出沉降量。具体内容包括：观测点和基准点的确定，观测方法，结果的排列和分析。沉降原因建筑物的所有负荷由下面的地基承受。和地质有两种类型：岩石基质和土壤基质；地基也有两种类型：浅地基和深厚的地基。对于岩石基质，虽然它有许多种，除了某些地幔岩石和软岩没有硬化，通常大多数是可以被用作建筑物的地基。但地球上的土壤基质是由固体颗粒，液体和气体的混合材料制成的，因此，其地质工程性质可能有较大差别。超高层建筑的地基对基土要求较高。它不仅要求基土具有较高的承载能力和较少沉降量外，更重要的是，为了对基土作出正确的评论，并得到基本要求，我们要充分认识基土的性质，并做通过勘测做一些必要的研究。建筑完工后，地基原应力变化，而后该地基将不堪重负，结果，其表现是地基沉降。因此，在多层和超高层建筑中，对地基强度也有一些要求。地基强度关系到承载能力。其承载能力由两个方面确定：一个是基土的性质和形成条件，其中包括土壤的形态特性，均匀性，结合状态，历史负荷，地下水的水位波动，基土温度的变化，该地层受到损害后切口和破坏的情形（如空间地震效应）等。所有这些上面提到的都是影响承载力非常重要的因素。另外一个方面，也决定了地基承载力，取决于地基的类型，埋设的宽度和深度等。建筑物的类型，平面和立面，负荷性质，规模和分布，从上部结构到地基对非均匀沉降的抵消能力，施工方式，特别是不断增加的负荷率的速度对承载力是一个非常重要的影响。所以，我们可以看到，地基承载力是一个相当复杂的问题，必须综合考虑各种因素。当其用于设计的数据脱离实际情况，建筑物将发生不均匀沉降，影响其使用。尤其是当建筑物的负荷太大，已超出地基土的承载能力，将会发生剪切破环，这将给建筑物的安全带来隐患和危害。观测点和基准点的设置做观测点应设于剧建筑物上，其盒位置和数量应源充分反映建筑躬沉降的情形。岔它与建筑物的盛规模，形状，漂结构，荷载，葡地质条件等相便关。一般情况姻下，观测点应举均等设置。但筑他们应添加在困：负荷变化的起地方，位面形郑状变化的部分构，沉降缝的两民侧，一些具有姓代表性的支柱代和地基。一般磁而言，对于高点层建筑，观测梦点应在其周围缠的岂每拢10西-3滩0山米上处设置，每个探建筑物的角落撒中，沉降缝的桐两侧，连接的机墙应设一个观久察点。总的来迷说，它应设置硬合理并能完全扫充分的反映沉熟降情形。为了阿观测和记录，坝画乏出报1:100-叨1:50瓜0昼比例的设计图炊并编号。观测膝点处应设置一立些标志却。励无建筑物的沉降关观测根据基准岗点而定。所以检，考虑到基准槐点的稳定性，欢观测的方便性本，以及其他一芳些方面，一些讲基准点应适当兔的嵌入设置。仅为了确保基准规点高度的准确绿性，相互核对踩的方便性，通肿常设置不得少厦于摆3跳个点。他们应场嵌入尽可能的朴远离压力震动弹的地方，避开饰铁路、公路、汗地下管线。为刻了提高观测的另精度，基准点温不应离观测点如太远，最好约抢10杜0绢米馆处沸。灶观测方法低观察的时间和弄频率，应取决四于项目的性质井，进展情况，誉土壤情况，负唇荷增加的情况斩等。在施工过核程中，观测点红被牢固的嵌入掩后，尽快做首该次观测。在下亦面任何情况时拼，任何时候都科应做沉降观测丈：建筑物不断和增加负荷之后亏，如基本水，同回填，每次建狐成一层后，设薄备安装，转移躁等。或中途破因坏时期很长，寸地基附近的地骨面负荷突然增事加，附近大量垂积水，立方米潮的土瞎地大量削减，笼暴风雨前后等枪。工程完工后辽，我们应该做博持续的观测。京观测频率取决都于沉降量和沉毯降速度。在开井始时，可以每汇月观测一次，刮然后每两三个至月后观测一次脸，，直到沉降学量稳定到佳每闯10讨0经天不超过票1堵毫米衰时可以停止观寇测。卫由于沉降观测康是一项长期的牧系统性的工作攀，以确保它的析可靠性和准确拾性，我们应该侧做好中四半"聪固明定纽"课：用固定工人践进行观测，固驱定设备，固定嫂的基准点和观至测方式，固定鼻观察期和日期战。胸质量控制存为了确保沉降痛观测的结果和形质量，并减少劝因测量误差对舌观测结果造成小的影响，固定面的操作员，固俊定仪器和固定物的调查路线，鼠应予以采纳。喊在每次沉降观刻测前，必须遵押守测量基础以面掌握工作点的欣现况。沉降观钳测前后，做一权些必要的仪器百测试，修正仪组器的角度并精轮确地调节测平攻仪芝。责耽3.盼2番倾斜监测泉近年来，，每撞一个地方都有安更多的超高层贤建筑物，所有浮的建筑物都会墙因不同的原因钉产生各种变形福，随之相应的坏变形监测也有兆许多方法。酿超高层建筑的熟倾斜对建筑物塌很不利，直接遣影响其使用寿店命。因此，有蹲必要讨论一下钩建筑物倾斜观鹅测。当建筑物陵的顶端的和其找基础的中心不繁在同一垂线时睬，即所谓的倾嫩斜。倾斜度是小建筑物顶部水吗平投影与底部忍中心的距离和既建筑物高度的牛比。由于在工缓程施工中仪器怀的使用相当普讲遍，用它在倾刘斜观测时很简犁单，因此，接唯下来我们将讨耽论它的一些方岗法。基本原理秤如图唱1樱：建筑物的底赏部和顶部八个雄角点的为搁A,B,菌C,D瞧和菌A迈,B远,C辅,D俊。定版BC证作为基本方向似，并向外测量卸一段距离伯L悼，画出勤B雀1鹊C胆1柱，并延长它到金O域（政C蝇1采和僻O纪之间的距离可乡以自己决定）狂，赚O棍是观测点（原弟点），采用假恢想的的坐标系卫统。稠OC政1诊B鼠1呜方向是假设的碗参照系的轴线赛，测量钱ABC今坐标系和袜A娇B扩C常坐标系。fog.1fog.1轴测图zyxB′A′ABCDLC1B1GOC′D′G′详底部中央的坐波标是覆：版X炼G息=菊(城X灯B饲+X咐C哗)却图Y块G皱=兽(粘Y银A撒+Y恶B暴)昨顶部中央坐标死是吗：宾X弦G悼=垦(铺X系B渗+X吨C跑)胖栗Y触G谅=材(郊Y犹A打+Y税B捏)译建筑物的倾斜葵度象：百上面是倾斜度勺的计算公式。活单方向的倾向好大体上袋可以通过耻上面皂的方法求舟其甲值，但坐标的呜计算公式有点喂不同。观测方法垃（彩1栗）懒分别桌以默B汪和只C句为起点，间沿住AB茂的延长线，蕉向外度量距离朝L灭得到点像B自1型和吊C骆1嘴，然后延长症B映1架C郑1奇到鸦O烤。请（顾2作）将测量仪器旦放置在冶O滨点，并剧使指向沿返OC址1从B甲1裹。币（驴3惧）仪器遵所在位置询定为惜O秒（岸0欠，蔽0呜），演朋α胸罚oc1白=0°设00叨00岭，即是回原点和均坐标祸纵愉轴。富（恋4庙）数单独极观测猴点，正B取，体C俯，谅D本，督B修，各C赤，源D扭，并获得市相应的骂坐标值。润（狸5岔）抹测量绩H辫，酿如果衡从忙O迈到勿C率的水平距离铲（送S慕）爹由仪器测得窝，苗且测得角暂（举C臭OC=贤），德然后训H=S·tg械张。姜（将6调）初根据上面的公停式计算精度评价抬虽然倾建筑物的倾角痒通常在现行标啄准中有梯度币极限克，恢但略观测精度的衰高毙低取决于不同神的作观测方法。利攀用硬全方位仪器，剪观测精度还跟显不同型号仪器台的参数有关埋。4、结论防随着进入全面倦建设小康郑社会，我国的网城镇化进程越焦来越快，多层居和廉超糊高层建筑愈来半愈多，大量的蜡建筑施工舞测量芹、叹沉降和倾斜观坊测显得更为重冷，所以，在不闷断完善命其理论和技术部研究的基础上锡，我们更要注计重橡数据处理能力薄的理论研究文。通过跌变形观测资料忆的表数据处理，我牌们从中获得了托变形的几何分园析和物理解释滨。这不仅是一戚个直研究投影慨设计理论迫的实际可行的突方法填，更是笛修订现行设计诞理论与实证常跃量瓜的重要基础欺。参考文献：沿[1]BA秤IDimo快u,Mon拍itora捆ndAna驶lysis牛deform击ation找ofthe您Engin欣eering益Build域ing.C璃hengdu繁:Sout慕hwest盘Jiaoto样ngUni兔versit梦yPres登s,200貌2(inC迁hinese沸)己[2]LU步Yunli旬n,LIN俗Fengm梢ing.A新rchite职cture喷Engine霉ering溜Survey宣,Wuha搂n:Wuh织anUni剂versit誉yofT俭echnol京ogyPr芦ess,1况998(in跑Chine惹se)兄[3]Na宝tional择Stand明ardof奶Peopl塑e可’疫sRepu语blico寺fChin嗓a.Cod月efor劈Engine孕ering宿Survey违ing(GB负5002翅6相－呈1993)详[4]Na意tional贪Stand姐ardof确Peopl婆e灯’订sRepu著blico刺fChin染a.Tec饰hnical供Speci纠ficati番onfor嗓Concr恰eteSt叔ructur肚esof伯TallB