建筑施工测量沉降观测施工技术.doc

1.4沉降观测
1.4.1 建筑物沉降观测
1. 建筑物沉降的观测应测定建筑物及地基的沉降量、沉降差及沉降速度并计算基础倾斜、局部倾斜、相对弯曲及构件倾斜。
2. 沉降观测点的布设 应能全面反映建筑物及地基变形特征，并顾及地质情况及建筑结构特点。点位宜选设在下列位置：
　　(1) 建筑物的四角、大转角处及沿外墙每10～15m处或每隔2～3根柱基上。
　　(2) 高低层建筑物、新旧建筑物、纵横墙等交接处的两侧。
　　(3) 建筑物裂缝和沉降缝两侧、基础埋深相差悬殊处、人工地基与天然地基接壤处、不同结构的分界处及填挖方分界处。
　　(4) 宽度大于等于15m或小于15m而地质复杂以及膨胀土地区的建筑物，在承重内隔墙中部设内墙点，在室内地面中心及四周设地面点。
　　(5) 邻近堆置重物处、受振动有显著影响的部位及基础下的暗浜（沟）处。
　　(6) 框架结构建筑物的每个或部分柱基上或沿纵横轴线设点。
　　(7) 筏形基础、箱形基础底板或接近基础的结构部分之四角处及其中部位置。
　　(8) 重型设备基础和动力设置基础的四角、基础型式或埋深改变处以及地质条件变化处两侧。
　　(9) 电视塔、烟囱、水塔、油罐、炼油塔、高炉等高耸建筑物，沿周边在与基础轴线相交的对称位置上布点，点数不少于4个。
3. 沉降观测的标志 可根据不同的建筑结构类型和建筑材料，采用墙（柱）标志、基础标志和隐蔽式标志等形式。各类标志的立尺部位应加工成半球形或有明显的突出点，并涂上防腐剂。标志的埋设位置应避开如雨水管、窗台线、散热器(暖气片)、暖水管、电气开关等有碍设标与观测的障碍物，并应视立尺需要离开墙（柱）面和地面一定距离。隐蔽式沉降观测点标志的形式可按本书图1-10埋设。当应用静力水准测量方法进行沉降观测，本书观测标志的形式及其埋设，应根据采用的静力水准仪的型号、结构、读数方式以及现场条件确定。标志的规格尺寸设计，应符合仪器安置的要求。
沉降观测点标志的形式
（1） 隐蔽式沉降观测标志应按图1-10～图1-12埋设。
图1-12螺栓式标志（适用于墙体埋设）埋设，可按下列步骤与要求进行：
　　1） 辅助杆压入式标志应按图1-13所示埋设，其步骤应符合下列要求：
　　①回弹标志的直径应与保护管内径相适应，可取长约20cm的圆钢一段，一端中心加工成半球状(r＝15～20mm)，另一端加工成楔形。
②钻孔可用小口径(如127mm)工程地质钻机，孔深应达孔底设计平面以下数厘米。孔口与孔底中心偏差不宜大于3/1000，并应将孔底清除干净。
　　③图1-13 a为回弹标落底图。应将回弹标套在保护管下端顺孔口放入孔底。
　　④图 1-13b为利用辅助杆将回弹标压入孔底图。不得有孔壁土或地面杂物掉入，应保证观测时辅助杆与标头严密接触。
　　⑤ 1-13c为观测前后示意图。先将保护管提起约10cm，在地面临时固定，然后将辅助杆立于回弹标头即行观测。测毕，将辅助杆与保护管拔出地面，先用白灰回填厚度约50cm，再填素土至填满全孔，回填应小心缓慢进行，避免撞动标志。
2） 钻杆送入式标志应采用图1-14的形式，其埋设应符合下列要求：

①标志的直径应与钻杆外径相适应。标头可加工成φ20mm高为25mm的半球体；连接圆盘可用φ100mm、厚18mm钢板制成；标身可由断面为50mm×50mm×5mm、长度为400～500mm的角钢制成，图示四部分应焊接成整体。
　　②钻孔要求与埋设辅助杆压入式标志同。
　　③当用磁锤观测时，孔内应下套管至基坑设计标高以下，提出钻杆卸下钻头，换上标志打入土中，使标头进至低于坑底面20～30cm，以防开挖基坑时被铲坏。然后，拧动钻杆使其与标志自然脱开，提出钻杆后即可进行观测。
　　④当用电磁探头观测时，在上述埋标过程中可免除下套管工序，直接将电磁探头放入钻杆内进行观测。
　　（3） 直埋式标志可用于浅基坑(深度在10m内)配合探井成孔使用。标志可用一段φ20～24mm、长约400mm的圆钢或螺纹钢制成，一端加工成半球状，另一端锻尖。探井口径要小，直径不应大于1m，挖深应至基坑底部设计标高以下约10cm处，标志可直接打入至其顶部低于坑底设计标高数厘米为止，即可观测。
地基土分层沉降观测标志的埋设，可按下列步骤与要求进行：
　　1) 测标式标志应按图1-15埋设，并应符合下列要求：
①测标长度应与点位深度相适应，顶端应加工成半球形并露出地面，下端为焊接的标脚，埋设于预定的观测点位置。
　　②钻孔时，孔径大小应符合设计要求，并须保持孔壁铅垂。
　　③图1-15a为在钻孔中下标志图，下标志时须用活塞将套管（长约50mm）和保护管挤紧。
　　④图1-15b为标志落底图。测标、保护管与套管三者应整体徐徐放入孔底，如钻孔较深（即测杆较长），应在测标与保护管之间加入固定滑轮，避免测标在保护管内摆动。
　　⑤图1-15c为用保护管压标脚入土示意图。整个标脚应压入孔底面以下，如遇孔底土质坚硬，可用钻机钻一小孔后再压入标脚。
⑥图1-15d为保护管的提升、定位示意图。标志埋好后，用钻机卡住保护管提起30～50cm，即在提起部分和保护管与孔壁之间的空隙内灌砂，以提高标志随所在土层活动的灵敏性。最后，用定位套箍将保护管固定在基础底板上，并以保护管测头随时检查保护管在观测过程中有无脱落情况。
2) 磁铁环式标志应按图1-16设置，并符合下列要求：
　 ① 钻孔要求与埋设测标式标志相同。遇到土质松软的地层，应下套管或用泥浆护壁。
　 ② 成孔后，将保护管放入，保护管可逐节连接直至预定的最低部观测点位置。然后稍许拔起套管，在保护管与孔壁间用膨胀粘土球填充，并捣实。
　③ 用专用工具将磁铁环套在保护管外送至填充的粘土面上，用力压环，迫使环上的三角爪插入土中。然后，将套管拔到上一预埋磁铁环的深度，并用膨胀粘土球填充钻孔，按上述方法埋设第二个磁铁环。按此进行直至完成最上土层的磁铁环埋设。
　④ 在淤泥地层内埋设时，应另行设计标志规格，可采用其堆密度与泥土相当的捆扎泡沫塑料铁皮环形标志。
(4) 沉降观测点的施测精度应按《建筑变形测量规程》的规定确定。未包括在水准线路上的观测点，应以所选定的测站高差中误差作为精度要求施测。
(5) 沉降观测的周期和观测时间应按下列要求并结合实际情况确定：
　　1) 建筑物施工阶段的观测，应随施工进度及时进行。一般建筑可在基础完工后或地下室砌完后开始观测，大型、高层建筑可在基础垫层或基础底部完成后开始观测。观测次数与间隔时间应视地基与加荷情况而定，民用建筑可每加高1～5层观测一次，工业建筑可按不同施工阶段（如回填基坑、安装柱子和屋架、砌筑墙体、设备安装等）分别进行观测。如建筑物均匀增高，应至少在增加荷载的25%、50%、75%和100%时各测一次。施工过程中如暂时停工，在停工时及重新开工时应各观测一次。停工期间可每隔2～3个月观测一次。
　　2) 建筑物使用阶段的观测次数，应视地基土类型和沉降速度大小而定。除有特殊要求者外，可在第一年观测3～4次，第二年观测2～3次，第三年后每年1次，直至稳定为止。
　　3) 在观测过程中，如有基础附近地面荷载突然增减、基础四周大量积水、长时间连续降雨等情况，均应及时增加观测次数。当建筑物突然发生大量沉降、不均匀沉降或严重裂缝时，应立即进行逐日或几天一次的连续观测。
　　4) 沉降是否进入稳定阶段应由沉降量与时间关系曲线判定。对于一级工程，若最后三个周期观测中每周期沉降量不大于2√2倍测量中误差可认为已进入稳定阶段。对其他等级观测工程，若沉降速度小于0.01～0.04mm/d可认为已进入稳定阶段，具体取值宜根据各地区地基土的压缩性确定。
(6)沉降观测点的观测方法和技术要求应符合下列规定：
　　1) 对二级、三级观测点，除建筑物转角点、交接点、分界点等主要变形特征点外，可允许使用间视法进行观测，但视线长度不得大于相应等级规定的长度。
　　2) 观测时，仪器应避免安置在有空气压缩机、搅拌机、卷扬机等振动影响的范围内，塔式起重机等施工机械附近也不宜设站。
　　3) 每次观测应记载施工进度、增加荷载量、仓库进货吨位、建筑物倾斜裂缝等各种影响沉降变化和异常的情况。
(7) 每周期观测后，应及时对观测资料进行整理，计算观测点的沉降量、沉降差以及本周期平均沉降量和沉降速度。根据需要，可按下式计算变形特征值
　　1) 基础倾斜α：

α=（Si－Sj）/L　　　　　　（1-6）
式中　　Si——基础倾斜方向端点i的沉降量（mm）；
　　　　Sj——基础倾斜方向端点j的沉降量（mm）；
　　　　L——基础两端点（i, j）间的距离（mm）。
　　2) 基础局部倾斜α：按式（1-6）计算。但此时，取砌体承重结构沿纵墙6～10m内基础上两观测点（i，j）的沉降量为si、sj，两点（i，j）间的距离为L。
　　3) 基础相对弯曲fc：
fc=[2Sk-（Si+Sj）]/L　　　　　　 （1-7）
式中　　sk—基础中点k的沉降量（mm）；
　　　　si、sj—基础端点i、j的沉降量（mm）；
　　　　L—i与j点间的距离（mm）。
　　注：弯曲量以向上凸起为正，反之为负。
　　4) 柱基间吊车轨道等构件的倾斜：按式(1-6)计算。
(8) 观测工作结束后，应提交下列成果：
　　1) 沉降观测成果表。
　　2) 沉降观测点位分布图及各周期沉降展开图。
　　3) u-t-s（沉降速度－时间－沉降量）曲线图。
　　4) p-t-s（荷载－时间－沉降量）曲线图（可视需要提交）。
　　5) 建筑物等沉降曲线图。
　　6) 沉降观测分析报告。

1.4.2 基坑回弹观测
(1) 基坑回弹观测应测定深埋大型基础在基坑开挖后，由于卸除基坑土自重而引起的基坑内外影响范围内相对于开挖前的回弹量。
(2) 布设回弹观测点位，应根据基坑形状及地质条件，以最少的点数能测出所需各纵横断面回弹量为原则，并符合以下规定：
　　1) 对于矩形基坑，应在基坑中央纵（长边）横（短边）轴线上布设，其间隔纵向每8～10m、横向每3～4m布一点。对其他图形不规则的基坑，可与设计人员商定。
　　2) 基坑外的观测点，应在所选坑内方向线的延长线上距基坑深度1.5～2倍距离内布置。
　　3) 当所选点位遇到地下旧管道或其他构筑物时，可将观测点移至与之对应方向线的空位上。
　　4) 在基坑外相对稳定且不受施工影响的地点，应选设工作基点及为寻找标志用的定位点。
(3) 回弹标志应埋入基坑底面以下20～30cm，根据开挖深度和地层土质情况，可采用钻孔法或探井法埋设。根据埋设与观测方法，可采用辅助杆压入式、钻杆送入式或直埋式标志。回弹标志的埋设可按本节相关规定执行。
(4) 回弹观测的精度可按《建筑变形测量规程》规定以给定或预估的最大回弹量为变形允许值进行估算后确定，但最弱观测点相对邻近工作基点的高差中误差不得大于±1.0mm。
(5) 回弹观测路线应组成起迄于工作基点的闭合或附合路线。
(6) 回弹观测不应少于3次，其中第一次应在基坑开挖之前，第二次在基坑挖好之后，第三次在浇灌基础混凝土之前。当基坑挖完至基础施工的间隔时间较长时，亦应适当增加观测次数。
(7) 基坑开挖前的回弹观测，宜采用几何水准测量配以铅垂钢尺读数的钢尺法。较浅基坑的观测，可采用几何水准测量配辅助杆垫高水准尺读数的辅助杆法。观测设备与作业应符合以下规定：
　　1) 钢尺在地面的一端，应用三脚架、滑轮和重锤牵拉。在孔内的一端，应配以能在读数时准确接触回弹标志头的装置。观测时可配挂磁锤。当基坑较深、地质条件复杂时，可用电磁探头装置观测。当基坑较浅时，可用挂钩法，此时标志顶端应加工成弯钩状。
　　2) 辅助杆宜用空心两头封口的金属管制成，顶部应加工成半球状，并于顶部侧面安置圆盒水准器，杆长以放入孔内后露出地面20～40cm为宜。
　　3) 测前与测后应对钢尺和辅助杆的长度进行检定。长度检定中误差不应大于回弹观测站高差中误差的1/2。
　　4) 每一测站的观测可按先后视水准点上标尺面、再前视孔内尺面的顺序进行，每组读数3次，以反复进行两组作为一测回。每站不应少于两测回，并同时测记孔内温度。观测结果应加入尺长和温度的改正。
(8) 基坑开挖后的回弹观测，可先在坑底一角埋设一个临时工作点，使用与基坑开挖前相同的观测设备和方法，将高程传递到坑底的临时工作点上。然后小心挖出各回弹观测点，按所需观测精度，用几何水准测量方法测出各观测点的标高。为了防止回弹点被破坏，应挖见一点测一点，当全部点挖见后，在统一观测一次。
(9) 观测工作结束后，应提交下列成果：
　　1) 回弹观测点位平面布置图。
　　2) 回弹量纵、横断面图。
　　3) 回弹观测成果表。

1.4.3基础土分层沉降观测
(1) 分层沉降观测应测定高层和大型建筑物地基内部各分层土的沉降量、沉降速度以及有效压缩层的厚度。
(2) 分层沉降观测点应在建筑物地基中心附近约2m见方或各点间距不大于50cm的较小范围内，沿铅垂线方向上的各层土内布置。点位数量与深度应根据分层土的分布情况确定，每一土层应设一点，最浅的点位应在基础底面下不小于50cm处，最深的点位应在超过压缩层理论厚度处或设在压缩性低的砾石或岩石层上。
(3) 分层沉降观测标志的埋设应采用钻孔法，埋设要求可按1.4.2节的规定执行。
(4) 分层沉降观测精度可按分层沉降观测点相对于邻近工作基点（基准点）的高差中误差不大于±1.0mm的要求确定。
(5) 分层沉降观测应按周期用精密水准仪测出各标顶的高程计算出沉降量。
(6) 分层沉降观测应从基坑开挖后基础施工前开始，直至建筑物竣工后沉降稳定时为止。观测周期可按1.4.2节的规定确定。首次观测应至少在标志埋好5d后进行。
(7) 观测工作结束后，应提交下列成果：
　　1) 分层标点位置图。
　 2) 分层沉降观测成果表。
　　3) 各土层p-s-z（荷载－沉降－深度）曲线图（可视需要提交）。
1.4.4建筑场地沉降观测
(1) 建筑场地沉降观测应分别测定建筑物相邻影响范围之内的相邻地基沉降与建筑物相邻影响范围之外的场地地面沉降。
(2) 建筑场地沉降点位的选择应符合以下规定：
　　1) 相邻地基沉降观测点可选在建筑物纵横轴线或边线的延长线上，亦可选在通过建筑物重心的轴线延长线上。其点位间距应视基础类型、荷载大小及地质条件以能测出沉降的零点线为原则进行确定。点位可在以建筑物基础深度1.5～2.0倍距离为半径的范围内，由外墙附近向外由密到疏布设。
　　2) 场地地面沉降观测点，应在相邻地基沉降观测点布设线路之外的地面上均匀布点。具体可根据地质地形条件选用平行轴线方格网法、沿建筑物四角辐射网法或散点法布设。
(3) 建筑场地沉降点标志的类型及埋设应符合以下规定：
　　1) 相邻地基沉降观测点标志可分为用于监测安全的浅埋标与用于结合科研的深埋标两种。浅埋标可采用普通水准标石或用直径为25cm左右的水泥管现场浇筑，埋深为1～2m；深埋标可采用内管外加保护管的标石形式，埋深应与建筑物基础深度相适应，标石顶部须埋入地面下20～30cm，并砌筑带盖的窨井加以保护。
　　2) 场地地面沉降观测点的标志与埋设，应根据观测要求确定，可采用浅埋标志。
(4) 建筑场地沉降观测可采用几何水准测量方法进行。水准路线的布设、观测精度及其他技术要求可按1.4.2节的有关规定执行。
(5) 建筑场地沉降观测的周期，应根据不同任务要求、产生沉降的不同情况以及沉降速度等因素具体分析确定，并应符合以下规定：
　　1) 对于基础施工相邻地基沉降观测，在基坑降水时和基坑土开挖中每天应观测一次；混凝土底板浇筑完10d以后，可每2～3d观测一次，直至地下室顶板完工和水位恢复；此后可每周观测一次至回填土完工。
　　2) 对于主体施工相邻影响和场地沉降观测的周期可参照建筑物沉降观测的有关规定确定。
(6) 观测工作结束后，应提交下列成果：
　　1) 观测点平面布置图。
　　2) 观测成果表。
　　3) 相邻地基沉降的d-s（距离－沉降）曲线图。
　　4) 场地地面等沉降曲线图。