沉降觀測對建筑物受破壞的判斷

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由于建筑物在設(shè)計、施工、使用過程中存在的種種問題，導(dǎo)致建筑物在使用期內(nèi)出現(xiàn)下沉、裂縫、扭曲等破壞情況時有發(fā)生，對此類建筑物的受破壞原因，受損害程度以及損害是否完成進(jìn)行準(zhǔn)確的判定就需要有一套切實(shí)有效的檢測手段，沉降觀測在以上工作中起著極其重要的作用。

　　建筑物受破壞的原因無外乎因上部結(jié)構(gòu)強(qiáng)度變化引起的損害或基礎(chǔ)下沉引發(fā)上部結(jié)構(gòu)的開裂變形。一方面，沉降觀測對建筑物受破壞的原因可以有一個較明確的判定，另一方面，沉降觀測可以非常精確地反應(yīng)出建筑物受破壞的程度、范圍，對制定切實(shí)有效的治理手段提供較為可信的數(shù)據(jù)依據(jù)。所以該方法是診斷建筑物受破壞情況的一個非常有效的手段，該手段的正確應(yīng)用對被損害建筑物的綜合治理有著十分重要的意義。

　　一、沉降觀測實(shí)施的手段、方法

　　1、施工準(zhǔn)備階段

　　在進(jìn)行沉降觀測的準(zhǔn)備階段，首先應(yīng)埋設(shè)沉降觀測水準(zhǔn)基點(diǎn)并對建筑物進(jìn)行觀測點(diǎn)的布設(shè)。

　　1.1 水準(zhǔn)點(diǎn)埋設(shè)

　　水準(zhǔn)點(diǎn)是整個沉降觀測的基準(zhǔn)，它的穩(wěn)定性直接關(guān)系著觀測成果的可用性，也是單項工程成敗的決定因素，所以水準(zhǔn)基點(diǎn)必須堅固穩(wěn)定，且數(shù)量不少于3個。布設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)時應(yīng)考慮以下因素。

　　a、由于沉降變形的建筑物多因基底持力層或是下臥層受侵蝕導(dǎo)致承載力下降且其受侵蝕范圍難以確定，所以水準(zhǔn)基點(diǎn)應(yīng)注意要離開受破壞建筑物一定的距離或是選在附近穩(wěn)定建筑物上制作。

　　b、在地下埋設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)埋設(shè)在冰凍線以下0.5m.

　　c、水準(zhǔn)點(diǎn)的高程測定可采用假定高程，水準(zhǔn)點(diǎn)間的高程測量應(yīng)按II等水準(zhǔn)測量方法，水準(zhǔn)閉合環(huán)觀測誤差不應(yīng)超過mm.

　　1.2 觀測點(diǎn)的布設(shè)

　　觀測點(diǎn)的位置和數(shù)量應(yīng)根據(jù)受破壞建筑物的結(jié)構(gòu)和受破壞的情況確定，主要埋設(shè)在建筑物的特征點(diǎn)，如建筑物的拐角，荷載變化的交接處兩側(cè)，沉降縫兩側(cè)，裂縫較集中的區(qū)域等能表示出沉降特征的位置。所有沉降觀測點(diǎn)點(diǎn)位應(yīng)繪制平面圖，并加以編號，以便進(jìn)行觀測、記錄以及數(shù)據(jù)分析。觀測點(diǎn)應(yīng)在相關(guān)人員協(xié)助下進(jìn)行保護(hù)。

　　觀測點(diǎn)的形式在相關(guān)書籍的論述中都有較為詳盡的論述，但本文所論述是已經(jīng)投入使用的建筑物。實(shí)踐證明，在該類建筑物上用混凝土埋設(shè)觀測點(diǎn)很難保證觀測點(diǎn)的穩(wěn)定性，且施工較困難，由于目標(biāo)較大，后期保護(hù)工作也較難保障。而采用在墻體上固定膨脹螺栓的形式較為簡便易行，便于保護(hù)，該方式在多項工程中得以證實(shí)較混凝土埋設(shè)觀測點(diǎn)效果好。基于以上因素，建議在實(shí)際工作中可以考慮以上方法。膨脹螺栓的采用以不小于Φ10，加長型為宜。螺栓的埋設(shè)應(yīng)與墻體保持50~60.夾角。螺栓露出墻體長度在20mm左右，太長則測點(diǎn)容易被外物磕碰，容易松動，太短則不利于架設(shè)水準(zhǔn)尺。

　　2、沉降觀測數(shù)據(jù)采集

　　對于受破壞建筑物的沉降觀測，由于建筑物的垂直變形往往是一個非常緩慢的過程，有變形量小，持續(xù)時間長的特點(diǎn)，為了能精確地反應(yīng)其變形過程，應(yīng)按二等水準(zhǔn)測量要求進(jìn)行?！　τ诮ㄖ锷嫌^測點(diǎn)的沉降觀測應(yīng)先根據(jù)現(xiàn)場情況確定沉降觀測路線，在以后的觀測過程中應(yīng)按固定的路線觀測。

　　沉降觀測是一項較長期的系統(tǒng)觀測工作，為了保證觀測成果的正確性，應(yīng)盡可能做到：

　　a、固定人員觀測和整理成果；

　　b、固定使用的水準(zhǔn)儀及水準(zhǔn)尺；

　　c、使用固定的水準(zhǔn)點(diǎn)；

　　d、按規(guī)定的日期、方法及路線進(jìn)行觀測。

　　3、沉降觀測成果整理

　　沉降觀測成果應(yīng)根據(jù)觀測時間與每次觀測后各點(diǎn)的下沉情況繪制每一點(diǎn)的時間與沉降量的關(guān)系曲線，求算每一點(diǎn)各階段的下沉量，下沉速度與總下沉量作為評定各點(diǎn)垂直運(yùn)動情況的依據(jù)，并根據(jù)各點(diǎn)垂直運(yùn)動的結(jié)果綜合評定整個建筑物的下沉情況，判定其穩(wěn)定性。

　　沉降觀測精度評定：

　　其高差全中誤差應(yīng)按下式計算：

　　式中：MW__________高差全中誤差（mm）；

　　W ______環(huán)線閉合差（mm）；

　　L_______計算各W時，相應(yīng)的路線長度（km）；

　　N_______附合路線或閉合路線環(huán)的個數(shù)。

　　在單項工程中，往往水準(zhǔn)路線閉合環(huán)僅一條且路線較短，觀測過程也昌同一閉合環(huán)往返觀測，因而上式中L=1，N=2，因而上式可改寫為：

　　二、沉降觀測在實(shí)際工程中的運(yùn)用

　　1、西山煤氣化47#、48#住宅樓由于暖氣跑水，導(dǎo)致基底濕陷性黃土層承載力迅速下降，樓體出現(xiàn)非常明顯的開裂變形，通過對該樓一年的沉降觀測，正確地判斷出該兩棟建筑物下沉變形依然沒有穩(wěn)定的趨勢，而且樓體還在存在較為嚴(yán)重的扭曲變形，必須馬上制定出合理有效的處理措施，以防止該變形對樓體繼續(xù)造成危害，產(chǎn)生更嚴(yán)重的后果。

　　2、屯村隧道是屯馬鐵路上的一條鐵路隧道，2002年2月，該隧道拱頂出現(xiàn)原因不明的開裂，而且開裂范圍迅速擴(kuò)大，直接影響到鐵路的正常安全使用。為了判明該隧道拱頂開裂的原因，對該隧道一方面及時進(jìn)行沉降觀測，另一方面著手調(diào)查隧道周圍地質(zhì)地形情況，經(jīng)過對沉降觀測結(jié)果的分析，排除了基礎(chǔ)下沉引發(fā)拱頂裂縫的可能性，進(jìn)一步明確了對隧道進(jìn)行治理的方向。

　　以上類似工程實(shí)例還有很多?？傊?，沉降觀測在查明受破壞建筑物損害原因，變形規(guī)律的研究中起著極其重要的作用，值得廣泛推廣應(yīng)用。