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靜力水準自動化在高層建筑物沉降監測中的應用

來源:拿度科技 瀏覽量: 時間:2021-02-22 13:49

  

       沉降量是衡量高層建筑主體及其基礎是否穩定的關鍵指標。定期對建設過程及竣工后的高層建筑進行沉降監測,直至其進入穩定狀態是安全監控的重要內容。目前,高層建筑沉降監測普遍采用水準儀人工采集數據的方式,工作量大、效率低、誤差來源多,一些特征點也無法滿足作業空間需求,且有限的數據量難以精確繪制出高樓沉降的時間曲線圖。靜力水準自動化監測系統具有精度高、遠程自動化、實時測量等優點,在地鐵隧道等大型工程垂直位移監測中已作為一種重要方法被應用多年。國內外已有單位將這一方法引入工民建領域,但目前使用范圍極小,本文將結合江蘇銀行淮安分行綜合業務樓沉降監測項目論述這一作業方法的實施過程。
2、項目概況
    江蘇銀行淮安分行綜合業務樓位于淮安市中心,包括主樓(19F,總高112m,框架剪力墻結構)、輔樓(3F,總高約17m,框架結構)和外擴式地下車庫。地下室采用樁基礎。地下室板厚700mm-1500mm,墊層150mm。
淮安市位于魯蘇隆起和蘇北斷坳的黃泛沖積平原結合部,旦活動性斷裂據工地較遠,對場地穩定性影響不大。本區新構造運動以緩慢沉降為主,地震活動微弱,場地勘察資料顯示場地地層0m~3.6m為素填土、-3.6m~-25m以粉質黏土、黏土為主,總體土層韌性及干強度較好??傮w判斷廠區區域穩定性較好。
靜力水準儀
3、靜力水準自動化監測原理
       靜力水準測量是按照流體在重力作用下總是保持同一水平這一基本原理來實現的。全套設備主要包括測高儀,多用途可調電源,連通管,蓄水罐4個部件組成。測高儀工作核心部分是測量探頭;探頭自動跟蹤水面下降,探針跟蹤到水平面即停止動作,從測高儀豎尺及測微表盤上即可得出讀數。操作步驟為:用傳感器測量每個測點容器內液面的相對變化,再通過計算求得各點相對于基點的相對垂直位移變化量。系統直接測量的是各測點的沉降差異,若需要各測點的絕對沉降值,一般通過光學水準測量獲取基準點的絕對高程值作為系統的基準值,并在整個觀測過程中對基準點高程進行定期穩定性復測。靜力水準自動化監測系統由測點、測量控制單元、巡檢儀、功控機、通訊控制軟件和數據處理軟件構成。軟件之間采用INTERNET聯結,各水準器的液面高度變化由位移傳感器采集,然后由智能巡檢儀獲得各測點的監測數據。巡檢儀與GPRS發射終端DTU模塊連接,將數據以數據包形式經GPRS傳至監測中心,由監測管理系統快速進行數據處理和分析,再通過GPRS、Internet通訊實時傳發監測成果,相關人員可隨時隨地讀取和下載監測數據。
4、施測過程
       江蘇銀行淮安分行綜合業務沉降監測施測流程為①方案設計,②安裝調試,③動態監測,④數據處理與分析。
       靜力水準儀設備安裝與調試是前期沉降觀測工作的重點,在結構施工階段放測統一安裝基準標高線,以鐵板焊接基座和支架,利用水平尺輔助將靜力水準儀固定于支架上。一起之間用厚型PVC軟管連接,注入特殊紅色防凍液,排盡觀眾氣泡,調整所有儀器為同一水位高度。然后用信號線連接所有儀器。本次采用磁致伸縮式靜力水準儀,標稱精度0.1mm。由于施工震動等原因,施測中會有一定差異,但最大誤差不會超過1mm,調試及初始值采集以不同時段3次誤差不大于0.2mm為準,初始值取3次平均值。
       根據結構類型和荷載分布情況,在大樓拐角、中點、伸縮縫等特征點處布設了14個靜力水準監測點,在大樓基礎最大寬度的2倍區外穩定地段以鉆機導孔(至基巖)深埋3點鋼管水準標石基準點,采用數據水準儀二等水準側朗對基準點極性閉合路線測量,求取初始值。觀測期間6月復測1次,確定其穩定性。
       根據設計要求,本項目大樓沉降安全監測正常頻率為從基坑出±0始每加蓋1層測量1次,大樓竣工后2年內每月測量1次,根據檢測數據的穩定情況可適當調整,當發現結構出線異常時,立即實時24h監測。監測一般在氣溫穩定、液體完全呈靜態的深夜進行。2014年11月-2015年5月,施工節點監測日報68期數據繪制側和泥漿曲線表明,本工程整個施工階段基礎的下沉量與施工順序、地基上的加載大小、施工進度等密切相關,沉降曲線與設計部門提供的理論曲線基本一致。
5、結語
       筆者在南京地鐵隧道監測中使用靜力水準自動化檢測系統多年,這次將這一方法成功運動在江蘇銀行淮安分行綜合業務樓沉降監測,保證了在狹窄空間里安全、高效的測量進度,提高了測量精度,減少了人力成本,實踐證明靜力水準自動華沉降監測系統在高層建筑沉降監測中是可行的。


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