東營CBD大廈沉降觀測數(shù)據(jù)分析

沉降監(jiān)測項目介紹

受甲方的委托，承擔了東營CBD寫字樓2號樓的沉降觀測工作。自2015年5月14日進行了第一次觀測，基本按照每兩層觀測一次，2016年7月28日封頂，其后至竣工觀測6次，共進行了20次觀測，大樓沉降趨于穩(wěn)定，完成了雙方協(xié)議規(guī)定的工作內(nèi)容。該大樓基礎為擴展基礎，主題結(jié)構(gòu)形式為框架－剪力墻結(jié)構(gòu)，根據(jù)有關(guān)規(guī)定及甲方要求，對該工程進行了沉降觀測及分析工作，以便監(jiān)測工程施工階段中的沉降變化及其規(guī)律，掌握不均勻沉降變化的狀態(tài)，這對工程建筑的施工質(zhì)量監(jiān)測、竣工驗收和使用安全有重要意義。

(1)基準點設置和工作基點設置，根據(jù)《建筑變形測量規(guī)范》要求，在建筑物周圍布設基準點和工作基點，工作基點定期觀測。該觀測總共布設了4個基準點和2個工作基點，基準點由BM01－BM044個點組成，基準點采用混凝土樁埋設在CBD外側(cè)，主要控制整個CBD區(qū)域的建筑物，工作基點為BM05、BM06布設在2號樓周圍，采用鉆孔埋設鋼管。首先利用國家級水準點，采用閉合水準路線推算出基準點和工作基點的高程數(shù)據(jù)，再利用工作基點對監(jiān)測點進行高程獲取，定期檢查工作基點是否出現(xiàn)沉降現(xiàn)象。

基準點的穩(wěn)定是沉降觀測工作中最重要的因素。在沉降觀測之前、過程中和之后，對4個基準點進行了4次高精度觀測，4個基準點相互驗證。在觀測過程中，若發(fā)現(xiàn)基準點形變，則根據(jù)設計精度要求進行加測，選擇最穩(wěn)定的點作為沉降觀測起算點。具體的水準工作基點檢核網(wǎng)和監(jiān)測網(wǎng)如圖1所示。

(2)監(jiān)測點設置，根據(jù)建筑物設計和甲方的要求，并兼顧大樓結(jié)構(gòu)特點，沉降監(jiān)測點主要選擇在建筑物的四周和重要的承重部位、沉降縫、后澆帶兩側(cè)等特征位置處。結(jié)合設計要求，重點考慮大樓基礎的地質(zhì)條件等因素，選取了12個沉降監(jiān)測點，具體的監(jiān)測點為JC01、JC02、JC03、JC04、JC05、JC06、JC07、JC08、JC09、JC10、JC11、JC12，如圖2所示。在基礎完成后，在便于觀測的位置預埋鋼板，設置永久性沉降觀測點，埋件高度大約在自然地面以上200mm～500mm，正上方2.5m范圍內(nèi)沒有突出物，便于安置水準標尺，施工拆模剔出預埋件后，焊接沉降觀測專用標志，標志由螺母、保護栓和測桿組成。安裝時，將螺母與建筑物基礎緊固在一起，測量時旋上測桿，測量完畢旋下測桿，旋上保護栓，并進行第一次沉降觀測。

(3)根據(jù)設計要求，沉降監(jiān)測點高差中誤差m≤±1.0mm，沉降觀測采用天寶Dini03電子水準儀，按照一等水準測量要求進行數(shù)據(jù)獲取。為了提高觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量采用了“三多、四固法”，即多個閉合環(huán)觀測要求，多次觀測取平均值，多個角度分析沉降原因，固定人員儀器、路線環(huán)境(時間、溫度)、程序方法和路線。

(4)沉降數(shù)據(jù)計算。某點本期沉降量為，本次觀測的高程與前一次觀測高程之差;累計沉降量為整個建筑物沉降數(shù)值，本次觀測的高程與首次觀測高程之差;沉降速度主要分期沉降速度和累計沉降速度，主針對期沉降量和累計沉降量平均每天的沉降數(shù)值，反映出建筑物沉降的快慢。

數(shù)據(jù)處理分析

為從整體上進行科學合理地分析該工程的沉降變形情況，本文對所布設的每個沉降觀測點的20期觀測資料，進行了本期沉降量和總沉降量的沉降分析，得到沉降觀測曲線圖。分析過程有沉降觀測曲線圖，各監(jiān)測點的累計沉降量，封頂前和封頂后的沉降觀測曲線圖以及沉降速率。具體的分析結(jié)果如下。

(1)各監(jiān)測點沉降量計算表如表1～表2所示。

(2)沉降分析

通過20期觀測資料分析可以看出，各監(jiān)測點的本期沉降量數(shù)值表現(xiàn)為“+”或“－”，總體以負值為主(即下沉);表現(xiàn)為極小數(shù)值的“+”和“－”反映出觀測值所隱含的誤差情況，較大數(shù)值的“－”反映出大樓各監(jiān)測點的沉降，較大數(shù)值的“+”反映大樓沉降過程中的群樁效應或雨后地下水位的上升。通過對東營CBD寫字樓2號樓的沉降觀測工作，觀測時間一年零九個月，共觀測了20期數(shù)據(jù)，包括14期施工階段數(shù)據(jù)和6期運營管理階段數(shù)據(jù)。通過分析表1可以得出2號樓建筑物最大沉降點處于JC04點，沉降量為12.9mm，最小沉降點出現(xiàn)在JC09處，沉降量6.5mm，12個監(jiān)測點平均沉降量8.8mm。

分析表2得出各監(jiān)測點封頂前的沉降量與沉降速率都大于封頂之后的數(shù)據(jù)，建筑物在封頂之后荷載達到了最大數(shù)值，后期的沉降量越來越小，除了JC01監(jiān)測點外，其他11個點封頂后沉降速率都小于0.01mm/d，可以確定建筑物已經(jīng)趨向于穩(wěn)定。根據(jù)《建筑變形測量規(guī)范》編制說明中提及，沉降穩(wěn)定控制指標為0.04mm/d，表明大樓地基及地基處理得很好。所有監(jiān)測點的沉降量反映了總體點位沉降趨勢，符合高層建筑物沉降的基本規(guī)律。

分析圖3～圖4可以得出建筑物整體沉降量相對較小，并且整體呈沉降一致性，在封頂后慢慢趨于穩(wěn)定。

分析圖5～圖6可以得出，該建筑物沉降速率較大的點集中在JC04、JC07兩個點，分析封頂前和封頂后兩階段沉降情況，可以得出雖然最大沉降點在JC04點，但是封頂前最大沉降速率是JC07點，可能與周邊地質(zhì)有一定關(guān)系，JC04和JC01兩點在封頂后沉降量相對較大。

(3)整體建筑物沉降分析

通過分析以上圖表可以得出，該樓地基受到地面建筑物載荷時，地基開始壓縮，沉降曲線圖中看出各監(jiān)測點的沉降量隨荷載的增加而下降，每兩層觀測一次，荷載增加快，沉降速度加快，沉降直線下降，封頂后，沉降速度變慢，下沉曲線變緩。通過分析建筑物地質(zhì)和季節(jié)情況，大樓沉降的總趨勢除隨季節(jié)變化，凍土層深度變化對大樓地基產(chǎn)生影響出現(xiàn)少量抬升外，大部分是隨時間增加的函數(shù)。開始沉降速度緩慢均勻，封底時沉降速度最大，而后逐漸變小。大樓封頂后一段時間內(nèi)沉降量較小，最后逐漸趨于穩(wěn)定。

最終成果分析

(1)通過分析可以得出，該建筑物最大沉降量12.9mm，出現(xiàn)在JC04點處;最小沉降量6.5mm，出現(xiàn)在JC09點處，平均沉降量8.8mm。經(jīng)過一年半的沉降監(jiān)測，經(jīng)歷了施工階段、運營管理階段，該建筑物沉降量相對較小。

(2)通過分析沉降量和沉降速率曲線可得出，該建筑物沉降速率較大的點集中在JC04、JC07兩個點，分析封頂前和封頂后兩階段沉降情況，可以得出雖然最大沉降點在JC04點，但是封頂前最大沉降速率是JC07點，可能與周邊地質(zhì)有一定關(guān)系，JC04和JC01兩點在封頂后沉降量相對較大。

(3)除了JC01點在封頂之后沉降速率是0.012mm/d，其他點都小于0.010mm/d。根據(jù)《建筑變形測量規(guī)范》編制說明中提及，沉降穩(wěn)定控制指標為0.04mm/d，所以大樓沉降趨于穩(wěn)定。