建筑物沉降观测.

建筑物沉降观测“楼倒倒”2009年6月27日，上海的一栋竣工未交付使用的高楼整体倒覆，官方以两次堆土施工为缘由，遭网友抨击，故得此称号。网友的调侃—民众的担忧！眼睛一闭一睁，楼倒了！你知道世界上最最痛苦的事情是什么吗？你买的不是倒的那栋楼，而是旁边那栋！你说质量不好吧，倒了又没有散架，你说质量好吧，没竣工就倒掉了！开发商说：站起来是房子，躺下去还是房子，那才是真的好房子。居民们说：住进去是死，不住进去也是死，那才是真的死！现场散发强烈的哥斯拉气味！经查明，该楼盘为聘用楼盘！现在变成只有天窗的联体别墅了！周围楼房情绪稳定，纷纷表示此楼倒下对他们影响不大！各种各样的楼XX与监测的关系？楼脆脆楼垮垮浙江桐乡“楼薄薄”：业主丈量大约9厘米厚的楼板如果出了问题，那么在施工单位之外承担责任的不应该是监管单位吗？监测单位应该具备什么样的职业道德？应该具备什么样的业务能力和素质来监控建筑物的建设质量？哈尔滨阳明滩大桥引桥发生坍塌2011年11月6日，哈尔滨阳明滩大桥举行了通车剪彩仪式。黑龙江电视台播出《阳明滩大桥龙江建桥史上的奇迹》。哈尔滨组织交通和桥梁方面专家分析阳明滩大桥引桥垮塌原因，专家表示虽然该段引桥整体倾覆，但桥面并未出现裂纹，说明整个桥梁质量是合格的。3辆大挂车近500吨重量侧压对桥体造成偏载，超出桥梁承载能力。——我是一座合格的桥，我可能会塌，大车请绕行。8月24日5点30分哈尔滨阳明滩大桥发生断裂事故，桥上4辆大货车坠落桥底，据悉死伤人数为3死5伤。主要内容第一讲、建筑物沉降概述第二讲、水准测量基本理论和方法第三讲、测量误差理论基础第四讲、建筑物沉降观测方法及实例第一讲、建筑物沉降概述内容：理解建筑物沉降、沉降差、挠度、相邻地基沉降和场地地面沉降的基本概念；了解建筑物沉降观测意义；了解建筑物沉降的常用观测方法；了解国家关于建筑物沉降观测的相关规范；了解我省当前建筑物沉降观测的状况。重点：建筑物沉降的相关基本概念以及沉降观测在城市和经济建设中的重要意义；常用沉降观测方法的种类。难点：建筑物沉降差的概念及其对建筑物安全的重要意义。建筑物沉降观测意义对于大型工厂柱基、重型设备基础、振动较大的连续性生产车间、高层建筑物以及不良地基上的建筑物等，在建造和使用期间，由于荷载的增加和连续性的生产，会引起建筑物的沉降，如果是不均匀沉降，建筑物还会发生倾斜甚至产生裂缝。建筑物的这些变形在一定范围内时，可视为正常现象，但如果超过某一限度就会影响建筑物的正常使用，严重的还会危及建筑物的安全。建筑物沉降观测意义因此在施工过程中和运营使用期间，应对建筑物进行变形观测，通过对变形观测数据的分析，掌握建筑物的变形情况，以便及时发现问题并采取有效措施，保证工程质量和生产安全。同时，变形观测也可以验证设计是否合理，为今后建筑物结构和地基基础的设计积累资料。严格地说，建筑物的变形是垂直方向和水平方向同时并存的，尤其是，不均匀的垂直位移往往伴随着主体的倾斜或水平位移。为了便于归纳，《建筑变形测量规范》中对“垂直位移”和“水平位移”分别以“沉降”和“位移”进行归类。1.1建筑物沉降的基本概念两个建筑物沉降案例意大利比萨斜塔由于地面沉降造成的昆明妙湛寺金刚塔整体下沉身边的建筑物整体沉降实例昆明妙湛寺位于官渡古镇，金刚塔由墩台、主塔和四小塔组成，整体用规则砂石砌筑。墩台呈正方形，每边宽9.8m，高4.7m，中央建喇嘛式主塔一座，总高17.13m。墩台现地面低于周围地面1.6米，在地下水位线260mm以下，造成塔基长期浸泡在水中。（《昆明市地面沉降》一书采用的素材）意大利比萨斜塔修建于1173年，1350年完工,为8层圆柱形建筑。开始时，塔高设计为100米左右，但动工五六年后，塔身从三层开始倾斜，因此，实际建成塔高54.5米。1990年，意大利政府将其关闭，开始进行整修。在其关闭之前，塔顶已南倾3.5米。意大利的伟大科学家伽俐略,曾在斜塔的顶层做过著名的自由落体运动的实验,让两个重量相差10倍的铁球,同时从塔顶落下,结果,两球同时着地。经典的基础沉降差异实例3.5米建筑物沉降的定义建筑物沉降是地基、基础和上层结构共同作用的结果，属于建筑物变形范畴。其定义是建筑物地基、基础及地面在荷载作用下产生的竖向移动。根据其方向，可以分为上升和下沉。建筑物的竖向下沉或上升值称为沉降量。规范规定，当数值大于零时为下沉，反之为上升。但是这与人们的思维习惯和常见的数学坐标轴方向相反，因此，在日常作业中，我们往往采取“正升负降”的表示习惯，实际工作中，对资料的处理方面要与施工方、监理方等相关单位方充分沟通，便于资料的分析使用，避免造成对建筑物的变形状况的错误判断。习惯采用的时间-累计沉降曲线均匀沉降和差异沉降的概念当同一建筑物不同部位在同一时间段的沉降量相同时，表现为建筑物的均匀竖向下沉或上升，称为均匀沉降。相反，由于建筑物的地基条件差异、基础及结构的设计和施工瑕疵、各部位荷载差异或者外力干扰而造成的同一建筑不同部位在相同时间段内存在的沉降量差值，称为差异沉降。当一个建筑存在沉降差异时，往往表现为建筑物出现倾斜，甚至由于结构体纵向受剪切而出现裂缝，将严重建筑物的安全。沉降观测中，引入了挠度的概念，用于表达建筑的基础、上部结构或构件等在弯矩作用下因挠曲引起的垂直于轴线的线位移。相邻地基沉降相邻地基沉降是由于毗邻的建筑间的荷载差异引起的相邻地基土应力重新分布而产生的附加沉降。随着经济的发展，城市建设速度加快，城市单位土地面积上的建筑荷载力在不断增加，建筑物的密集日益加剧。新建建筑物的荷载差异造成的对周围环境，尤其是对相邻建筑物的影响也日益突出。为了检测和评估新建建筑物对相邻建筑物的影响程度，以保证这些建筑和用户的安全，相邻地基沉降的观测也越来越重要。目前，从开展的建筑物沉降工作量来看，施工场地周围建筑物的沉降观测占着很大比重，且往往与周边居民的利益息息相关，受到高度重视。这类沉降观测除了经济效益外，同时具有很高的社会效益，从业者除应具备很强的业务能力之外，也要有很强的社会责任感。场地地面沉降由于长期降雨、管道漏水、地下水位大幅度变化、大面积堆载、地裂缝、大面积侵蚀、砂土液化以及地下采空等原因引起的一定范围内的地面沉降称为场地地面沉降。90年代开展的“昆明市地面沉降研究”是我省到目前为止开展的最大规模的城市地面沉降观测研究项目。研究区包括昆明4个城区及呈贡县城在内的面积约2500KM2的范围。本项目承担单位是云南省地震局，采用传统的大地测量方法进行监测，以期查明昆明市地面沉降的分布范围、总体状况及沉降的量级和速率。1、水平形变监测是为了探讨监测区内活动断裂是否对昆明地面沉降有直接或间接的制约作用，测量作业采用美国K+E公司生产的RM－Ⅲ型精密激光测距仪。2、通过Ⅰ等精密水准测量重复观测各水准点的高程变化，精确地了解地面的垂直运动。常用沉降观测方法水准测量（即几何水准）方法；静力水准测量（基本原理是连通管原理）；电磁波测距三角高程测量方法；传感器；高精度GPS测量等。静力水准测量静力水准仪是一种高精密液位测量系统，该系统适用于测量多点的相对沉降。在使用中，多个静力水准仪的容器用通液管联接，每一容器的液位由磁致伸缩式传感器测出，传感器的浮子位置随液位的变化而同步变化，由此可测出各测点的液位变化量。在静力水准仪的系统中，所有各测点的垂直位移均是相对于其中的一点(又叫基准点)变化，该点的垂直位移是相对恒定的或者是可用其它方式准确确定，以便能精确计算出静力水准仪系统各测点的沉降变化量。静力水准仪有多种类型，包括：振弦式，电阻式，液位式等等。沉降观测方法的选取具体工作中采用什么方法进行沉降观测，应以该方法能够反映预估的建筑物的沉降量为基本要求。一般，我们要求观测方法的分辨率能够达到沉降量的十分之一为指标进行选择，并且考虑实际工作的方便性和适宜性因素。通常，建筑物沉降观测是用水准测量方法，根据水准点定期测定建筑物上所埋设的沉降观测点高程的工作。它比较全面地反映了建筑物随着工程进展、荷载增加，观测点高程变化的实际情况，及时获取威胁建筑物安全的下沉（或上升）数据，并为以后合理设计提供资料。沉降观测的相关规范现行的国家建筑物变形测量行业标准为国家建设部2007年9月4日发布，2008年3月1日开始实施的《建筑变形测量规范》JGJ8-2007。该规范适用于工业与民用建筑的地基、基础、上部结构及场地的沉降观测、位移测量和特殊变形测量。对建筑物变形观测所应采用的观测方法、仪器设备、测量精度以及各种应提交的观测数据、成果、图件和分析方法进行了规定，是建筑物变形测量工作必须严格执行的行业技术标准。此外，对于该《建筑变形测量规范》不能覆盖的沉降观测过程中遇到的一些技术要求，应符合《国家一、二等水准测量规范》GB12897和《国家三、四等水准测量规范》GB12898的相应规定。我省建筑物沉降观测现状云南省的建筑物沉降观测开始于上世纪80年代。在我省经济快速发展的近二十多年里，大量的工业建筑、高层和超高层民用建筑的建设，推动了建筑物变形，特别是沉降观测和研究的发展，如昆明新机场等大型建设项目，对建筑物的沉降观测要求极高，将极大地推动我省的建筑物变形测量技术的进步。云南地处多地震地区，小震不断，破坏性地震时有发生，为保证建筑物的安全，对建设和使用过程中的建筑物变形，特别是建筑沉降的观测尤为重要。特别是近几年在城市建成区进行的高层和超高层建筑物的建设中（如世纪广场、佳华广场等），除进行新建大厦的沉降观测以外，增加了相邻地基沉降的观测，沉降观测的内容得到了大幅度的充实，基本覆盖了《建筑变形测量规范》的内容。我省建筑物沉降观测现状另外，作为省会城市的昆明，随着城市的不断增容，城市面积不断扩大，围海造田形成的滇池湖滨地区也逐步成为当前城市建设的重要组成部分。该区域地质条件较差，目前不具备建造高楼大厦的地质条件，即便建造较低层建筑，软弱的回填地基存在承载力弱且承载力分布不均衡的特点，因此，类似区域的建筑物迫切需要进行包括建筑物主体、相邻地基和场地地面沉降的观测。回顾云南省二十多年的建筑物沉降观测历程，开展的大量民用建筑、部分工业建筑物和超高层标志性建筑的沉降观测，取得了海量的建筑物变形第一手观测资料，通过对这些数据的分析，得到了建筑物的设计、施工、地基地质条件等各方面的宝贵参数信息，为今后的设计和施工积累了大量的资料。同时，参与沉降观测的监测和检测单位，严格执行国家规范，取得的可靠的观测资料真实地反映了建筑物施工过程中出现的各种变形异常，取得的建筑物变形趋势预测结果，为建筑物的后续施工方案的修改（甚至是设计方案的更改），保证建筑物安全起到了重要作用，为我省的城市和经济建设做出了巨大贡献。第二讲、水准测量基本理论和方法内容：理解水准测量的基本原理；掌握微倾式水准仪、自动安平水准仪的构造特点、水准尺和尺垫；掌握水准仪的使用及检校方法；掌握水准测量的外业实施（观测、记录和检核）及内业数据处理（高差闭合差的调整等）方法；了解水准测量的注意事项、精密水准仪操作方法。重点：水准测量原理；水准测量的外业实施及内业数据处理。难点：水准仪的检验与校正和内业数据处理。2.1高程测量的概念测量地面上各点高程的测量工作,称为高程测量。高程测量根据所使用的仪器和施测方法的不同，分为：水准测量、三角高程测量、气压高程测量、流体静力水准测量和GPS高程测量。水准测量具有观测精度高、观测和计算处理方法简单的优点而得到广泛应用。气压高程测量根据大气压力随高程变化的规律，用气压计测定两点的气压差推算高差的方法。大气压力常以水银柱高度表示，温度为0℃时，在纬度45°处的平均海面上大气平均压力约为760毫米水银柱。每升高约11米，大气压力减少1毫米水银柱。一般气压计读数精度可达0.1毫米水银柱，约相当于1米的高差。由于大气压力受气象变化的影响较大，气压高程测量精度低于水准测量和三角高程测量，主要用于高差较大的丘陵地和山区的勘测工作。通常用空盒气压计和水银气压