沉降觀測對建筑物受破壞的判斷

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由于建筑物在設計、施工、使用過程中存在的種種問題，導致建筑物在使用期內出現(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行準確的判定就需要有一套切實有效的檢測手段，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構強度變化引起的損害或基礎下沉引發(fā)上部結構的開裂變形。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出建筑物受破壞的程度、范圍，對制定切實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、沉降觀測實施的手段、方法

　　1、施工準備階段

　　在進行沉降觀測的準備階段，首先應埋設沉降觀測水準基點并對建筑物進行觀測點的布設。

　　1.1 水準點埋設

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

　　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致承載力下降且其受侵蝕范圍難以確定，所以水準基點應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、在地下埋設水準點應埋設在冰凍線以下0.5m.

　　c、水準點的高程測定可采用假定高程，水準點間的高程測量應按II等水準測量方法，水準閉合環(huán)觀測誤差不應超過mm.

　　1.2 觀測點的布設

　　觀測點的位置和數(shù)量應根據(jù)受破壞建筑物的結構和受破壞的情況確定，主要埋設在建筑物的特征點，如建筑物的拐角，荷載變化的交接處兩側，沉降縫兩側，裂縫較集中的區(qū)域等能表示出沉降特征的位置。所有沉降觀測點點位應繪制平面圖，并加以編號，以便進行觀測、記錄以及數(shù)據(jù)分析。觀測點應在相關人員協(xié)助下進行保護。

　　觀測點的形式在相關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。實踐證明，在該類建筑物上用混凝土埋設觀測點很難保證觀測點的穩(wěn)定性，且施工較困難，由于目標較大，后期保護工作也較難保障。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，該方式在多項工程中得以證實較混凝土埋設觀測點效果好?；谝陨弦蛩兀ㄗh在實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。螺栓的埋設應與墻體保持50~60.夾角。螺栓露出墻體長度在20mm左右，太長則測點容易被外物磕碰，容易松動，太短則不利于架設水準尺。

　　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，為了能精確地反應其變形過程，應按二等水準測量要求進行?！　τ诮ㄖ锷嫌^測點的沉降觀測應先根據(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、固定使用的水準儀及水準尺；

　　c、使用固定的水準點；

　　d、按規(guī)定的日期、方法及路線進行觀測。

　　3、沉降觀測成果整理

　　沉降觀測成果應根據(jù)觀測時間與每次觀測后各點的下沉情況繪制每一點的時間與沉降量的關系曲線，求算每一點各階段的下沉量，下沉速度與總下沉量作為評定各點垂直運動情況的依據(jù)，并根據(jù)各點垂直運動的結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、沉降觀測在實際工程中的運用

　　1、西山煤氣化47#、48#住宅樓由于暖氣跑水，導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行沉降觀測，另一方面著手調查隧道周圍地質地形情況，經(jīng)過對沉降觀測結果的分析，排除了基礎下沉引發(fā)拱頂裂縫的可能性，進一步明確了對隧道進行治理的方向。

　　以上類似工程實例還有很多?？傊两涤^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，值得廣泛推廣應用。