变形测量在港口服务区中的应用
2014-08-10崔青轴王婷婷
崔青轴 王婷婷
(1.交通运输部天津水运工程科学研究所，天津 300456； 2.海洋石油工程股份有限公司，天津 300451)
变形测量在港口服务区中的应用
崔青轴1王婷婷2
(1.交通运输部天津水运工程科学研究所，天津 300456； 2.海洋石油工程股份有限公司，天津 300451)
通过埋设沉降标、组织观测工作，对某港区进行了建筑物变形观测，并对累计沉降量、倾斜度和不均匀沉降进行了分析，得出的结论指导了港口配套服务工程的建筑物施工，为建筑物的使用提供了可靠保障。
变形测量，监测，数据分析
0 引言
随着我国经济的快速发展，基建规模的迅速增长，建筑物越来越多，但受各种复杂因素的影响，少数建筑物在使用过程中会出现变形现象。通过变形测量，取得第一手的资料，可以监视建筑物的状态变化和工作情况，在发现不正常现象时，通过及时分析原因，采取措施，防止事故的发生，以确保人身和财产安全。
1 建筑物变形测量的原因
自然条件及其变化是引起建筑物变形的主要因素之一。建筑物地基的水文地质、工程地质、地基土物理性质、温度等均为需要考虑的自然因素。例如，同一区域地基土分布不均匀土的物理、力学性质有差异就会产生不均匀沉降。建筑物由于地基土的塑性变形而引起沉陷，由于温度与地下水位的季节性和周期性的变化，而引起建筑物的规律变形。
另一方面建筑物变形是受其自身影响的，包括：建筑物本身的荷重、建筑物的结构、型式及动荷载(如风力、震动的作用)。勘测设计、施工以及运营管理工作的不当也是引起建筑物产生变形的因素。以上这些变形因素是相互关联的，随着近年来建筑物不断加大加高，对地基土的荷载也越来越大，建筑物变形也越来越严重。
2 项目概况
为了解某港口配套服务区商业项目工程的沉降变化情况，确保在建设过程中的质量安全和正常使用，避免和减少因沉降变形所引起的工程质量事故，对现场建筑物进行沉降观测。建筑物总建筑面积为13.7万m2，地下1层，地上4层，建筑物主体高度为23.6 m(不含屋面装饰框架)。基础形式为预制管桩，主体结构形式为钢结构。
3 工作组织
依据JGJ 8-2007建筑变形测量规范，同时考虑测区位置、建筑内部装修施工和利于观测的原则，在建筑物观测初期，在建筑物1层四周的钢结构柱体上，每间隔1根～2根钢结构柱体布设1个沉降标，共布设了46个沉降观测点，作为测量建筑物沉降变化的标志，见图1。在建筑物沉降观测前，在现场埋设了3个高程基准点。
本项目观测按JGJ 8-2007建筑变形测量规范中二级要求进行观测。
根据施工进度和各沉降观测点的沉降速率，定期对各沉降观测点进行沉降观测，将观测结果及时通知甲方，并在每期沉降观测结束后提供沉降观测分析报告。观测时间从2012年4月16日开始，截至2013年8月1日，共观测8期，其中第1期～第5期为建筑施工开始至封顶阶段的沉降观测情况，第6期～第8期为建筑物竣工后的沉降观测情况，后期将根据各沉降观测点的沉降速率变化情况继续跟踪观测。
4 数据分析
4.1 累计沉降量分析
在施工建设前期阶段中(第1期～第5期观测期间)，沉降点整体沉降量较小，沉降速率比较平缓；在施工建设后期封顶或竣工后(第5期～第7期观测期间)，因建筑物荷载增大等原因，沉降点整体沉降量变大，沉降速率增大比较明显。在建筑物竣工后(第7期～第8期观测期间)，沉降点整体沉降量变小，沉降速率趋于平缓。
为了对沉降情况进一步了解，将最近一期的沉降数据分析如下：
建筑物累计沉降量最大值是91.45 mm，其累积沉降速率为0.195 mm/d(即每天下沉0.195 mm)；累计沉降量最小值是10.90 mm，累积沉降速率为0.023 mm/d；累计沉降量的平均值为58.73 mm，平均下沉速率为0.125 mm/d。最近一期的沉降量最大值是16.25 mm，累积沉降速率为0.156 mm/d；最近一期的沉降量最小值是0.20 mm，累积沉降速率为0.002 mm/d；最近一期沉降量平均值是4.46 mm，平均下沉速率为0.043 mm/d。
根据JGJ 8-2007建筑变形测量规范中建筑物地基变形允许值来分析，体形简单的高层建筑物基础的平均沉降量的允许值为200 mm，根据本项目进展情况预计，目前沉降量约为最终沉降量的60%，所以本项目目前地基沉降量的允许值为120 mm，本项目沉降观测点的累计最大沉降量为91.45 mm，小于平均沉降量允许值，满足规范限差要求；根据JGJ 8-2007建筑变形测量规范中建筑物日沉降速率来分析，累计沉降量的日沉降速率允许值为0.255 mm/d，目前建筑物的累计沉降量的日沉降速率为0.125 mm/d，小于日沉降速率允许值，满足规范限差要求。
4.2 倾斜度分析
不均匀沉降对建筑物的结构安全影响较大。JGJ 8-2007建筑变形测量规范对多层和高层建筑由不均匀沉降引起的倾斜度提出限差如下：设建筑物总体高度为H，当H≤24 m时，限差为4‰；当24 m
从表1中可以看出，由不均匀沉降引起的倾斜度最大值为1.65‰，在限差要求范围之内。
4.3 不均匀沉降分析
根据累计沉降量,绘出了建筑物累计沉降量的等沉曲线图，如图2所示。
表1 沉降观测点不均匀沉降引起的倾斜度 ‰
从图2中可以看出，建筑物西北角和东南角区域沉降量比较大，西南角和东北角区域沉降量比较小，发生了不均匀沉降。针对这种情况，我们建议，在建筑物使用期间，尽量不要在建筑物西北角和东南角区域放置重型物品。
5 结语
1)通过累计沉降量分析、倾斜度分析和不均匀沉降分析，结合JGJ 8-2007建筑变形测量规范的规定，天津地区沉降稳定控制值为0.017 mm/d～0.01 mm/d，若最后百日沉降速率位于0.017 mm/d～0.01 mm/d之间，可认为建筑物已进入沉降稳定阶段；2)建筑物变形测量，要根据地质条件、建筑物结构特点、地基处理方式和设计施工方案，制定出经济、科学和高效的技术测量细则和设计方案。根据设计建筑物的各项容许值，来科学估计出测量精度；3)建筑变形测量要根据有关规范确定出报警极限值，对测量成果进行正确的分析，进行科学总结，有效的指导施工和制定出安全防范措施；4)随着建筑物的投入使用、装潢荷载的作用会使建筑物的沉降有进一步的发展，因此我方将根据沉降观测点的沉降速率变化情况继续定期观测，直至建筑物进入稳定阶段。在施工完成之后(结构封顶)，要能够预测出滞后沉降量，制定出运营期间的长期变形测量方案。
[1] JGJ 8-2007，建筑变形测量规范[S].
[2] 刘亚南,顾 莹.房屋增层加固设计探讨[J].建筑与预算，2014(1)：73-74.
[3] 罗 辉,宋 文,宫 鹤.既有老旧砌体加固研究现状[J].建筑与预算，2014(2)：109-110.
[4] 刘会东.墙体裂缝的预防与控制[J].建筑与预算，2014(4)：96-97.
[5] 柳忠杨,陈增福.老厂房加固改造工程实例分析[J].建筑与预算，2014(1)：81-82.
[6] 包 欢.大型建筑物实时形变监测系统理论及应用研究[D].郑州：解放军信息工程大学，2009.
[7] 陈佳佳，陈伟清.工程建筑变形监测及数据处理方法探讨[A].全国测绘科技信息网中南分网第二十四次学术信息交流会论文集[C].2010.
On application of deformation measurement at port service zones
CUI Qing-zhou1WANG Ting-ting2
(1.TianjinResearchInstituteforWaterTransportEngineering,MOT,Tianjin300456,China;2.OffshoreOilEngineeringCo.,Ltd,Tianjin300451,China)
According to the burial of settlement pole and organization for observation, the paper analyzes the deformation measurement of buildings on some port area, indicates the accumulative settlement volume, gradient and uneven settlement, and concludes the instruction for the building construction of port auxiliary service projects, so as to provide some reliable guarantee for the buildings.
deformation measurement, supervision, data analysis
1009-6825(2014)34-0214-02
2014-09-21
崔青轴(1982- )，男，工程师; 王婷婷(1981- )，女，工程师
TU198
A
