建筑物变形观测频率优化方案

变形观测的频率(或周期)取决于变形值的大小、变形的速度和变形观测的目的等。通常要求变形观测的次数既能反映出建筑物变化的过程,又不遗漏变化的时刻。下面以基础沉降过程为例,说明确定变形观测频率的方法。

在施工期间,随着建筑物荷载的增加,地基土被逐渐压缩,基础的沉降逐渐增大。一般认为,建筑在砂土层上的建筑物,其沉降在施工期间已大部分完成；而在黏土层上时,其沉降在施工期间只完成了一部分。图15-1为不同类土层的沉降过程线。由图可以看出,对于砂土层,基础的沉降过程可分为四个阶段:第一阶段在施工期间,随着基础上压力的增加,沉降速度较快,年沉降量达20～70mm；第二阶段在竣工初期,尽管荷载变化较小,仍在沉降,但速度显著变慢,年沉降量约20mm；第三阶段已运营一段不很长的时间,基础平稳下沉,速度约为每年1～2mm；第四阶段已运营几年甚至十几年的时间,基础基本平衡,沉降基本停止,趋于稳定。根据这些分析,在施工期间,观测频率应大一些,一般为3天、7天或15天这三种周期；在竣工投产后,观测频率可小一些,一般为1个月、2个月、3个月、半年或1年不同的周期。在施工过程中,也可依据荷载的增加来确定周期,即从第一次观测后,当荷载增加到25%时观测一次,以后每增加15%观测一次；或每增加一次大的荷载观测一次。工程竣工后,一般第一年观测四次,第二年两次,以后每年一次。在掌握了一定规律或变形基本稳定之后,可适当减少观测次数。

若能预估出监测对象的变形速率V时,还可用式(15-1)估算监测周期T,即

图15-1　不同类土层的沉降过程线(www.xing528.com)

式中:mx为最弱观测点的点位中误差；K为变形值与监测变形值中误差之比值,常取为10。

除了进行正常的周期观测外,若遇特殊情况,如持续暴雨、洪水、地震及意外强烈震动等,还要及时地进行加期观测。

变形测量的第一期即首期亦称零周期,无论对于基准网还是监测网,其首期观测均应连续进行两次独立观测,且在观测成果无明显差异的情况下。取两次观测结果的中数作为相应变形测量的初始值。