基礎(chǔ)沉降檢測:保障建筑安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)
基礎(chǔ)沉降是指建筑物在荷載作用下,其地基土體發(fā)生壓縮變形,導(dǎo)致基礎(chǔ)或建筑物整體產(chǎn)生垂直向下的位移現(xiàn)象。過大的或不均勻的沉降是建筑物產(chǎn)生開裂、傾斜甚至倒塌等嚴(yán)重工程事故的主要原因之一。因此,基礎(chǔ)沉降檢測是工程建設(shè)、特別是重要建筑物、大型工業(yè)設(shè)施、橋梁、大壩、高聳構(gòu)筑物及軟土地基上的建筑全生命周期安全管理中至關(guān)重要的一環(huán)。它貫穿于施工期、竣工驗收期以及后期運營維護(hù)期,通過對沉降量、沉降速率和沉降差異的精準(zhǔn)監(jiān)測與評估,可以及時掌握地基基礎(chǔ)的穩(wěn)定狀態(tài),預(yù)警潛在風(fēng)險,為采取必要的工程處理措施提供科學(xué)依據(jù),有效保障工程結(jié)構(gòu)的安全與正常使用。
基礎(chǔ)沉降檢測項目
基礎(chǔ)沉降檢測的核心目標(biāo)是獲取基礎(chǔ)關(guān)鍵點的垂直位移信息,主要項目包括:
- 絕對沉降量:監(jiān)測點相對于穩(wěn)定基準(zhǔn)點的累計下沉量。
- 沉降速率:單位時間內(nèi)的沉降變化量,用以判斷沉降是否趨于穩(wěn)定或仍在快速發(fā)展。
- 差異沉降:建筑物不同部位(如相鄰柱基、建筑物的角點、長墻的兩端等)之間的沉降差值。這是評估建筑物是否發(fā)生傾斜、扭曲或開裂風(fēng)險的關(guān)鍵指標(biāo)。
- 傾斜(由沉降間接反映):基礎(chǔ)不同點的差異沉降可能導(dǎo)致建筑物整體或局部發(fā)生傾斜,傾斜量是沉降監(jiān)測的重要衍生參數(shù)。
- 沉降時程曲線:繪制沉降量隨時間變化的曲線,直觀反映沉降發(fā)展的全過程和趨勢。
基礎(chǔ)沉降檢測儀器
根據(jù)監(jiān)測精度、自動化程度、適用環(huán)境和項目要求,常用的基礎(chǔ)沉降檢測儀器主要有:
- 精密水準(zhǔn)儀與銦瓦水準(zhǔn)尺:
- 這是最經(jīng)典、精度最高的人工測量方法配置。
- 水準(zhǔn)儀(如電子水準(zhǔn)儀、數(shù)字水準(zhǔn)儀)精度可達(dá)±0.3mm/km甚至更高。
- 銦瓦尺具有極低的熱膨脹系數(shù),保證高精度讀數(shù)。
- 適用于建立高精度基準(zhǔn)網(wǎng)和對關(guān)鍵點進(jìn)行周期性人工監(jiān)測。
- 靜力水準(zhǔn)儀(連通管):
- 基于連通器原理,通過測量連通管內(nèi)液面的高度變化來確定各測點相對于基準(zhǔn)點的相對沉降。
- 可布設(shè)成多點自動化監(jiān)測系統(tǒng)。
- 精度高(可達(dá)0.1mm)、穩(wěn)定性好、受環(huán)境干擾?。ㄈ鐪囟?、氣壓),特別適用于大型建筑物內(nèi)部、地下工程(如地鐵)、大壩、核電站等需要長期穩(wěn)定監(jiān)測的場所。
- 全站儀(含棱鏡/反射片):
- 通過測量測點的三維坐標(biāo)變化來反算沉降量。通常需要建立穩(wěn)定的基準(zhǔn)點。
- 優(yōu)點是可同時進(jìn)行水平和垂直位移監(jiān)測,測量范圍大。
- 精度(垂直方向)通常低于精密水準(zhǔn)(受大氣折光、測距精度等影響),但自動化程度高,可進(jìn)行無人值守的自動化監(jiān)測。
- 適用于大面積區(qū)域監(jiān)測(如大型廠區(qū)、邊坡)或需要兼顧多種位移監(jiān)測的項目。
- 沉降傳感器(如磁致伸縮式、電容式、振弦式):
- 傳感器直接埋設(shè)在基礎(chǔ)或地基特定深度處,感知土體壓縮變形。
- 可測量不同深度土層的分層沉降。
- 通常需要配備數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行自動化讀數(shù)。
- 適用于需要了解土層內(nèi)部壓縮情況的科研或重要工程。
- 全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS,如GPS/北斗):
- 通過接收衛(wèi)星信號解算測站的三維坐標(biāo)(包括高程)。
- 優(yōu)點是完全自動化、全天候、無需通視、可覆蓋大范圍。
- 缺點是垂直方向精度相對較低(通常在毫米級,高精度模式可達(dá)亞厘米級),且受多路徑效應(yīng)、衛(wèi)星信號遮擋等影響。
- 適用于大型基礎(chǔ)設(shè)施(如大壩、橋梁、超高層建筑頂部)、開闊地帶的區(qū)域性沉降監(jiān)測。
- 激光掃描儀/攝影測量:
- 通過對建筑物或地表的整體掃描/拍照,構(gòu)建三維模型,通過模型比對獲取表面變形信息(包括沉降)。
- 優(yōu)點是能獲取海量點云數(shù)據(jù),反映整體變形趨勢。
- 缺點是精度相對較低(厘米級),數(shù)據(jù)處理復(fù)雜。
- 多用于宏觀變形評估、古建筑監(jiān)測或災(zāi)害調(diào)查。
基礎(chǔ)沉降檢測方法
根據(jù)監(jiān)測目的和周期,主要采用以下方法:
- 幾何水準(zhǔn)測量法:
- 使用精密水準(zhǔn)儀和銦瓦尺,按照嚴(yán)格的等級水準(zhǔn)測量規(guī)范(閉合/附合水準(zhǔn)路線)進(jìn)行。
- 核心步驟:建立穩(wěn)固基準(zhǔn)點 -> 按固定路線周期測量各監(jiān)測點高程 -> 數(shù)據(jù)處理平差計算各點高程變化。
- 精度高、結(jié)果可靠,是其他方法校準(zhǔn)和驗證的基礎(chǔ)。
- 液體靜力水準(zhǔn)法:
- 布設(shè)連通管網(wǎng)絡(luò),安裝液位傳感器或人工讀取各測點液面高度。
- 適用于自動化、高精度、長期穩(wěn)定的相對沉降監(jiān)測。
- 三角高程測量法(全站儀法):
- 利用全站儀測量測點與儀器之間的垂直角和斜距,結(jié)合儀器高和棱鏡高計算點的高程。
- 需考慮大氣折光和地球曲率改正。
- 常與基準(zhǔn)點比較法結(jié)合使用。
- 自動化監(jiān)測系統(tǒng):
- 綜合應(yīng)用靜力水準(zhǔn)儀、全站儀、GNSS、傳感器等,通過數(shù)據(jù)采集單元(DTU)、通信網(wǎng)絡(luò)(有線/無線)將數(shù)據(jù)實時傳輸至監(jiān)控中心平臺。
- 平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲、處理、分析、預(yù)警,大幅提高監(jiān)測效率和時效性。
- 適用于要求實時監(jiān)控的重要工程或風(fēng)險區(qū)域。
- 分層沉降監(jiān)測法:
- 在鉆孔中埋設(shè)沉降磁環(huán)和導(dǎo)管,使用電磁沉降儀定期測量磁環(huán)位置變化,從而獲得不同深度土層的壓縮量。
- 用于分析地基沉降的主要壓縮土層。
基礎(chǔ)沉降檢測標(biāo)準(zhǔn)
基礎(chǔ)沉降檢測工作必須嚴(yán)格遵循國家及行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性,為工程安全評估提供有效依據(jù)。主要標(biāo)準(zhǔn)包括:
- 《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB 50007:規(guī)定了建筑物地基變形的允許值(包括沉降量、沉降差、傾斜、局部傾斜),是沉降是否滿足安全使用要求的判定標(biāo)準(zhǔn)。
- 《建筑變形測量規(guī)范》JGJ 8:沉降檢測的核心標(biāo)準(zhǔn)。詳細(xì)規(guī)定了:
- 變形監(jiān)測的等級劃分(特級、一級、二級、三級)及對應(yīng)的精度要求(如特級高程控制網(wǎng)測量中誤差≤±0.3mm)。
- 水準(zhǔn)測量的技術(shù)要求(路線長度、測站數(shù)、視線長度、讀數(shù)方式等)。
- 基準(zhǔn)點、工作基點和監(jiān)測點的布設(shè)原則和要求(穩(wěn)定性、數(shù)量、位置)。
- 監(jiān)測周期(頻率)的確定(施工關(guān)鍵階段加密,竣工后穩(wěn)定期延長)。
- 數(shù)據(jù)處理、分析、成果整理和報告編寫的要求。
- 《工程測量規(guī)范》GB 50026:包含基礎(chǔ)測量工作的通用技術(shù)要求,可作為補(bǔ)充。
- 《建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》GB 50497:針對基坑開挖對周邊環(huán)境(包括鄰近建筑物基礎(chǔ))影響的監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)。
- 《城市
CMA認(rèn)證
檢驗檢測機(jī)構(gòu)資質(zhì)認(rèn)定證書
證書編號:241520345370
有效期至:2030年4月15日
CNAS認(rèn)可
實驗室認(rèn)可證書
證書編號:CNAS L22006
有效期至:2030年12月1日
ISO認(rèn)證
質(zhì)量管理體系認(rèn)證證書
證書編號:ISO9001-2024001
有效期至:2027年12月31日