0 引 言
麗水職業(yè)技術(shù)學(xué)院300T/30M倒錐殼水塔(以下簡稱水塔) 位于23 幢學(xué)生公寓西側(cè), 設(shè)計圖紙?zhí)子?4S 844(四)標(biāo)準(zhǔn)圖集,水塔自然基礎(chǔ)深度5. 2 m ( ±0. 000以下6. 2 m) ,基坑換填C10砼,支筒高31 m,水箱高7. 8 m,主體高度37. 5 m,筒身外徑2. 4 m,錐殼最大直徑12. 66 m
(自重100 t) ,鋼筋筒結(jié)構(gòu),設(shè)計蓄水量300 t,建筑結(jié)構(gòu)安全二級,設(shè)計使用年限50年。支筒采用滑升模板施工,水箱就地制作,液壓提升吊裝,于2003 年3 月竣工并投入使用。
為了及時掌握水塔的沉降、傾斜(差異沉降法)情況,確保周邊建(構(gòu))筑物和師生安全,同時滿足專業(yè)教學(xué)需要,應(yīng)對其進(jìn)行變形監(jiān)測。
1 垂直位移監(jiān)測方案設(shè)計
1. 1 基準(zhǔn)點、工作基點及變形觀測點的布設(shè)
校園內(nèi)原土層厚,建基巖標(biāo)困難,故基準(zhǔn)點選用穩(wěn)定的舊建筑物墻上水準(zhǔn)點,具體為7幢綜合樓( 1998年建、砼5)的東北角ZH02點, 8幢圖書館( 1980年代建、混4)東北角TS01點,共2點,離水塔直線距離約180 m。工作基點選用21幢(2000年建、砼5)的東南角NS01點、西南角NS03點,共2點,距水塔約50 m。變形觀測點設(shè)在水塔筒身東、北、西、南4個方向上,標(biāo)高0. 1 m,編號為STE、STN、STW、STS。
由《工程測量規(guī)范GB 50026 - 2007》(以下簡稱規(guī)范)知,三等變形監(jiān)測視線長度不得超過50 m,為形成固定觀測路線,用皮尺量距,在路面合適位置打入水泥釘或刻石,作為轉(zhuǎn)點和儀器安置點的標(biāo)志。各點位置以及水塔垂直位移監(jiān)測水準(zhǔn)路線如圖1所示。
1. 2 觀測周期與觀測期限
因倒錐殼水塔變形觀測點在水箱吊裝完成后安置,故垂直位移監(jiān)測(含差異沉降法傾斜觀測)一般在水箱吊裝后進(jìn)行。通常蓄水前觀測一次,蓄水后,每月或每季度觀測一次,穩(wěn)定后,可半年或一年觀測一次。考慮到水塔已建成多年,觀測周期定為一年一次。另顧及基準(zhǔn)點、工作基點均為墻上水準(zhǔn)點,基準(zhǔn)網(wǎng)、監(jiān)測網(wǎng)宜采用相同觀測周期。通常當(dāng)最后的三個較長監(jiān)測周期的變形量小于觀測精度時,可視監(jiān)測體為穩(wěn)定狀態(tài),顧及學(xué)生實訓(xùn)需要和工程實際,本水塔觀測期限定為長期。300T/ 30M倒錐殼水塔垂直位移監(jiān)測初報
1. 3 觀測精度的確定
水塔主體高度H = 37. 5 m,筒身外徑d = 2. 4 m,南北
(或東西)沉降觀測點間距l(xiāng) = 2. 45 m,根據(jù)《規(guī)范》、《高聳結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB 50135 - 2006》、《建筑變形測量規(guī)范JGJ8 - 2007》可知:20 m 同時注意到此變形量引起的水塔中心垂直偏差是施工允許偏差(1. 5H /1000)的4倍。變形監(jiān)測的精度指標(biāo)值,對于相對沉降(沉降差)的
監(jiān)測應(yīng)取允許變形量的1 /20,據(jù)此推得水塔基礎(chǔ)沉降差的觀測精度mΔs為:mΔs =Δs允/20 = 0. 74 mm
基礎(chǔ)沉降差Δs是相鄰變形觀測點沉降量s的差數(shù),也是相鄰點兩期高差h鄰的差數(shù),故相鄰變形觀測點的高差中誤差mh鄰與沉降量s的測定中誤差ms相等,均為:mh鄰= ms = mΔs / 2 = 0. 74 / 2 = 0. 52 mm ≥ 0. 50 mm
對照《規(guī)范》變形監(jiān)測的等級劃分及精度要求,及其相關(guān)說明:垂直位移觀測,可根據(jù)需要按變形觀測點的高程中誤差或相鄰變形觀測點的高差中誤差,確定監(jiān)測精度等級。本工程垂直位移監(jiān)測應(yīng)采用三等,可用DS1 水準(zhǔn)儀觀測。
1. 4 預(yù)警值的確定
變形量預(yù)警值通常取允許變形量的75% ,本工程基礎(chǔ)沉降差的預(yù)警值為:預(yù)警值=Δs允×75% = 14. 7 mm ×75% = 11. 03 mm
最終取10 mm作為本工程的預(yù)警值。當(dāng)不均勻累積沉降量達(dá)到或接近預(yù)警值,或變形量出現(xiàn)異常時,應(yīng)及時向?qū)W院相關(guān)部門反映,并采取必要的措施。
1. 5 觀測儀器與檢驗
本項目觀測儀器采用拓普康DL - 102C電子水準(zhǔn)儀,配銦瓦條形碼水準(zhǔn)尺;觀測前對儀器進(jìn)行檢驗, i角≤15″。
2 水準(zhǔn)觀測
2. 1 基準(zhǔn)網(wǎng)觀測
基準(zhǔn)網(wǎng)觀測路線:基準(zhǔn)點ZH02經(jīng)轉(zhuǎn)點TP1～5 到工作基點NS 01; NS 01經(jīng)TP6～8到另一工作基點NS 03;NS 03再經(jīng)轉(zhuǎn)點TP9～13到基準(zhǔn)點TS01,最后經(jīng)TP14～16回到基準(zhǔn)點ZH02,構(gòu)成閉合水準(zhǔn)路線,各測段測站數(shù)均為偶數(shù)站,全線20站。
基準(zhǔn)網(wǎng)按《規(guī)范》規(guī)定之三等精度監(jiān)測,技術(shù)指標(biāo)嚴(yán)格按《規(guī)范》執(zhí)行, 0期需兩次獨立觀測。
全線閉合差為- 0. 03 mm,小于允許閉合差2. 68 mm( = 0. 6 20) 。
2. 2 監(jiān)測網(wǎng)觀測
監(jiān)測網(wǎng)觀測路線:工作基點NS 01經(jīng)轉(zhuǎn)點TP17到變形觀測點STE;過STN、STW、STS 3點,經(jīng)固定轉(zhuǎn)點TP18和NS 04到達(dá)另一工作基點NS 03,構(gòu)成附合水準(zhǔn)路線,全線8站;為使筒身4個變形觀測點自身構(gòu)成環(huán)線, STE與STS點間也進(jìn)行高差觀測。監(jiān)測網(wǎng)觀測同基準(zhǔn)網(wǎng)。附合路線閉合差為+ 0. 34 mm, 小于允許閉合差
1. 70 mm ( = 0. 6 8) ;
閉合路線閉合差為- 0. 06 mm, 小于允許閉合差
1. 20 mm ( = 0. 6 4) 。
2. 3 注意事項
水塔各期變形監(jiān)測應(yīng)遵守觀測儀器、觀測人員、觀測路線、觀測條件“四固定”原則,另外,注意水泵停止工作后方可觀測,以免機(jī)器震動影響觀測精度。
3 數(shù)據(jù)處理
本項目數(shù)據(jù)處理采用清華3維NASEW95平差軟件,
觀測數(shù)據(jù)以站水準(zhǔn)方式錄入,經(jīng)選擇平差,結(jié)果如下:
基準(zhǔn)網(wǎng)基本觀測量(每站高差)中誤差,平差前先驗值為0. 300 mm,平差后為0. 007 mm;最弱點NS 03的高程中誤差0. 02 mm;最大點間距誤差0. 01 mm,遠(yuǎn)小于三等基準(zhǔn)網(wǎng)對相鄰基準(zhǔn)點高差中誤差的要求( ±1 mm) ,高差、高程成果合格,如表1所示。
監(jiān)測網(wǎng)基本觀測量(每站高差)中誤差平差前先驗值為0. 300 mm,平差后為0. 098 mm;最弱點STW的高程中誤差0. 14 mm,遠(yuǎn)小于三等垂直位移監(jiān)測網(wǎng)對變形觀測點高程中誤差的要求( ±1 mm) ;最大點間距誤差0. 11 mm(NS 01—STE) ,遠(yuǎn)小于三等垂直位移監(jiān)測網(wǎng)對相鄰變形觀測點高差中誤差的要求( ±0. 5 mm) 。高差、高程成果合格,如表2所示。
4 結(jié)束語
本項目結(jié)合工程測量實訓(xùn)場的建設(shè),以300T/30M倒錐殼水塔為監(jiān)測對象,于2008年年底完成0期垂直位移監(jiān)測,主要成果有:
1)完成垂直位移監(jiān)測基準(zhǔn)網(wǎng)、監(jiān)測網(wǎng)布設(shè);
2)確定了觀測周期、觀測期限、精度等級、預(yù)警值;
3)實施了0期水準(zhǔn)觀測,資料經(jīng)清華3維NASEW95
數(shù)據(jù)處理,結(jié)果表明相鄰基準(zhǔn)點高差中誤差、相鄰變形觀測點高差中誤差、變形觀測點高程中誤差均符合規(guī)范要求,提供了高差、高程成果,為后期觀測數(shù)據(jù)的處理和分析奠定了基礎(chǔ)。
本文結(jié)合實例,對倒錐殼水塔垂直位移監(jiān)測方案設(shè)計、實施、數(shù)據(jù)處理方法等方面作了有益探討,對同類工程有一定參考價值。
