CN111412895A - 用于既有超高层建筑纠倾的静力水准监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及建筑纠倾监测技术领域，公开了用于既有超高层建筑纠倾的静力水准监测方法，选取建筑物内纠倾中性轴或建筑物周边的无沉降点为基准点，在建筑物内最底层的剪力墙或承重柱上设置监测点；在基准点和监测点上安装静力水准仪，纠倾过程中间隔一定时间读取静力水准仪的液位读数，通过将某一时刻监测点上的静力水准仪液位读数与基准点上的静力水准仪数据进行对比，计算出建筑物各个监测点的实际纠倾量。本发明通过在需要纠倾的既有超高层建筑的剪力墙或承重柱上间隔设置监测点，并利用静力水准仪量测数据与基准点比较，准确得到各个监测点的实际纠倾量，为完善纠倾施工组织、动态调整纠倾方法及措施以及控制纠倾目标提供依据。
Description
技术领域
本发明涉及建筑纠倾监测技术领域，具体涉及用于既有超高层建筑纠倾的静力水准监测方法。
背景技术
建筑结构物往往由于基础不均匀沉降等问题发生倾斜，严重的会发生倒塌，造成重大的经济损失或人员伤亡事故。现有的既有超高层建筑纠倾监测多采用人工监测，易受环境影响，且不能及时提供实时监测数据。
发明内容
基于以上问题，本发明提供用于既有超高层建筑纠倾的静力水准监测方法，通过在需要纠倾的既有超高层建筑的剪力墙或承重柱上间隔设置监测点，并利用静力水准仪量测数据与基准点比较，计算得到各个监测点的实际纠倾量，为完善纠倾施工组织、动态调整纠倾方法及纠倾实施控制措施以及控制纠倾目标提供依据。
为解决以上技术问题，本发明提供了一种用于既有超高层建筑纠倾的静力水准监测方法，包括如下步骤：
S1、选取基准点：选取建筑物内纠倾中性轴或建筑物周边的无沉降点为基准点；
S2、选取监测点：在建筑物内最底层的剪力墙或承重柱上间隔设置监测点；
S3、静力水准仪安装调试：在基准点和监测点上安装静力水准仪，利用液体连通管将各个静力水准仪的液体罐连通，利用气密管将静力水准仪液面上方的气压连通；静力水准仪安装时根据建筑物各部位的纠倾量，确定各监测点拟定标高，通过调节对应位置静力水准仪的螺杆长度使各个静力水准仪的初始液位读数一致；
S4、数据监测：在纠倾过程中间隔一定时间读取各个静力水准仪的液位读数；通过将某一时刻监测点上的静力水准仪液位读数与基准点上的静力水准仪数据进行对比，计算出建筑物各个监测点的实际纠倾量；
S5、分析各个监测点的纠倾量值，绘制出建筑物沉降分布云图。
进一步地，步骤S2中监测点布置在回倾敏感部位以及最大回倾部位的剪力墙或承重柱上。
进一步地，两个相邻监测点之间的间距为5m～12m。
进一步地，各个静力水准仪的液体罐、液体连通管、静力水准仪液面上方的气压连通气密管均可靠固定在剪力墙、承重柱上及掩埋在地面凹槽内。
进一步地，步骤S4中液位读数的读取频率为30min/次。
进一步地，步骤S5中沉降分布云图的绘制方法为：建立(x，y，z)三维坐标系，其中以x、y分别表示监测点在水平平面上的坐标值，z为监测点对应某一监测时刻的累计纠倾量，通过插值法在离散分布的监测点的沉降量基础上补插非监测沉降点的纠倾量，形成连续的沉降云图。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过通过在需要纠倾的既有超高层建筑的剪力墙或承重柱上间隔设置监测点，并利用静力水准仪量测数据与基准点比较，计算得到各个监测点的实际纠倾量，为完善纠倾施工组织、动态调整纠倾方法及纠倾实施控制措施以及控制纠倾目标提供依据。
附图说明
图1为实施例中用于既有超高层建筑纠倾的静力水准仪结构示意图；
图2为实施例中监测点的平面分布图；
图3为实施例中通过插值分析形成的沉降云图；
其中，1、支架；2、螺杆；3、底座；4、液体罐；5、螺母；6、液体连通管；7、感应线圈；8、浮子单元；9、升降杆；10、罩体；11、气密管。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例：
参见图1-3，用于既有超高层建筑纠倾的静力水准监测方法，包括如下步骤：
S1、选取基准点：选取建筑物内纠倾中性轴或建筑物周边的无沉降点为基准点；
基准点选取为无沉降点，可以保证各个监测点的监测数据的准确性；本实施例中为充分利用静力水准仪的量程范围，各监测点及基准点宜布置在同一标高上，也便于后期监测点数据与基准点的数据进行统一计算；
S2、选取监测点：在建筑物内最底层的剪力墙或承重柱上间隔设置监测点；
因既有超高层建筑迫降纠倾过程中剪力墙和承重柱会发生一定的变形，监测点应布置在最底层的剪力墙或承重柱上，可反映筏板的真实纠倾量；本实施例中为更准确测算桩顶沉降量，将监测点布置在桩位附近的剪力墙或承重柱上；同时纠倾过程中考虑到静力水准仪仪器本身精度及后期数据处理的准确性，各监测点的间距以5m～12m为宜。
S3、静力水准仪安装调试：在基准点和监测点上安装静力水准仪，利用液体连通管6将各个静力水准仪的液体罐4连通，利用气密管11将静力水准仪液面上方的气压连通；静力水准仪安装时根据建筑物各部位的纠倾量，确定各监测点拟定标高，通过调节对应位置静力水准仪的螺杆2长度使各个静力水准仪的初始液位读数一致；
安装时，应提前根据既有超高层建筑各部位的纠倾量，确定各沉降测试点拟定标高，通过调节相应螺杆2长度来充分利用各测点量程范围。根据各监测点的距离，剪切好适当长度的液体连通管6将各个静力水准仪的液体罐4连通。各个静力水准仪的液体罐4、液体连通管6、静力水准仪液面上方的气压连通气密管11均可靠固定在剪力墙、承重柱上及掩埋在地面凹槽内。针对历时较长的工程，连通液体采用凝固点为-35°的防冻液，在输入防冻液时，必须要连续不间断地添加完所需液体，避免残余气泡的存在。在设备安装调试阶段，必须保证连接气管畅通，并剪切好适当长度的气密管11将静力水准仪液面上方的气压连通，排除外界气压变化对仪器精度的干扰。
S4、数据监测：在纠倾过程中间隔一定时间读取各个静力水准仪的液位读数；通过将某一时刻监测点上的静力水准仪液位读数与基准点上的静力水准仪数据进行对比，计算出建筑物各个监测点的实际纠倾量。
既有超高层建筑具有重心高，倾覆弯矩大，基底反力大的特点，当纠倾施工进度过快或者即将打破静力平衡临界点时，建筑物沉降可能会出现“突变”现象，为了能及时获取房屋实时沉降情况，判断施工过程中建筑物的沉降反应，监测频率宜取30min/次，监测人员要及时采集监测数据，为纠倾工程提供及时、有效的数据支持。
在本实施例中，静力水准仪采用连通器原理(底部互通的容器在相同外界环境下，液体不流动时总是保持在同一水平面上)来测量不同监测点垂直位移变化量。本实施例中的静力水准仪采用电感式静力水准仪，如图1所示，包括可安装于基准点或监测点的支架1，支架1上设置有多个竖直设置的螺杆2，螺杆2上活动穿设有底座3，底座3上固定安装有液体罐4，螺杆2上设置有用于调节底座3相对高度的螺母5；液体罐4底部设置有液体连通管6，用于将多个电感式静力水准仪的液体罐4连通，液体罐4的顶部设置有电感式传感器，电感式传感器包括感应线圈7、为感应线圈7供电的电源和检测电路，检测电路用于检测电磁感应线圈7自感系数和互感系数。液体罐4内腔装入连通液后，在液面上安装浮子单元8，浮子单元8顶部设置升降杆9，液体罐4的顶部设通孔，升降杆9由通孔穿出液体罐4的顶部且穿出液体罐4顶部的升降杆9端头位于电感式传感器的感应线圈7内。本实施例中在罩体10将电感式传感器密封在液体罐4的顶部，并利用气密管11将各个静力水准仪的罩体10内腔连通，以保证浮子单元8上方的气压保持一致，保证检测数据的准确性，同时也排除外界气压变化对仪器精度的干扰。
当建筑物发生沉降或回倾时会引起仪器液面变化，升降杆9端头在感应线圈7内的升降，会引起感应线圈7内的自感系数和互感系数变化，检测电路将检测到的信号转换为电压或电流的变化输出，实现了由沉降量到电量的转换，通过将各个监测点的检测数据传递至计算机软件中进行转换得到各个监测点的液位数据，再与基准点的液位数据进行对比，得到各个监测点的实际纠倾量，实现纠倾过程中既有超高层建筑各监测点的纠倾量进行实时监测。
静力水准仪监测工作要求数据精度高，白天工地现场的施工干扰、环境温差及阳光照射角度及区域变化等原因对监测数据存在一定程度的影响，故一般选取夜间(凌晨1:00～凌晨3:00)监测数据进行计算、分析。
S5、分析各个监测点的纠倾量值，绘制出建筑物沉降分布云图。数据采集后利用相关软件综合分析各个监测点的纠倾量值，绘制出建筑物沉降云图，此方法能够更全面直观地反映既有超高层建筑物回倾情况，沉降分布云图的绘制方法为：建立(x，y，z)三维坐标系，其中以x、y分别表示监测点在水平平面上的坐标值(如图2所示)，z为监测点对应某一监测时刻的累计纠倾量。然后通过插值法在离散分布的监测点的沉降量基础上补插非监测沉降点的纠倾量，形成连续的沉降云图(如图3所示，其中白色点表示桩位，“+”表示监测点)。通过插值分析形成的沉降云图可以直观全面地获取桩顶处筏板的沉降值，为完善纠倾施工组织、控制纠倾量提供重要参考。
如上即为本发明的实施例。上述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明验证过程，并非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种用于既有超高层建筑纠倾的静力水准监测方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、选取基准点：选取建筑物内纠倾中性轴或建筑物周边的无沉降点为基准点；
S2、选取监测点：在建筑物内最底层的剪力墙或承重柱上间隔设置监测点；
S3、静力水准仪安装调试：在基准点和监测点上安装静力水准仪，利用液体连通管将各个静力水准仪的液体罐连通，利用气密管将静力水准仪液面上方的气压连通；静力水准仪安装时根据建筑物各部位的纠倾量，确定各监测点拟定标高，通过调节对应位置静力水准仪的螺杆长度使各个静力水准仪的初始液位读数一致；
S4、数据监测：在纠倾过程中间隔一定时间读取各个静力水准仪的液位读数；通过将某一时刻监测点上的静力水准仪液位读数与基准点上的静力水准仪数据进行对比，计算出建筑物各个监测点的实际纠倾量；
S5、分析各个监测点的纠倾量值，绘制出建筑物沉降分布云图。
2.根据权利要求1所述的用于既有超高层建筑纠倾的静力水准监测方法，其特征在于，步骤S2中监测点布置在回倾敏感部位以及最大回倾部位的剪力墙或承重柱上。
3.根据权利要求1所述的用于既有超高层建筑纠倾的静力水准监测方法，其特征在于，两个相邻监测点之间的间距为5m～12m。
4.根据权利要求1所述的用于既有超高层建筑纠倾的静力水准监测方法，其特征在于，各个静力水准仪的液体罐、液体连通管、静力水准仪液面上方的气压连通气密管均可靠固定在剪力墙、承重柱上及掩埋在地面凹槽内。
5.根据权利要求1所述的用于既有超高层建筑纠倾的静力水准监测方法，其特征在于，步骤S4中液位读数的读取频率为30min/次。
6.根据权利要求1所述的用于既有超高层建筑纠倾的静力水准监测方法，其特征在于，步骤S5中沉降分布云图的绘制方法为：建立(x，y，z)三维坐标系，其中以x、y分别表示监测点在水平平面上的坐标值，z为监测点对应某一监测时刻的累计纠倾量，通过插值法在离散分布的监测点的沉降量基础上补插非监测沉降点的纠倾量，形成连续的沉降云图。
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