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建筑工程技術(shù)-抗震、加固與監(jiān)測(cè)技術(shù)
9 抗震、加固與監(jiān)測(cè)技術(shù)
9.1 消能減震技術(shù)
9.1.1技術(shù)內(nèi)容
消能減震技術(shù)是將結(jié)構(gòu)的某些構(gòu)件設(shè)計(jì)成消能構(gòu)件,或在結(jié)構(gòu)的某些部位裝設(shè)消能裝置。在風(fēng)或小震作用時(shí),結(jié)構(gòu)具有足夠的側(cè)向剛度以滿足正常使用要求;當(dāng)出現(xiàn)大風(fēng)或大震作用時(shí),隨著結(jié)構(gòu)側(cè)向變形的增大,消能構(gòu)件或消能裝置率先進(jìn)入非彈性狀態(tài),產(chǎn)生較大阻尼,大量消耗輸入結(jié)構(gòu)的地震或風(fēng)振能量,使主體結(jié)構(gòu)避免出現(xiàn)明顯的非彈性狀態(tài),且迅速衰減結(jié)構(gòu)的地震或風(fēng)振反應(yīng)(位移、速度、加速度等),保護(hù)主體結(jié)構(gòu)及構(gòu)件在強(qiáng)地震或大風(fēng)中免遭破壞或倒塌,達(dá)到減震抗震的目的。
消能部件一般由消能器、連接支撐和其他連接構(gòu)件等組成。
消能部件中的消能器(又稱阻尼器)分為速度相關(guān)型如粘滯流體阻尼器、粘彈性阻尼器、粘滯阻尼墻、粘彈性阻尼墻;位移相關(guān)型如金屬屈服型阻尼器、摩擦阻尼器等和其它類型,如調(diào)頻質(zhì)量阻尼器(TMD)、調(diào)頻液體阻尼器(TLD)等。
采用消能減震技術(shù)的結(jié)構(gòu)體系與傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)體系相比,具有更高安全性、經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)合理性。
9.1.2技術(shù)指標(biāo)
建筑結(jié)構(gòu)消能減震設(shè)計(jì)方案,應(yīng)根據(jù)建筑抗震設(shè)防類別、抗震設(shè)防烈度、場(chǎng)地條件、建筑結(jié)構(gòu)方案和建筑使用要求,與采用抗震設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)濟(jì)可行性的對(duì)比分析后確定。采用消能減震技術(shù)結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收和維護(hù)應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50011和《建筑消能建筑技術(shù)規(guī)程》JGJ 297進(jìn)行,設(shè)計(jì)安裝做法可參考國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集《建筑結(jié)構(gòu)消能減震(振)設(shè)計(jì)》09SG610-2,其產(chǎn)品應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑消能阻尼器》JG/T 209的規(guī)定。
9.1.3適用范圍
消能減震技術(shù)主要應(yīng)用于多高層建筑,高聳塔架,大跨度橋梁,柔性管道、管線(生命線工程),既有建筑的抗震(或抗風(fēng))性能的改善,文物建筑及有紀(jì)念意義的建(構(gòu))筑物的保護(hù)等。
9.1.4工程案例
江蘇省宿遷市建設(shè)大廈、北京威盛大廈等新建工程,以及北京火車站、北京展覽館、西安長(zhǎng)樂苑招商局廣場(chǎng)4號(hào)樓等加固改造工程。
9.2 建筑隔震技術(shù)
9.2.1技術(shù)內(nèi)容
基礎(chǔ)隔震系統(tǒng)是通過在基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)之間,設(shè)置一個(gè)專門的隔震支座和耗能元件(如鉛阻尼器、油阻尼器、鋼棒阻尼器、粘彈性阻尼器和滑板支座等),形成剛度很低的柔性底層,稱為隔震層。通過隔震層的隔震和耗能元件,使基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)斷開,將建筑物分為上部結(jié)構(gòu)、隔震層和下部結(jié)構(gòu)三部分,延長(zhǎng)上部結(jié)構(gòu)的基本周期,從而避開地震的主頻帶范圍,使上部結(jié)構(gòu)與水平地面運(yùn)動(dòng)在相當(dāng)程度上解除了耦連關(guān)系,同時(shí)利用隔震層的高阻尼特性,消耗輸入地震動(dòng)的能量,使傳遞到隔震結(jié)構(gòu)上的地震作用進(jìn)一步減小,提高隔震建筑的安全性。目前除基礎(chǔ)隔震外,人們對(duì)層間隔震的研究和應(yīng)用也越來越多。
隔震技術(shù)已經(jīng)系統(tǒng)化、實(shí)用化,它包括摩擦滑移系統(tǒng)、疊層橡膠支座系統(tǒng)、摩擦擺系統(tǒng)等,其中目前工程界最常用的是疊層橡膠支座隔震系統(tǒng)。這種隔震系統(tǒng),性能穩(wěn)定可靠,采用專門的疊層橡膠支座作為隔震元件,是由一層層的薄鋼板和橡膠相互疊置,經(jīng)過專門的硫化工藝粘合而成,其結(jié)構(gòu)、配方、工藝需要特殊的設(shè)計(jì),屬于一種橡膠厚制品。目前常用的橡膠隔震支座有天然橡膠支座、鉛芯橡膠支座、高阻尼橡膠支座等。
9.2.2技術(shù)指標(biāo)
采用隔震技術(shù)后的上部結(jié)構(gòu)地震作用一般可減小3~6倍,地震時(shí)建筑物上部結(jié)構(gòu)的反應(yīng)以第一振型為主,類似于剛體平動(dòng)。其地震反應(yīng)很小,結(jié)構(gòu)構(gòu)件和內(nèi)部設(shè)備都不會(huì)發(fā)生破壞或喪失正常的使用功能,在內(nèi)部工作和生活的人員不僅不會(huì)遭受傷害,也不會(huì)感受到強(qiáng)烈的搖晃,強(qiáng)震發(fā)生后人員無需疏散,房屋無需修理或僅需一般修理,從而保證建筑物的安全甚至避免非結(jié)構(gòu)構(gòu)件如設(shè)備、裝修破壞等次生災(zāi)害的發(fā)生。
建筑隔震設(shè)計(jì)方案,應(yīng)根據(jù)建筑抗震設(shè)防類別、抗震設(shè)防烈度、場(chǎng)地條件、建筑結(jié)構(gòu)方案和建筑使用要求,與采用抗震設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)可行性的對(duì)比分析后確定。采用隔震技術(shù)結(jié)構(gòu)體系的計(jì)算分析應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50011進(jìn)行,設(shè)計(jì)安裝做法可參考國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集《建筑結(jié)構(gòu)隔震構(gòu)造詳圖》03SG610-1,其產(chǎn)品應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑隔震橡膠支座》JG 118的規(guī)定。
9.2.3適用范圍
建筑隔震技術(shù)一般應(yīng)用于重要的建筑,一般指甲、乙類等特別重要的建筑;也可應(yīng)用于有特殊性使用要求的建筑,傳統(tǒng)抗震技術(shù)難以達(dá)到抗震要求的或有更高抗震要求的某些建筑,也可用于抗震性能不滿足要求的既有建筑的加固改造,文物建筑及有紀(jì)念意義的建(構(gòu))筑物的保護(hù)等。
9.2.4工程案例
北京三里河七部委聯(lián)合辦公樓、北京地鐵復(fù)八線、福建省防震減災(zāi)中心大樓、昆明新機(jī)場(chǎng)等。
9.3 結(jié)構(gòu)構(gòu)件加固技術(shù)
9.3.1技術(shù)內(nèi)容
結(jié)構(gòu)構(gòu)件加固技術(shù)常用的有鋼絞線網(wǎng)片聚合物砂漿加固技術(shù)和外包鋼加固技術(shù)。
鋼絞線網(wǎng)片聚合物砂漿加固技術(shù)是在被加固構(gòu)件進(jìn)行界面處理后,將鋼絞線網(wǎng)片敷設(shè)于被加固構(gòu)件的受拉部位,再在其上涂抹聚合物砂漿。其中鋼絞線是受力的主體,在加固后的結(jié)構(gòu)中發(fā)揮其高于普通鋼筋的抗拉強(qiáng)度;聚合物砂漿有良好的滲透性、對(duì)氯化物和一般化工品的阻抗性好,粘結(jié)強(qiáng)度和密實(shí)程度高,一方面可起保護(hù)鋼絞線網(wǎng)片的作用,另一方面將其粘結(jié)在原結(jié)構(gòu)上形成整體,使鋼絞線網(wǎng)片與原結(jié)構(gòu)構(gòu)件變形協(xié)調(diào)、共同工作,以有效提高其承載能力和剛度。
外包鋼加固法是在鋼筋混凝土梁、柱四周包型鋼的一種加固方法,可分為干式和濕式兩種。濕式外包鋼加固法,是在外包型鋼與構(gòu)件之間采用改性環(huán)氧樹脂化學(xué)灌漿等方法進(jìn)行粘結(jié),以使型鋼與原構(gòu)件能整體共同工作。干式外包鋼加固法的型鋼與原構(gòu)件之間無粘結(jié)(有時(shí)填以水泥砂漿),不傳遞結(jié)合面剪力,與濕式相比,干式外包鋼法施工更方便,但承載力的提高不如濕式外包鋼法有效。
9.3.2技術(shù)指標(biāo)
鋼絞線網(wǎng)片聚合物砂漿加固的材料和設(shè)計(jì)計(jì)算及施工應(yīng)符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《鋼絞線網(wǎng)片聚合物砂漿加固加固技術(shù)規(guī)程》JGJ 337的要求;外包鋼加固的設(shè)計(jì)計(jì)算和膠粘劑的要求應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50367和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震加固技術(shù)規(guī)程》JGJ 116的規(guī)定,關(guān)于鋼材、焊縫設(shè)計(jì)及其施工的要求應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50017的規(guī)定。
9.3.3適用范圍
鋼絞線網(wǎng)片聚合物砂漿加固技術(shù)適用于砌體結(jié)構(gòu)磚墻、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)梁、板、柱和節(jié)點(diǎn)的加固。外包鋼加固技術(shù)適用于需要提高截面承載能力和抗震能力的鋼筋混凝土梁、柱結(jié)構(gòu)的加固。
9.3.4工程案例
鋼絞線網(wǎng)片聚合物砂漿與外包鋼加固技術(shù)已在北京火車站、北京工人體育場(chǎng)、北京工人體育館、中國(guó)國(guó)家博物館、廈門鄭成功紀(jì)念館、廈門特區(qū)紀(jì)念館等加固改造工程中應(yīng)用。
9.4 建筑移位技術(shù)
9.4.1技術(shù)內(nèi)容
建筑物移位技術(shù)是指在保持房屋建筑與結(jié)構(gòu)整體性和可用性不變的前提下,將其從原址移到新址的既有建筑保護(hù)技術(shù)。建筑物移位具有技術(shù)要求高、工程風(fēng)險(xiǎn)大的特點(diǎn)。建筑物移位包括以下技術(shù)環(huán)節(jié):新址基礎(chǔ)施工、移位基礎(chǔ)與軌道布設(shè)、結(jié)構(gòu)托換與安裝行走機(jī)構(gòu)、牽引設(shè)備與系統(tǒng)控制、建筑物移位施工、新址基礎(chǔ)上就位連接。其中結(jié)構(gòu)托換是指對(duì)整體結(jié)構(gòu)或部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理改造,改變荷載傳力路徑的工程技術(shù),通過結(jié)構(gòu)托換將上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)分離,為安裝行走機(jī)構(gòu)創(chuàng)造條件;移位軌道及牽引系統(tǒng)控制是指移位過程中軌道設(shè)計(jì)及牽引系統(tǒng)的實(shí)施,通過液壓系統(tǒng)施加動(dòng)力后驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)在移位軌道上行走;就位連接是指建筑物移到指定位置后原建筑與新基礎(chǔ)連接成為整體,其中可靠的連接處理是保證建筑物在新址基礎(chǔ)上結(jié)構(gòu)安全的重要環(huán)節(jié)。
9.4.2技術(shù)指標(biāo)
采用建筑移位技術(shù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可依據(jù)國(guó)家現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建(構(gòu))筑物移位工程技術(shù)規(guī)程》JGJ/T 239及《建筑物移位糾傾增層改造技術(shù)規(guī)范》CECS225進(jìn)行,變形監(jiān)測(cè)做法可按現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑變形測(cè)量規(guī)范》JGJ8執(zhí)行。
9.4.3適用范圍
適用于具有使用價(jià)值或保留價(jià)值或歷史價(jià)值的既有建(構(gòu))物的整體移位,對(duì)于這些既有建(構(gòu))物因規(guī)劃調(diào)整、小區(qū)平面布置改變等原因,需整體從原址移位到附近新址,其移位方式包括平移、旋轉(zhuǎn)及局部頂升??煽紤]進(jìn)行移位的建(構(gòu))筑物為:一般工業(yè)與民用建筑,其層數(shù)為多層,其結(jié)構(gòu)形式可包括砌體結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、磚木結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)等;其他構(gòu)筑物;古建筑、歷史建筑與特殊建筑。
9.4.4工程案例
廈門市人民檢察院綜合樓6層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)平移工程、泉州佳麗彩印廠專家樓平移工程、北京英國(guó)大使館(國(guó)家一級(jí)文物)整體平移工程、濟(jì)南宏濟(jì)堂歷史建筑整體移位工程等。
9.5 結(jié)構(gòu)無損性拆除技術(shù)
9.5.1技術(shù)內(nèi)容
無損性拆除技術(shù)主要包括金剛石無損鉆切技術(shù)和水力破除技術(shù),這兩種技術(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的擾動(dòng)小,對(duì)保留結(jié)構(gòu)基本無沖擊,不損壞保留結(jié)構(gòu)的性能狀態(tài),同時(shí)它具有低噪聲、輕污染、效率高的特點(diǎn)。主要用于既有建(構(gòu))物結(jié)構(gòu)改造時(shí)部分結(jié)構(gòu)與構(gòu)件的無損性拆除。
(1)金剛石無損鉆切技術(shù)
利用金剛石工具包括金剛石繩鋸、金剛石圓盤鋸、金剛石薄壁鉆等,通過其對(duì)既有混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行鋸切、切削與鉆孔形成切割面,將結(jié)構(gòu)需切割拆除的部分與保留的結(jié)構(gòu)分離,滿足保留既有混凝土結(jié)構(gòu)的受力性能和使用壽命的技術(shù)要求。
(2)水力破除技術(shù)
水力破除技術(shù)是采用高速水射流來破除混凝土的靜力銑刨技術(shù)?;炷潦嵌嗫撞牧锨铱估瓘?qiáng)度相對(duì)較低,高速水射流穿透混凝土孔隙時(shí)產(chǎn)生內(nèi)壓,當(dāng)內(nèi)壓超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí),混凝土即被破除,而水流對(duì)鋼筋沒有影響,故鋼筋可以原樣保留。
9.5.2技術(shù)指標(biāo)
(1)金剛石無損鉆切技術(shù)
1)金剛石繩鋸:
繩索的變向是通過導(dǎo)向輪的組合安裝來實(shí)現(xiàn)的,施工過程中導(dǎo)向輪的安裝與主動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪中的位置關(guān)系應(yīng)巧妙的設(shè)計(jì),以滿足切割要求。
繩索切割線速度不低于18m/s。
金剛石繩索的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)滿足切割過程中最大張拉強(qiáng)度的要求。
2)金剛石圓盤鋸 :
切割鋸片與切割深度的關(guān)系見表9.1。
表9.1 切割鋸片與切割深度關(guān)系表
鋸片直徑/mm | 400 | 600 | 700 | 1200 |
切割深度/mm | 150 | 250 | 300 | 500 |
?
切割鋸的軌道安裝偏差控制在3mm以內(nèi),鋸片固定完成后檢查調(diào)整鋸片與切割面的垂直度,平行于墻體切割樓板時(shí),距離墻邊最小切割距離為30mm。
3)金剛石薄壁鉆:
采用十字畫線法確定鉆孔中心,孔位偏差不超過3mm。
利用連續(xù)鉆孔進(jìn)行切割時(shí),鉆孔采用Φ89mm或Φ108mm孔徑施工,1m長(zhǎng)度方向上布置鉆孔數(shù)為11~13個(gè)。切割直線偏差小于20mm。
(2)水力破除技術(shù)
水力破除技術(shù)參數(shù)主要為壓力、流量、沖程;如壓力大、流量小則施工效率會(huì)大大降低,壓力小、流量大則無法破除混凝土,沖程大則破除深度大,沖程小則破除深度小,三者有著密不可分,應(yīng)針對(duì)不同標(biāo)號(hào)強(qiáng)度、級(jí)配的混凝土參數(shù)的進(jìn)行設(shè)定。具體參數(shù)詳見表9.2。
表9.2水力破除技術(shù)參數(shù)表
破除形式 | 壓力/MPa | 流量/(L/min) |
機(jī)器人形式 | 180~220 | 180~220 |
手持式形式 | 220~260 | 20~26 |
?
9.5.3適用范圍
適用于各類既有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑的局部結(jié)構(gòu)拆改及有保留結(jié)構(gòu)要求的工程施工。
9.5.4工程案例
北京三元橋(跨京順路)橋梁快速大修工程、京港澳高速公路石安段支漳河特大橋改擴(kuò)建工程、北京牡丹園公寓2號(hào)樓拆除工程等。
9.6 深基坑施工監(jiān)測(cè)技術(shù)
9.6.1技術(shù)內(nèi)容
基坑工程監(jiān)測(cè)是指通過對(duì)基坑控制參數(shù)進(jìn)行一定期間內(nèi)的量值及變化進(jìn)行監(jiān)測(cè),并根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)評(píng)估判斷或預(yù)測(cè)基坑安全狀態(tài),為安全控制措施提供技術(shù)依據(jù)。
監(jiān)測(cè)內(nèi)容一般包括支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移、基坑底部及周邊土體的位移、周邊建筑物的位移、周邊管線和設(shè)施的位移及地下水狀況等。
監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一般包括傳感器、數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)、狀態(tài)分析評(píng)估與預(yù)測(cè)軟件等。
通過在工程支護(hù)(圍護(hù))結(jié)構(gòu)上布設(shè)位移監(jiān)測(cè)點(diǎn),進(jìn)行定期或?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè),根據(jù)變形值判定是否需要采取相應(yīng)措施,消除影響,避免進(jìn)一步變形發(fā)生的危險(xiǎn)。監(jiān)測(cè)方法可分為基準(zhǔn)線法和坐標(biāo)法。
在水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)旁布設(shè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn),布點(diǎn)要求間隔15~25m布設(shè)一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn),利用高程監(jiān)測(cè)的方法對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)頂部進(jìn)行沉降監(jiān)測(cè)。
基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)沿垂直方向水平位移的監(jiān)測(cè),用測(cè)斜儀由下至上測(cè)量預(yù)先埋設(shè)在墻體內(nèi)測(cè)斜管的變形情況,以了解基坑開挖施工過程中基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)在各個(gè)深度上的水平位移情況,用以了解和推算圍護(hù)體變形。
臨近建筑物沉降監(jiān)測(cè),利用高程監(jiān)測(cè)的方法來了解臨近建筑物的沉降,從而了解其是否會(huì)引起不均勻沉降。
在施工現(xiàn)場(chǎng)沉降影響范圍之外,布設(shè)3個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)為該工程臨近建筑物沉降監(jiān)測(cè)的基準(zhǔn)點(diǎn)。臨近建筑物沉降監(jiān)測(cè)的監(jiān)測(cè)方法、使用儀器、監(jiān)測(cè)精度同建筑物主體沉降監(jiān)測(cè)。
9.6.2技術(shù)指標(biāo)
(1)變形報(bào)警值。水平位移報(bào)警值,按一級(jí)安全等級(jí)考慮,最大水平位移≤0.14%H;按二級(jí)安全等級(jí)考慮,最大水平位移≤0.3%H。
(2)地面沉降量報(bào)警值。按一級(jí)安全等級(jí)考慮,最大沉降量≤0.1%H;按二級(jí)安全等級(jí)考慮,最大沉降量≤0.2%H。
(3)監(jiān)測(cè)報(bào)警指標(biāo)一般以總變化量和變化速率兩個(gè)量控制,累計(jì)變化量的報(bào)警指標(biāo)一般不宜超過設(shè)計(jì)限值。若有監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的數(shù)據(jù)超過報(bào)警指標(biāo),應(yīng)從累計(jì)變化量與日變量?jī)煞矫婵紤]。
9.6.3適用范圍
用于深基坑鉆、挖孔灌注樁、地連墻、重力壩等圍(支)護(hù)結(jié)構(gòu)的變形監(jiān)測(cè)。
9.6.4工程案例
深圳中航廣場(chǎng)工程、上海萬達(dá)商業(yè)中心等。
9.7 大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)施工安全性監(jiān)測(cè)技術(shù)
9.7.1技術(shù)內(nèi)容
大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)是指大跨度鋼結(jié)構(gòu)、大跨度混凝土結(jié)構(gòu)、索膜結(jié)構(gòu)、超限復(fù)雜結(jié)構(gòu)、施工質(zhì)量控制要求高且有重要影響的結(jié)構(gòu)、橋梁結(jié)構(gòu)等,以及采用滑移、轉(zhuǎn)體、頂升、提升等特殊施工過程的結(jié)構(gòu)。
大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)施工安全性監(jiān)測(cè)以控制結(jié)構(gòu)在施工期間的安全為主要目的,重點(diǎn)技術(shù)是通過檢測(cè)結(jié)構(gòu)安全控制參數(shù)在一定期間內(nèi)的量值及變化,并根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)評(píng)估或預(yù)判結(jié)構(gòu)安全狀態(tài),必要時(shí)采取相應(yīng)控制措施以保證結(jié)構(gòu)安全。監(jiān)測(cè)參數(shù)一般包括變形、應(yīng)力應(yīng)變、荷載、溫度和結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)參數(shù)等。
監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括傳感器、數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)、狀態(tài)分析評(píng)估與顯示軟件等。
9.7.2技術(shù)指標(biāo)
監(jiān)測(cè)技術(shù)指標(biāo)主要包括傳感器及數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)測(cè)試穩(wěn)定性和精度,其穩(wěn)定性指標(biāo)一般為監(jiān)測(cè)期間內(nèi)最大漂移小于工程允許的范圍,測(cè)試精度一般滿足結(jié)構(gòu)狀態(tài)值的5%以內(nèi)。監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置與數(shù)量滿足工程監(jiān)測(cè)的需要,并滿足《建筑與橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》GB50982等國(guó)家現(xiàn)行監(jiān)測(cè)、測(cè)量等規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求。
9.7.3適用范圍
大跨度鋼結(jié)構(gòu)、大跨度混凝土結(jié)構(gòu)、索膜結(jié)構(gòu)、超限復(fù)雜結(jié)構(gòu)、施工質(zhì)量控制要求高且有重要影響的建筑結(jié)構(gòu)和橋梁結(jié)構(gòu)等,包含有滑移、轉(zhuǎn)體、頂升、提升等特殊施工過程的結(jié)構(gòu)。
9.7.4工程案例
武漢綠地中心、上海中心、深圳平安金融中心、天津津塔、上海東方明珠塔、廣州電視塔等超高層與高聳結(jié)構(gòu)、國(guó)家體育場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)、五棵松體育館鋼結(jié)構(gòu)、國(guó)家大劇院鋼結(jié)構(gòu)、深圳會(huì)展中心鋼結(jié)構(gòu)、昆明新機(jī)場(chǎng)、上海大劇院、2010年上海世博會(huì)世博軸鋼結(jié)構(gòu)與索膜結(jié)構(gòu)、中國(guó)航海博物館結(jié)構(gòu);大同大劇院鋼筋混凝土薄殼結(jié)構(gòu)等大跨空間結(jié)構(gòu),CCTV新臺(tái)址異形結(jié)構(gòu);大同美術(shù)館三角錐鋼結(jié)構(gòu)頂推滑移工程,貴州盤縣大橋頂推工程,中航技研發(fā)中心頂升工程等。
9.8 爆破工程監(jiān)測(cè)技術(shù)
9.8.1技術(shù)內(nèi)容
在爆破作業(yè)中爆破振動(dòng)對(duì)基礎(chǔ)、建筑物自身、周邊環(huán)境物均會(huì)造成一定的影響,無論從工程施工的角度還是環(huán)境安全的需要,均要對(duì)爆破作業(yè)提出控制,將爆破引發(fā)的各類效應(yīng)列為控制和監(jiān)測(cè)爆破影響的重要項(xiàng)目。
爆破監(jiān)測(cè)的主要項(xiàng)目主要包括:(1)爆破質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度;(2)爆破動(dòng)應(yīng)變;(3)爆破孔隙動(dòng)水壓力;(4)爆破水擊波、動(dòng)水壓力及涌浪;(5)爆破有害氣體、空氣沖擊波及噪聲;(6)爆破前周邊建筑物的檢測(cè)與評(píng)估;(7)爆破中周邊建筑物振動(dòng)加速度、傾斜及裂縫。
振動(dòng)速度加速度傳感器、應(yīng)變計(jì)、滲壓計(jì)、水擊波傳感器、脈動(dòng)壓力傳感器、傾斜計(jì)、裂縫計(jì)等分別與各類數(shù)據(jù)采集分析裝置組成監(jiān)測(cè)系統(tǒng);對(duì)有害氣體的分析可采用有毒氣體檢測(cè)儀;空氣沖擊波及噪聲監(jiān)測(cè)可采用專用的爆破噪聲測(cè)試系統(tǒng)或聲級(jí)計(jì)。
9.8.2技術(shù)指標(biāo)
爆破監(jiān)測(cè)在具體實(shí)施中應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《爆破安全規(guī)程》GB6722、《作業(yè)場(chǎng)所空氣中粉塵測(cè)定方法》GB5748、《水電水利工程爆破安全監(jiān)測(cè)規(guī)程》DL/T5333。
9.8.3適用范圍
適用于市政工程、海港碼頭、鐵路、公路、水利水電工程中的巖石類爆破。
9.8.4工程案例
三峽水利樞紐三期上游圍堰拆除工程、小浪底水利樞紐的左右岸開挖工程、秦山核電站大型基坑開挖爆破、重慶輕軌三號(hào)線江北機(jī)場(chǎng)站工程、南水北調(diào)丹江口水庫(kù)加高工程、西北熱力穿山隧道爆破施工。
9.9 受周邊施工影響的建(構(gòu))筑物檢測(cè)、監(jiān)測(cè)技術(shù)
9.9.1技術(shù)內(nèi)容
周邊施工指在既有建(構(gòu))筑物下部或臨近區(qū)域進(jìn)行深基坑開挖降水、地鐵穿越、地下頂管、綜合管廊等的施工,這些施工易引發(fā)周邊建(構(gòu))筑物的不均勻沉降、變形及開裂等,致使結(jié)構(gòu)或既有線路出現(xiàn)開裂、不均勻沉降、傾斜甚至坍塌等事故,因此有必要對(duì)受施工影響的周邊建(構(gòu))筑物進(jìn)行檢測(cè)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,并對(duì)其進(jìn)行施工期間的監(jiān)測(cè),嚴(yán)格控制其沉降、位移、應(yīng)力、變形、開裂等各項(xiàng)指標(biāo)。
各類穿越既有線路或穿越既有建(構(gòu))筑物的工程,施工前應(yīng)按施工工藝及步驟進(jìn)行數(shù)值模擬,分析地表及上部結(jié)構(gòu)變形與內(nèi)力,并結(jié)合計(jì)算結(jié)果調(diào)整和設(shè)定施工監(jiān)控指標(biāo)。
9.9.2技術(shù)指標(biāo)
檢測(cè)主要是對(duì)既有結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀、結(jié)構(gòu)性態(tài)進(jìn)行檢測(cè)與調(diào)查,記錄結(jié)構(gòu)外觀缺陷與損傷、裂縫、差異沉降、傾斜等作為施工前結(jié)構(gòu)初始值,并對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行承載力評(píng)定及預(yù)變形分析。結(jié)構(gòu)承載力評(píng)定應(yīng)包含較大差異沉降、傾斜或缺陷的作用;監(jiān)測(cè)及預(yù)警主要為受影響的建(構(gòu))筑物結(jié)構(gòu)內(nèi)部變形及應(yīng)力,傾斜與不均勻沉降,典型裂縫的寬度與開展,其他典型缺陷等。
9.9.3適用范圍
周邊施工包含深基坑施工、地鐵穿越施工、地下頂管施工、綜合管廊施工等。
9.9.4工程案例
天津老城廂深基坑開挖對(duì)周邊居民樓影響監(jiān)測(cè),天津地下管廊頂管施工對(duì)周邊居民樓影響監(jiān)測(cè),北京地鐵10號(hào)線穿越施工過程檢測(cè)監(jiān)測(cè),合肥地鐵3號(hào)線穿越施工對(duì)上部建筑影響檢測(cè)監(jiān)測(cè)與評(píng)估。
9.10 隧道安全監(jiān)測(cè)技術(shù)
9.10.1技術(shù)內(nèi)容
對(duì)隧道襯砌結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測(cè),根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)判定隧道的安全性,實(shí)現(xiàn)隧道安全監(jiān)測(cè)。
監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)包括監(jiān)測(cè)斷面測(cè)點(diǎn)棱鏡、自動(dòng)全站儀、通訊裝置、控制計(jì)算機(jī)以及數(shù)據(jù)中心服務(wù)器,采用實(shí)時(shí)在線控制方式,可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的受控采集和實(shí)時(shí)分析,同時(shí)實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和報(bào)警信息的實(shí)時(shí)發(fā)布。
系統(tǒng)實(shí)施具體要求如下:
(1)在隧道襯砌結(jié)構(gòu)表面設(shè)置監(jiān)測(cè)斷面,監(jiān)測(cè)斷面應(yīng)設(shè)置在變形影響區(qū)內(nèi),監(jiān)測(cè)斷面間距一般5~15m,特殊地質(zhì)地段和重要構(gòu)筑物附近的斷面應(yīng)適當(dāng)加密;
(2)每個(gè)監(jiān)測(cè)斷面設(shè)置監(jiān)測(cè)棱鏡若干,一般要在拱頂、拱腰、拱腳等部位設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn);
(3)在監(jiān)測(cè)區(qū)域外的穩(wěn)定區(qū)布置基準(zhǔn)斷面,可以在監(jiān)測(cè)區(qū)外布置2個(gè)基準(zhǔn)斷面,每斷面設(shè)置棱鏡2~5個(gè),兩基準(zhǔn)斷面之間棱鏡組成基線,采用自動(dòng)全站儀進(jìn)行基于基線的變形測(cè)量;
(4)自動(dòng)全站儀應(yīng)盡量設(shè)置在兩個(gè)基準(zhǔn)斷面之間,同時(shí)要避讓最大變形區(qū)域,減少監(jiān)測(cè)過程中具有有限角度補(bǔ)償?shù)淖詣?dòng)全站儀的人工糾偏工作量;
(5)監(jiān)測(cè)報(bào)警閾值根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況計(jì)算設(shè)置,同時(shí)符合相關(guān)規(guī)范。
9.10.2技術(shù)指標(biāo)
監(jiān)測(cè)實(shí)施過程應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《工程測(cè)量規(guī)范》GB50026、《城市軌道交通工程測(cè)量規(guī)范》GB50308等。
9.10.3適用范圍
施工和運(yùn)營(yíng)中的隧道安全監(jiān)測(cè)。
9.10.4工程案例
深圳地鐵9號(hào)線,深圳地鐵9號(hào)線西延線等。
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