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来源：职称驿站所属分类：建筑设计论文 发布时间：2012-08-27浏览：17次
摘要:根据建筑物沉降观测实践经验，并作定量分析后得出，当沉降观测专用螺栓式标志件的螺帽内有夹杂物时，所测得的沉降观测成果已不能满足现行规范的要求。在对沉降观测螺栓式标志件加以改进后，即可获得满意的观测成果，建议在实践中推广使用。
关键词:沉降观测;蔽式沉降观测点;螺栓式标志;改进
1引言
建筑物沉降观测是通过观测建筑物上各沉降标志点相对于基点的高程变化值，研究建筑物的沉降变化，为设计和施工提供测量技术依据[1]。
目前，建筑变形测量规范JGJ8-2007中规定的螺栓式标志型式的沉降观测点在建筑物沉降观测过程中正被广泛应用。通常情况下埋设的螺栓式标志件或多或少总有一定角度的倾斜，若有砂浆或混凝土碎屑等杂物进入螺帽，定会使与之匹配的螺杆旋入螺帽的深度每一次都不同，而因此引起的高差却往往被观测人员忽略。由于观测人员常以消极的态度去处理这个高差，笔者对建筑物沉降观测中因上述原因引起的误差做出定量分析，并提出具体解决办法及对螺栓式标志件的改进措施。
2螺栓式标志规定型式
建筑变形测量规范JGJ8-2007中规定：高程基准点和工作基点标石、标志的型式可按本规范附录A的规定执行；沉降观测隐蔽式沉降观测点标志的型式可按本规范第D.0.1条的规定执行。其中规定铸铁或不锈钢墙水准标志以及螺栓式标志[2]为同一规格。现以螺栓式标志为例详细分析介绍。螺栓式标志由螺母、螺帽和螺杆组成，如图1所示：
图1螺栓式标志(适用于墙体上埋设，单位:)
3施工现场环境的影响
业内人士常采取“一稳定、四固定”的基本措施[3]从客观上减少观测误差的不定性，使各次观测结果间的可比性更一致[4]：
1.基准点、工作基点和观测点要稳定；
2.所用仪器、设备要固定；
3.观测人员、立尺人员要固定；
4.观测的时间要固定；
5.观测的路线、镜位、程序和方法要固定。
很明显，要解决由螺栓式标志引起的高程变化问题，上述措施则过分依赖施工现场的环境条件，而沉降观测通常贯穿整个施工阶段和使用阶段，且施工现场的情况往往很复杂。比如：
1.没有施工员的指导，工人在施工过程中随意将螺栓式标志的螺帽摘除，为方便其进行施工；
2.在主体结构、砌体工程和节能工程等施工过程中都会有水泥、混凝土和砂浆等滑落；
3.工人紧靠结构柱或墙体堆放建筑物施工残留固体垃圾；
4.螺栓式标志本身被锈蚀，等。
这都非常容易使固体夹杂物进入螺帽，堵塞螺杆顺利旋入，最终导致该标志点的高程变化。这个变化到底有多大，是否足以影响到观测结果的准确性，是否需要对建筑变形测量规范JGJ8-2007中规定螺栓式标志的型式进行改进，尚需对这些问题作进一步研究和分析。
4定量分析
现对此问题做如下定量分析，假设螺栓式标志埋设稳固后与水平方向的夹角为,当螺帽与螺杆间有固体夹杂物时螺杆沿轴线方向的位移为,螺杆半球顶部的垂直位移为，如图2所示：
图2被固体夹杂物堵塞后的螺栓标志示意图
从图中不难看出各变量间存在如式1所示关系：
（1）
式中，——螺帽与螺杆间有固体夹杂物填塞前后螺杆半球顶部的垂直位移；
——为螺帽与螺杆间有固体夹杂物填塞时螺杆沿轴线方向的位移；
——螺栓式标志埋设稳固后与水平方向的夹角。
当的值分别为时，且当的值分别为时，螺杆半球顶端的垂直位移如表1所示：
表1螺杆半球顶部垂直位移（）
Table1theverticaldisplacementofthetopofthescrewhemisphere（）
螺栓式标志与螺杆间有固体夹杂物时螺杆沿轴线方向的位移
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
-20° -0.34 -0.68 -1.03 -1.37 -1.71 -2.05 -2.39 -2.74 -3.08 -3.42
-15° -0.26 -0.52 -0.78 -1.04 -1.29 -1.55 -1.81 -2.07 -2.33 -2.59
-10° -0.17 -0.35 -0.52 -0.69 -0.87 -1.04 -1.22 -1.39 -1.56 -1.74
-5° -0.09 -0.17 -0.26 -0.35 -0.44 -0.52 -0.61 -0.70 -0.78 -0.87
±0° 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
+5° 0.09 0.17 0.26 0.35 0.44 0.52 0.61 0.70 0.78 0.87
+10° 0.17 0.35 0.52 0.69 0.87 1.04 1.22 1.39 1.56 1.74
+15° 0.26 0.52 0.78 1.04 1.29 1.55 1.81 2.07 2.33 2.59
+20° 0.34 0.68 1.03 1.37 1.71 2.05 2.39 2.74 3.08 3.42
从上表可以看出：
1.螺栓式标志埋设稳固后与水平方向的夹角为±0°时，无论螺杆沿轴线方向的位移为多少，螺杆半球顶部均不会产生的垂直方向的位移；
2.螺栓式标志埋设稳固后与水平方向的夹角达到±5°，且螺杆沿轴线方向的位移达到6时;或螺栓式标志埋设稳固后与水平方向的夹角达到±10°，且螺杆沿轴线方向的位移达到3时;或螺栓式标志埋设稳固后与水平方向的夹角达到±15°，且螺杆沿轴线方向的位移达到2时，螺杆半球顶部的垂直位移达到0.52。并会随螺杆的倾斜角度或轴向位移的增大而增大。
而现场通常对螺栓式标志的埋设只是大致水平，导致螺杆半球顶部垂直已超出建筑变形测量规范JGJ8-2007中的规定：沉降观测中二级水准测量观测点测站高差中误差为不大于±0.50，一级水准测量观测点测站高差中误差为不大于±0.15。因此，螺栓式标志的型式设计是欠妥当的，确实有改进的必要。
5改进措施
如果在每次测量过程中，即使螺帽内有少量固体夹杂物填塞仍能使螺帽与螺杆保持相对固定的位置，上述问题将迎刃而解。笔者根据多次工程实践经验，对螺栓式标志件的螺帽做了如下改进：将螺帽内根部倾斜面放平，在底部内侧留出直径为4，长度为10的圆柱，圆柱端部加工成半径为2的半球。如图3所示：
图3螺帽局部设计变更后示意图
建筑物沉降观测方法DGJ32/J18-2006J10771-2006中规定沉降观测点标志的型式亦可做类似上述改进，在此就不一一赘述。
改进后的螺栓式标志，在工程实践中有以下优点，如图4所示：
图4改进后螺栓式标志工作示意图
1.旋紧螺杆，使螺杆与螺帽底部突起相互作用，能保证每次测量时螺帽与螺杆的位置关系相对稳固，从而使测量结果能真实反映建筑物沉降变化；
2.如果螺帽内存有大量固体夹杂物，可以先清除，即使有少量残存，螺帽与螺杆围成的空间已足以容纳；
3.由于突起的端部设计为半球形，螺杆与螺帽底部突起相互作用可将夹杂物排挤到螺帽突起外围空间，从而保证螺帽和螺杆接触完好；
4.按此设计进行机械加工便捷，成本也很低廉，适宜广泛使用。
6结语
对建筑物沉降观测螺栓式标志的型式改进十分重要，也非常迫切。在重视机械设计本身合理的同时又适宜用于施工现场存在的不利条件，能保障获取更真实、准确和可靠的观测数据，必将会赢得广大同仁的认可和推广，有效推进行业技术不断创新。
参考文献：
[1]GB50026-2007,工程测量规范[S].北京:中国计划出版社,2008.
[2]JGJ8/J719-2007,建筑变形测量规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2007.
[3]胡伍生主编.《变形观测及数据处理》.2005.3
[4]张威,刘树斌.2006.高层建筑物中沉降观测技术应用的探讨.建筑科学,2006
[5]DGJ32/J18-2006,建筑物沉降观测方法[S].南京:南京:江苏省工程建设标准站,2006.
《浅析对沉降观测螺栓式标志的改进》
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文章名称： 浅析对沉降观测螺栓式标志的改进
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