淺談高層建筑施工沉降觀測技術(shù)

　　與多層建筑相比，高層建筑具有節(jié)省用地、節(jié)約市政工程費用等優(yōu)勢，但也存在使用人數(shù)多，造價高，發(fā)生突發(fā)事件逃生速度慢，出現(xiàn)問題帶來的后果比較嚴重等劣勢。加強對高層建筑沉降的監(jiān)測尤為重要。
　　
　　一、沉降觀測的基本要求
　　
　　1、儀器設(shè)備、人員素質(zhì)要求。根據(jù)沉降觀測精度要求高的特點，為能精確地反映出建筑物在不斷加荷作用下的沉降情況，一般規(guī)定測量的誤差應(yīng)小于變形值的1／10～1／20，為此，要求沉降觀測應(yīng)使用精密水準儀（S1或S05級），而且要求受環(huán)境及溫差變化影響小。若使用一般塔尺，則盡量使用第一段標尺。
　　2、觀測時間要求。建筑物沉降觀測對時間有嚴格限制條件，特別是首次觀測必須按時進行，否則沉降觀測得不到原始數(shù)據(jù)，使整個觀測失去完整觀測意義。
　　3、對觀測點的要求。為了能夠反映建構(gòu)筑物的準確沉降情況，沉降觀測點要埋設(shè)在最能反映沉降特征且便于觀測的位置。一般要求建筑物上設(shè)置的沉降觀測點縱橫向?qū)ΨQ，且相鄰點之間間距以15～30米為宜，均勻地分布在建筑物周圍。通常情況下，建筑物設(shè)計圖紙上有專門沉降觀測點布置圖。
　　4、沉降觀測自始至終要遵循“五定”原則。所謂“五定”，即通常所說的沉降觀測依據(jù)的基準點、工作基點和被觀測物上的沉降觀測點，點位要穩(wěn)定；所用儀器、設(shè)備要穩(wěn)定；觀測人員要穩(wěn)定；觀測時的環(huán)境條件基本一致；觀測路線、鏡位、程序和方法要固定。客觀上盡量減少觀測誤差的不定性，使所測的結(jié)果具有統(tǒng)一的趨向性，保證各次復(fù)測結(jié)果與首次觀測結(jié)果可比性一致，所觀測的沉降量更真實。
　　5、施測要求。儀器、設(shè)備的操作方法與觀測程序要熟悉、正確。在首次觀測前要對所用儀器的各項指標進行檢測校正，必要時經(jīng)計量單位予以鑒定。連續(xù)使用3～6個月要重新檢校。在觀測過程中，操作人員要相互配合，工作協(xié)調(diào)一致，認真仔細，做到步步有校核。
　　6、沉降觀測精度的要求。根據(jù)建筑物的特性和建設(shè)、設(shè)計單位的要求選擇沉降觀測精度的等級。在沒有特殊要求情況下，一般性高層建構(gòu)筑物施工過程中，采用二等水準測量的觀測方法即能滿足沉降觀測的要求。各項觀測指標要求如下：（1）往返較差、附和或環(huán)線閉合差：△h≤觀測路線距離的平方根；（2）前后視距≤30m；（3）前后視距差≤1.0m；（4）前后視距累積差≤3.0m；（5）沉降觀測點相對于后視點的高差容差≤1.0mm；（6）水準儀的精度不低于N2級別。
　　7、沉降觀測成果整理及計算要求。原始數(shù)據(jù)要真實可靠，記錄計算要符合施工測量規(guī)范要求，依據(jù)嚴謹有序、步步校核、結(jié)果有效的原則進行整理及計算。
　　
　　二、具體施測程序及步驟
　　
　　1、建立水準控制網(wǎng)。根據(jù)工程的特點布局、現(xiàn)場的環(huán)境條件制訂測量施測方案，由建設(shè)單位提供的水準控制點（或城市精密導(dǎo)線點）根據(jù)工程的測量施測方案和布網(wǎng)原則的要求建立水準控制網(wǎng)。要求：（1）一般高層建筑物周圍要布置三個以上水準點，水準點的間距不大于100米；（2）在場區(qū)內(nèi)任何地方架設(shè)儀器至少后視到兩個水準點，并且場區(qū)內(nèi)各水準點構(gòu)成閉合圖形，以便閉合檢校；（3）各水準點要設(shè)在建筑物開挖、地面沉降和震動區(qū)范圍之外，水準點的埋深要符合二等水準測量的要求（大于1.5米），根據(jù)工程特點，建立合理的水準控制網(wǎng)，與基準點聯(lián)測，平差計算出各水準點的高程。
　　2、建立固定的觀測路線。由場區(qū)水準控制網(wǎng)，依據(jù)沉降觀測點的埋設(shè)要求或圖紙設(shè)計的沉降觀測點布點圖，確定沉降觀測點的位置。在控制點與沉降觀測點之間建立固定的觀測路線，并在架設(shè)儀器站點與轉(zhuǎn)點處作好標記樁，保證各次觀測都沿著統(tǒng)一路線進行。
　　3、沉降觀測。根據(jù)編制的工程施測方案及確定的觀測周期，首次觀測應(yīng)在觀測點穩(wěn)固后及時進行。一般高層建筑物有一層或數(shù)層地下結(jié)構(gòu)，首次觀測應(yīng)從基礎(chǔ)開始，在基礎(chǔ)的縱橫軸線上按設(shè)計好的位置埋設(shè)臨時沉降觀測點，等臨時觀測點穩(wěn)固好，進行首次觀測。
　　4、將各次觀測記錄整理檢查無誤后，進行平差計算，求出各次每個觀測點的高程值。從而確定出沉降量。
　　5、統(tǒng)計表匯總。（1）根據(jù)各觀測周期平差計算的沉降量，列統(tǒng)計表，進行匯總。（2）繪制各觀測點的下沉曲線。首先建立下沉曲線坐標，橫坐標為時間坐標，縱坐標上半部為荷載值，下半部為各沉降觀測周期的沉降量。將統(tǒng)計表中各觀測點對應(yīng)的觀測周期所測得沉降量畫于坐標中，并將相應(yīng)的荷載值也畫于坐標中，連線，就得到對應(yīng)于荷載值的沉降曲線。（3）根據(jù)沉降量統(tǒng)計表和沉降曲線圖，可以預(yù)測建筑物的沉降趨勢，將建筑物的沉降情況及時反饋到有關(guān)主管部門，正確指導(dǎo)施工。特別是在沉陷性較大的地基上重要建筑物的不均勻沉降的觀測顯得更為重要。（4）利用沉降曲線還可計算出因地基不均勻沉降引起的建筑物傾斜度：q=（△Cm-△Cn）/Lmn，△Cm，△Cn分別為m，n點的總沉降量，Lmn為m，n點的距離。（5）對沉降觀測的成果分析，可以找出同一地區(qū)類似結(jié)構(gòu)形式建筑物影響其沉降的主要因素，指導(dǎo)施工單位編好施工組織設(shè)計，對指導(dǎo)施工大有裨益，同樣也為勘察設(shè)計單位提供寶貴的一手資料，便于設(shè)計更完善的施工圖。
　　6.觀測中的注意事項：（1）嚴格按測量規(guī)范的要求施測。（2）前后視觀測最好用同一水平尺。（3）各次觀測必須按照固定的觀測路線進行。（4）觀測時要避免陽光直射，且各觀測環(huán)境基本一致。（5）成像清晰、穩(wěn)定時再讀數(shù)。（6）隨時觀測，隨時檢核計算，觀測時要—氣呵成。（7）在雨季前后要聯(lián)測，檢查水準點標高是否有變動。（8）將各次所觀測沉降情況及時反饋有關(guān)部門，當建筑物每天（24h）連續(xù)沉降量超過1mm時應(yīng)停止施工，會同有關(guān)部門采取應(yīng)急措施。
　　
　　三、需探討的兩個問題
　　
　　1、確定建筑物沉降觀測精度的合理性。由于現(xiàn)行規(guī)范對施工單位施工過程的沉降觀測要求不明朗，這對施工單位在建筑物沉降觀測精度選擇隨意性較大，但是精度的高低直接關(guān)系到沉降觀測成敗。
　　2、在沉降觀測過程中，沉降量與時問關(guān)系曲線不是單邊下行光滑曲線，而是起伏狀現(xiàn)象，尚需探討。
　　（作者單位：肖立峰，大慶建筑安裝集團有限責(zé)任公司；劉鳳榮，大慶市城建開發(fā)設(shè)計院）