關(guān)于高層建筑沉降測(cè)量技術(shù)及其應(yīng)用的探討

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國各大城市的高層建筑也越來越多，由于高層建筑沉降測(cè)量具有一定的特殊性，并且為了保證高層建筑的安全建設(shè)以及完工后的安全使用，本文針對(duì)高層建筑的沉降測(cè)量技術(shù)做了一定的分析，指出了高層建筑沉降測(cè)量的工作要點(diǎn)。

關(guān)鍵字：高層建筑；沉降測(cè)量；應(yīng)用

在高層建筑的建設(shè)過程中，隨著工程不斷進(jìn)行，建筑體載荷也在不斷的增加，導(dǎo)致建筑體普遍存在沉降現(xiàn)象。當(dāng)工程結(jié)束之后，沉降量也會(huì)慢慢的趨于穩(wěn)定。為了保證高層建筑的安全建設(shè)與后期的安全使用，在施工過程中就必須對(duì)沉降量進(jìn)行觀測(cè)，以此來反映建筑物的變形情況。

1.高層建筑物沉降原因介紹

由于土地地質(zhì)原因以及建筑物施工過程中載荷的不斷增加都會(huì)引起建筑物的不均勻沉降發(fā)生。為了避免由于沉降而導(dǎo)致建筑物大面積的損毀與變形，必須在施工過程中采取有效的措施加以應(yīng)對(duì)。通過對(duì)目前的建筑物沉降研究分析，導(dǎo)致建筑物沉降的原因主要有以下幾個(gè)方面：

1.1地基土本身的不均勻

由于建筑物實(shí)際建設(shè)用地并不是單一勻質(zhì)的地基土，而在前期設(shè)計(jì)階段，往往會(huì)對(duì)其進(jìn)行單一勻質(zhì)化的假定，這樣一來，設(shè)計(jì)與實(shí)際之間就具有一定的誤差。所以，實(shí)際中建筑物并不能像設(shè)計(jì)中計(jì)算的一樣完全均勻沉降。

1.2建設(shè)過程中出現(xiàn)問題

因?yàn)榍捌诳碧竭^程中，未能發(fā)現(xiàn)地下不良的地質(zhì)情況或者沒有針對(duì)這些不良地質(zhì)情況采取有效措施，還可能因?yàn)樵诘鼗ㄔO(shè)過程中施工不當(dāng)?shù)仍颍伎赡茉斐傻鼗l(fā)生不均勻沉降。

1.3建成后使用過程中的意外因素

建筑物建設(shè)完成后，因?yàn)榈鼗写罅康穆┧畷?huì)導(dǎo)致地基的局部沉降；在地面臨時(shí)退房大量的物資，會(huì)突然增加局部載荷也有可能造成局部地基沉降。另外，臨近建造的新的建筑物業(yè)會(huì)造成原來建筑物的不均勻沉降。

1.4地基安全儲(chǔ)備面積的不同

在建筑物前期的設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)者會(huì)針對(duì)地面設(shè)計(jì)計(jì)算各部分地基的承載情況，設(shè)計(jì)者除了會(huì)保證載荷較大部分的地基設(shè)計(jì)，還會(huì)在載荷較小部分預(yù)留一定的承載量，而這種設(shè)計(jì)也會(huì)導(dǎo)致由于地面載荷與地基設(shè)計(jì)不符而發(fā)生不均勻沉降。

1.5 采用不合理的地基處理方法

在工程建設(shè)中，會(huì)根據(jù)不同的實(shí)際情況采用不同的地基處理方法，并且這些方法的使用范圍以及所能夠達(dá)到的效果也不盡相同。地質(zhì)差異以及工程差異等都是造成地基處理方法不同的原因，甚至在同一工程中會(huì)采取多種地基處理方法。但實(shí)際工程建設(shè)中，往往會(huì)因?yàn)椴扇∠嗤姆椒ㄌ幚碥浫醭潭炔煌牡鼗鴮?dǎo)致不均勻沉降現(xiàn)象發(fā)生[1]。

2.沉降測(cè)量技術(shù)在高層建筑建設(shè)過程中的應(yīng)用

由于高層建筑地基載荷比較大，沉降現(xiàn)象比較顯著，對(duì)高層建筑的安全建設(shè)與使用有重要影響，所以對(duì)高層建筑而言，沉降測(cè)量要求更高。下面就沉降測(cè)量技術(shù)的基本應(yīng)用過程進(jìn)行介紹。目前，沉降測(cè)量技術(shù)主要分成以下五步來完成。

2.1布設(shè)測(cè)量的基準(zhǔn)點(diǎn)

沉降觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè)，必須在整個(gè)工程建設(shè)過程中保持穩(wěn)定，并且能夠全面的體現(xiàn)出建筑物地基的沉降特點(diǎn)。在確定沉降觀測(cè)點(diǎn)的時(shí)候，一般都要綜合考慮建筑物工程結(jié)構(gòu)以及實(shí)際的地質(zhì)情況，要盡可能的避開電氣設(shè)施、暖水管道等有礙觀測(cè)的設(shè)施。在高層建筑沉降測(cè)量中一般至少要設(shè)立三個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，并且這些觀測(cè)點(diǎn)要在建筑物周圍50～100m的范圍以內(nèi)。為了使這些觀測(cè)點(diǎn)具有永久的使用性能，觀測(cè)點(diǎn)最好設(shè)立在穩(wěn)定性好的地方，比如墻角以及埋石點(diǎn)等。

2.2沉降觀測(cè)點(diǎn)的標(biāo)志

在設(shè)立建筑物沉降點(diǎn)的時(shí)候需要根據(jù)建筑物的特征采用相應(yīng)的標(biāo)志，并且沉降觀測(cè)點(diǎn)的標(biāo)志要盡量做到以下三點(diǎn)要求：

（1）牢固性。要保證在長期的觀測(cè)過程中，此標(biāo)志都能夠很好的反映觀測(cè)點(diǎn)的位置，不能隨意變動(dòng)。

（2）美觀性。要根據(jù)建筑物本身的風(fēng)格、材料以及建筑物在建設(shè)過程中以后建成后的實(shí)際情況來布設(shè)沉降觀測(cè)點(diǎn)的標(biāo)志，盡可能不影響建筑物的美觀。

（3）隱蔽性。建筑物沉降測(cè)量點(diǎn)的布設(shè)應(yīng)該盡可能隱蔽，防止在建設(shè)過程中被有意或無意的破壞、移位等。

2.3觀測(cè)的過程

在基準(zhǔn)點(diǎn)埋設(shè)二十天以后就進(jìn)行參考網(wǎng)的測(cè)量，為了確定基準(zhǔn)點(diǎn)是否穩(wěn)定，還要不定期的對(duì)其進(jìn)行觀測(cè)。一個(gè)非常重要的技術(shù)問題就是在處理建筑物變形數(shù)據(jù)的時(shí)候需要對(duì)網(wǎng)中點(diǎn)的穩(wěn)定性進(jìn)行檢查。此時(shí)可以對(duì)變形數(shù)據(jù)進(jìn)行穩(wěn)定點(diǎn)群的篩選，目前主流的篩選方法有Delft法、Karlstuhe法、Hannover法等。此外，還可以采用先進(jìn)的GPS定位儀來進(jìn)行建筑物沉降量觀測(cè)，這種方法簡單易行。此方法具體的觀測(cè)過程可以總結(jié)如下：假定建筑物選定了三個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)A、B、C。其中A、B兩點(diǎn)的穩(wěn)定性比較好，C點(diǎn)在后期的發(fā)生了下沉，此時(shí)就能夠以A點(diǎn)來作為水準(zhǔn)點(diǎn)和基準(zhǔn)點(diǎn)。在下一層的澆筑完成之后，再在建筑物上埋設(shè)觀測(cè)點(diǎn)，以A點(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)，觀測(cè)建筑物的沉降情況，一定要考慮到比較小的變形還有施工的因素。按照相關(guān)部門的規(guī)定，建筑物沉降觀測(cè)的周期需要在施工的后期做出一定程度的調(diào)整，并沉降測(cè)量工作一直要持續(xù)到建筑主體完工以及住戶入住以后。

2.4資料的整理以及分析

在每一階段的沉降觀測(cè)結(jié)束之后，都需要及時(shí)的整理測(cè)量所得數(shù)據(jù)，并且通過平差計(jì)算，各個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)相對(duì)高程計(jì)算以及此階段平均沉降量的計(jì)算等，對(duì)建筑物的變形情況進(jìn)行預(yù)測(cè)分析。分析結(jié)束以后，要輸出此階段建筑物沉降觀測(cè)結(jié)構(gòu)表、P-T-S曲線圖、各個(gè)觀測(cè)階段的沉降展開圖、建筑物的沉降曲線圖以及此階段沉降分析報(bào)告。在整個(gè)整理分析沉降數(shù)據(jù)的過程中，如果發(fā)現(xiàn)存在異常的沉降情況，就要及時(shí)通知相關(guān)部門，采取有效措施加以應(yīng)對(duì)[2]。

3.高層建筑的沉降測(cè)量需要注意的幾種情況

為了盡可能的保證觀測(cè)的可靠性與真實(shí)性，應(yīng)該對(duì)觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行組網(wǎng)觀測(cè)，也就是說要形成觀測(cè)條件較多的復(fù)合網(wǎng)。一般在開始觀測(cè)的時(shí)候，應(yīng)該對(duì)各個(gè)觀測(cè)點(diǎn)觀測(cè)兩次，用保證初期觀測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)備性。如果在觀測(cè)過程中，發(fā)生某些觀測(cè)點(diǎn)存在異常情況，應(yīng)該對(duì)這些點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)觀測(cè)，并且要詳細(xì)調(diào)查異常原因，做出詳細(xì)記錄。在建筑物建設(shè)過程中，由于建設(shè)環(huán)境的影響，觀測(cè)條件相對(duì)較差，對(duì)觀測(cè)應(yīng)該實(shí)行更加嚴(yán)格的等級(jí)控制，具體可以分成下面幾種情況

（1）由于高層建筑沉降觀測(cè)的要求，需要在建筑物周圍100m的范圍內(nèi)，至少布設(shè)三個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)，并且各個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)要能夠構(gòu)成一個(gè)閉合的檢校圖形，在一個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)架設(shè)的測(cè)量儀器要能夠后視觀測(cè)到兩個(gè)或者兩個(gè)以上的水準(zhǔn)點(diǎn)。

（2）為了形成能夠與基準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測(cè)，并且能夠通過計(jì)算得到各個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)高程的水準(zhǔn)點(diǎn)控制網(wǎng)，需要在震動(dòng)位置、地面沉降以及工程開挖區(qū)域以外再另行布設(shè)埋深滿足二等水準(zhǔn)測(cè)量要求（>1.5m）的水準(zhǔn)點(diǎn)。

（3）有的建筑物外側(cè)表面具有要鋪設(shè)特殊材料的保護(hù)層，對(duì)于此類建筑物要分建設(shè)過程中和工程結(jié)束以后兩種情況來合理布設(shè)沉降觀測(cè)點(diǎn)，以保證能夠連續(xù)的進(jìn)行觀測(cè)[3]。

（4）由于強(qiáng)度較大的工程建設(shè)可能會(huì)對(duì)觀測(cè)結(jié)果產(chǎn)生很大的影響，為了保證觀測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，觀測(cè)人員與施工人員之間要保持良好的溝通，掌握工程進(jìn)度，在施工期間合理安排測(cè)量。

4.總結(jié)

相比于普通建筑物沉降測(cè)量，高層建筑需要更加穩(wěn)定以及布設(shè)更為科學(xué)的基準(zhǔn)點(diǎn)來進(jìn)行沉降測(cè)量工作。通過連續(xù)的沉降測(cè)量，掌握建筑物的沉降規(guī)律，并且及時(shí)采取有效的防范補(bǔ)救措施，對(duì)于建筑物的安全建設(shè)以及完工后的安全使用具有十分重要的意義，希望本篇文章的分析能夠給實(shí)際的沉降測(cè)量工作提供一定的技術(shù)指導(dǎo)。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 陳才義. 高層建筑沉降的測(cè)量技術(shù)研究[J]. 勘察與測(cè)繪. 2012（6）.

[3] 李國煒. 略論高層建筑沉降的測(cè)量技術(shù)[J]. 自然科學(xué)學(xué)科研究. 2011（1）.