高層建筑沉降技術(shù)總結(jié)分析

辛剛

摘 要：經(jīng)濟社會的高速發(fā)展，人們生活水平的逐漸提高，城市中的高層及超高層建筑物越來越多。為保證建（構(gòu)）筑物的正常使用壽命和安全性，為施工單位提供可靠的資料及相應(yīng)的沉降參數(shù)，高層建筑物沉降觀測的必要性和重要性愈加明顯，避免因沉降原因造成巨大的經(jīng)濟損失。

關(guān)鍵詞：高層建筑 基準點 沉降觀測

中圖分類號：TU433 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）11（b）-0063-02

1 項目概況

筆者所在單位承接了鳳凰城小區(qū)A-1#、A-2#、A-5#、A-8#、A-9#樓沉降工程項目，筆者是主要負責(zé)人。該項目位于泰安市高新區(qū)南區(qū)，東靠鳳凰支路，西鄰主要交通干道鳳祥路，南靠鳳凰小區(qū)，北接西天門大街。為了保證建筑物在建設(shè)期間及投入使用后一段時間內(nèi)的安全，也為了保證施工順利進行，擬對5座高層建筑物進行沉降監(jiān)測。項目主要內(nèi)容包括基準點和工作基點的布設(shè)及測量、主樓沉降觀測、數(shù)據(jù)處理及分析、檢查驗收等。

2 沉降監(jiān)測基準點及觀測點的布設(shè)

2.1 基準點布設(shè)

根據(jù)該工程實際情況，基準點選在西天門大街上，總共布設(shè)4個穩(wěn)固可靠的工作基點，選定其中之一點作為主點，其余作為檢核用的副點，主點和副點應(yīng)有一定的距離。基準點長約10 cm的鋼樁植入在道路上，編號BM1～BM4。各基準點之間進行二等水準聯(lián)測，并構(gòu)成統(tǒng)一的高程基準，設(shè)BM1高程為100 m，其余基準點高程根據(jù)觀測高差得出?？刂凭W(wǎng)復(fù)測周期應(yīng)根據(jù)點位的穩(wěn)定情況確定，一般宜2～3月一次。

2.2 建筑物沉降觀測點布設(shè)

（1）建筑物四角、大轉(zhuǎn)角處及沿外墻每10～20 m處或每隔2～3根柱基上；（2）高低層建筑物、新舊建筑、縱橫墻等交接處的兩側(cè)；（3）建筑物的沉降縫兩側(cè)。

3 觀測方法與數(shù)據(jù)處理

3.1 儀器檢驗

儀器i角檢驗：在相距50 m的兩處選擇兩點并用鋼釘固定，編號A、B，在兩點的中間位置安置水準儀，用變動儀器高的方法測得A、B兩點的高差，取兩次測量高差的平均值，得兩點的高差為-0.479 30 m；在距前尺約10 m處另選一點C，安置水準儀，用變動儀器高的方法再次測得兩點的高差為-0.479 75 m，根據(jù)i角計算公式，可以得到此次沉降監(jiān)測所使用的儀器i角等于1.8″，小于《建筑變形測量規(guī)范》中i角不大于15″的要求。

3.2 作業(yè)技術(shù)要求

（1）基準點觀測：視距<30 m，前后視距差<0.7 m；視線高>0.5 m；往返較差、附和或環(huán)線閉合差<±0.3，n為測站數(shù)。（2）沉降監(jiān)測點觀測：視距<50 m，前后視距差<2 m；視線高>0.3 m；環(huán)線閉合差<±1.0，n為測站數(shù)。（3）為消除誤差的影響，盡量采用了“五定”的觀測方法，即沉降觀測依據(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)境條件基本上要一致；觀測路線、鏡位、程序和方法要固定。

4 資料分析與結(jié)論

4.1 資料分析

4.1.1基準點的穩(wěn)定性分析

進行沉降觀測之前，對4個基準點進行了聯(lián)測，在沉降觀測過程中，按要求每2～3個月測量1次，共進行了4次聯(lián)測比較，4個基準點相互驗證。由第二期基準點觀測數(shù)據(jù)可知：由于基準點兩期檢測高程之差應(yīng)小于±0.15（n為兩點之間聯(lián)測時的測站數(shù)），BM1、BM3、BM4基準點穩(wěn)定性好，符合規(guī)范或規(guī)程的要求，可以作為沉降觀測所用的基準點；BM2基準點有所變動，BM2的高程由101.160 49 m改正為101.160 14 m，作為基準點高程。由第三期基準點觀測數(shù)據(jù)可知：BM1、BM2、BM4基準點穩(wěn)定性好，符合規(guī)范或規(guī)程的要求，可以作為沉降觀測所用的基準點；BM3基準點有所變動，BM1的高程由101.752 25 m改正為101.752 40 m，作為基準點高程。最后一期觀測的基準點穩(wěn)定性良好，符合規(guī)范或規(guī)程的要求，可以作為沉降觀測所用的基準點。

如表1第四期的基準點觀測數(shù)據(jù)。

4.1.2沉降觀測資料分析

為從整體上進行科學(xué)合理地分析該工程的沉降變形情況，我們對所布設(shè)的每個樓沉降觀測點的17期觀測資料，通過建筑沉降分析系統(tǒng)ST4.42，可以得到每個樓的V-T-S沉降曲線圖。以A-1#為例，如圖1所示。

（1）本期沉降量分析。

本期沉降量是指每期實測標高與上一期實測標高之差。以A-1#為例，通過17期沉降點觀測資料分析，各監(jiān)測點的本期沉降量數(shù)值表現(xiàn)為“+”或“-”，總體以負值為主（即下沉）；表現(xiàn)為極小數(shù)值的“+”和“-”反映出觀測值所隱含的誤差情況，較大數(shù)值的“-”反映出大樓各監(jiān)測點的沉降，較大數(shù)值的“+”反映大樓沉降過程中的群樁效應(yīng)或地下水位的上升；根據(jù)計算各點沉降量在10 mm以內(nèi)，表明大樓地基及地基處理非常好。

（2）總沉降量分析。

沉降量與荷載的關(guān)系：土是由復(fù)雜的成分組合而成的，其中包含了固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)3種物質(zhì)，這就必然使得巖土里面存在間隙。當(dāng)?shù)鼗艿降孛娼ㄖ镙d荷時，地基開始壓縮，當(dāng)然這并不會一直壓縮下沉下去。地基壓縮到一定程度時，且由于地基不可再壓縮，地基已基本穩(wěn)定，下沉速度開始變慢。從圖1的V-T-S沉降曲線圖中我們可以明顯地看出各監(jiān)測點的沉降量隨荷載的增加而下降，每兩層觀測一次，荷載增加快，沉降速度加快，沉降直線下降，封頂后，沉降速度變慢，下沉曲線變緩。

4.2 分析結(jié)論

該工程以A-1#樓為例，在整個觀測期內(nèi)監(jiān)測點最大的下降量為8.10 mm，最小的下沉量為4.64 mm，各點沉降基本均勻；其中A7點在最后4期由于破壞無法取得有效數(shù)據(jù)，但從該點破壞前的下沉速率逐漸變慢情況，說明該點不影響整體監(jiān)測結(jié)果。

5 結(jié)語

沉降觀測客觀地反映了大樓隨荷載、隨時間的變化規(guī)律。根據(jù)采用國家二等水準觀測，各項技術(shù)指標滿足國家規(guī)程或規(guī)范及規(guī)范要求，用真實可靠的數(shù)據(jù)來保證高層建筑的實質(zhì)性安全，不僅為社會為經(jīng)濟帶來效益，更為大眾百姓的安全居住帶來長久保障。

參考文獻

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