沉降觀測技術在高層建筑中的應用

李霞 王琳

【摘要】由于城市建設步伐隨著我國經濟發展的速度也在逐漸加快，因此高層建筑逐漸被人們所關注。高層建筑在城市土地利用率提升的同時，對人們生產和生活需要滿足方面發揮著極為重要的作用。所以，應對高層建設的施工質量進行完善，將高層建筑施工中沉降觀測工作做好，對人們生命及財產安全的保障發揮出重要作用。

【關鍵詞】高層建筑；沉降觀測；應用；

一、高層建筑施工中沉降觀測的必要性

在進行高層建筑的過程中，普遍使用沉降觀測技術，并不斷加強對高層建筑的各個階段的沉降觀測技術的使用，高效及時的沉降觀測不僅能為今后的建筑工程項目的工作人員提供準確有效可靠地技術指數和相關參數，而且能為設計部門提供詳盡的地質資料，大富縮減以后的建筑工程項目施工過程中所可能發生的建筑主體結構損壞甚至于破壞或者出現裂縫等質量問題的可能性，使得建筑項目的安全性與使用年限符合國家相關檢驗標準。

為能保證高層建筑物結構的安全，確保建筑物的正常使用，在高層建筑進行具體的建設過程中增強對高層建筑建設各個階段的沉降觀測是非常非常重要的，應引起高層建筑的設計者的高度重視。所以，在高層建筑施工中，一定要對各項沉降參數進行周密的觀測，并且還要通過專業技術人員對各項觀測數據進行嚴密的分析和研究，最終得出項目所在地的高層建筑發生沉降的原因，針對于各種可能原因及時制定恰當的控制措施，從而從建筑物的整體的高端提升整個建筑工程項目的施工建設質量和在今后的使用過程中高層建筑的使用安全性和穩定性。

二、建筑物產生沉降的原因分析

地基承擔著高層建筑物的全部重量，由于荷載不斷增加，地下水位漲落等原因，都會引起建筑物沉降，其原因主要包括以下兩個方面：

1.內部原因

由于建筑物自身的構筑形態造成荷載分布不均衡，導致建筑物產生不均勻沉降，這種變形將隨著時間的推移而趨于穩定。另外，施工差異也會導致變形，由于施工差異而造成荷載分布和預計分布不符，從而造成建筑物變形，這種變形對局部來講一般很小，但考慮從下部到上部的累積變形間的相互影響時，它是建筑物達到危險變形的一個重要因素。

2.外部原因

引起建筑物沉降的外部原因主要體現在以下幾方面：建筑物基礎的土壤物理性質不同、地質構造不均勻、大氣溫度變化、地下水位季節性和周期性的變化、建筑物本身的荷重地基的塑性變形、地基的塑性變形、建筑物的結構、動荷載的作用及建筑物周圍大量挖方等，以上原因都會引起建筑物沉降。

三、高層建筑的沉降觀測的基本要求

1.儀器設備和人員素質。參與人員必須接受專業學習及技能培訓，并且要求參與人員對于經常使用的儀器的操作規程要能熟練的掌握和使用。

2.觀測時間。對建筑物的沉降觀測時間有嚴格的限制條件，并且在高層建筑施工的整個階段都要求進行的定期的沉降觀測，進一步更新數據。

3.觀測點和基準點。沉降觀測點應盡量埋設在便于觀測和測量的地方。一般說來，高層建筑的設計圖紙上要求明確表明沉降觀測點和基準點的位置。

4.沉降觀測過程遵循的原則。沉降觀測過程中要遵循的主要原則即為“五定”原則，即通常所說的“沉降觀測布設的基準點、工作基點和統一布設的沉降觀測點，要求點位必須穩定且便于觀測；所使用的儀器、設備都要工作正常、使用起來要穩定.

5.施測過程。熟悉和正確的使用和操作儀器及設備。而且在整個觀測過程中，操作人員一定要注意團隊之間的相互配合，人員之間相互協調一致，認真仔細，做到每一步都進行校核。

6.觀測精度。對于觀測精度，不同的建筑物有不同的要求，這要因物而定。但是總的來說如果對于建筑物沒有什么特殊的要求，一般地，在按照設計圖紙所進行的高層建筑物施工過程中，通常使用普遍采用的二等水準測量的沉降觀測方法。

7.觀測成果整理及相關計算。對于原始數據，一定確保其原汁原味、真實可靠，對于觀測成果的整理和計算，應該要符合具體施工測量規范的要求，要有正確的依據，做到嚴謹有序，并且每一步都做好校核，計算結果必須符合有效性原則，并且有效性原則應該要始終貫徹于整個成果整理及計算過程中。

四、具體施測程序及步驟

1.建立水準控制網

根據工程的特點布局、現場的環境條件制訂測量施測方案，由建設單位提供的水準控制點（或城市精密導線點）根據工程的測量施測方案和布網原則的要求建立水準控制網。要求：

（1）一般高層建筑物周圍要布置三個以上水準點，間距不大于100米。

（2）在場區內任何地方架設儀器至少后視到兩個水準點，并且場區內各水準點構成閉合圖形，以便閉合檢校。

（3）各水準點要設在建筑物開挖、地面沉降和震動區范圍之外，水準點的埋深要符合二等水準測量的要求（大于1.5米）

根據工程特點，建立合理的水準控制網，與基準點聯測，平差計算出各水準點的高程。

2.建立固定的觀測路線

由場區水準控制網，依據沉降觀測點的埋設要求或圖紙設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，并在架設儀器站點與轉點處作好標記樁，保證各次觀測均沿統一路線。

3.沉降觀測

根據編制的工程施測方案及確定的觀測周期，首次觀測應在觀測點安穩固后及時進行。一般高層建筑物有一或數層地下結構，首次觀測應自基礎開始，在基礎的縱橫軸線上（基礎局邊）按設計好的位置埋設沉降觀測點（臨時的），等臨時觀測點穩固好，進行首次觀測。

首次觀測的沉降觀測點高程值是以后各次觀測用以比較的基礎，其精度要求非常高，施測時一般用N2或N3級精密水準儀。并且要求每個觀測點首次高程應在同期觀測兩次后決定。

隨著結構每升高一層，臨時觀測點移上一層并進行觀測直到+0.00再按規定埋設永久觀測點（為便于觀測可將永久觀測點設于+500mm）。然后每施工一層就復測一次，直至竣工。

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.統計表匯總

（1）根據各觀測周期平差計算的沉降量，列統計表，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。

將統計表中各觀測點對應的觀測周期所測得沉降量畫于坐標中，并將相應的荷載值也畫于坐標中，連線，就得到對應于荷載值的沉降曲線。

（3）根據沉降量統計表和沉降曲線圖，我們可以預測建筑物的沉降趨勢，將建筑物的沉降情況及時的反饋到有關主管部門，正確地指導施工。特別座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。

五、結語

綜上所述，運用沉降觀測法開展觀測工作時，應先對建筑物設置的觀測點和固定測點找出，并運用數據描述出沉降程度，但凡建筑物或構筑物超過三層時，都應對觀測點進行設置，而人工、土地基等都應根據與設計要求對沉降觀測實施設置，從施工開始到施工結束都應與工期及工程進度相結合開展觀測和記錄工作。

參考文獻：

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