高層建筑沉降變形監(jiān)測控制技術(shù)分析

■趙榮武 陳波 梁兆友

（牡丹江誠和工程咨詢有限公司 黑龍江 牡丹江157000）

高層建筑沉降變形監(jiān)測控制技術(shù)分析

■趙榮武 陳波 梁兆友

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建筑變形監(jiān)測的主要范圍是對工業(yè)與民用建筑的地基、基礎(chǔ)、上部結(jié)構(gòu)及其場地的沉降測量、位移測量和特殊變形測量。建筑變形測量能確切地反映建筑地基、基礎(chǔ)、上部結(jié)構(gòu)及其場地在靜荷載或動荷載及環(huán)境等因素影響下的變形程度或變形趨勢。本文介紹了沉降變形監(jiān)測技術(shù)在高層建筑施工中的作用，同時也對沉降變形監(jiān)測技術(shù)的具體應(yīng)用進行了詳細論述說明，以供參考。

高層建筑沉降監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用

0 引言

現(xiàn)階段，社會科學(xué)技術(shù)逐步發(fā)展，城市建筑也發(fā)生了巨大轉(zhuǎn)變，樓層建的越來越高，對建筑施工和監(jiān)測控制技術(shù)也提出了更多要求。若要確保高層建筑的結(jié)構(gòu)安全施工安全與使用安全，盡量保證和延長高層建筑的合理的設(shè)計使用年限，就必須在建筑物施工及使用過程中，嚴格遵循國家規(guī)范標準的規(guī)定，科學(xué)地對高層建筑進行沉降變形監(jiān)測，為建筑物全壽命周期監(jiān)管提供科學(xué)有效的數(shù)據(jù)。

1 引起高層建筑不均勻沉降的主要因素

在建筑物自重及其荷載作用下，或經(jīng)地浸水、地下水升降變化、地震以及地下擾動等其它多種因素的復(fù)合影響，地基將發(fā)生變形。因地基變形使建筑物離開其建筑時的初始位置，沿重力方向移動的現(xiàn)象就稱作建筑沉降。由于地質(zhì)勘c察的原因、來自建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的原因和施工等方面的原因，建筑地基不均勻沉降將引起建筑結(jié)構(gòu)傾斜，或者導(dǎo)致構(gòu)件開裂甚至破壞，它是引起高層建筑物事故的主要原因之一。因此避免或減輕高層建筑不均勻沉降危害，一直是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工中的重要課題。

2 沉降變形監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用的規(guī)范標準

（1）中華人民共和國國家標準《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB500 07—2011 10.3.29（強條）基坑開挖應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求進行監(jiān)測，實施動態(tài)設(shè)計和信息化施工；10.3.8（強條）下列建筑物應(yīng)在施工期間及使用期間進行沉降變形觀測：

①地基基礎(chǔ)設(shè)計等級為甲級建筑物；

②軟弱地基上的地基基礎(chǔ)設(shè)計等級為乙建筑物；

③處理地基上的建筑物；

④加層、擴建建筑物；

⑤受臨近深基坑開挖施工影響或受場地地下水等環(huán)境因素變化影響的建筑物；

⑥采用新型基礎(chǔ)或新型結(jié)構(gòu)的建筑物。

（2）儀器設(shè)備。目前很多高層建筑施工中沉降觀測技術(shù)的應(yīng)用都有著一定的規(guī)范標準，其中專業(yè)的儀器也是沉降觀測技術(shù)應(yīng)用的基本前提，因此配備專業(yè)的觀測儀器也是非常必要的，這不僅會影響到沉降觀測結(jié)果的準確度，同時也會更好的提高觀測的效率。

（3）沉降觀測時間。《建筑變形測量規(guī)范》JGJ 8—2007 5.5.5沉降觀測的周期和觀測時間應(yīng)按下列要求并結(jié)合實際情況確定：

建筑施工階段的觀測應(yīng)符合下列規(guī)定：

①普通建筑可在基礎(chǔ)完工后后地下室砌完后開始觀測，大型、高層建筑可在基礎(chǔ)墊層后基礎(chǔ)底部完成后開始觀測。

②觀測次數(shù)與間隔時間應(yīng)視地基加荷情況而定。民用高層建筑可每加高1—5層觀測一次，工業(yè)建筑可按回填基坑、安裝柱子和屋架、砌筑墻體、設(shè)備安裝等不同施工階段分別進行觀測。若建筑施工均勻增高，應(yīng)至少在增加荷載的25%、50%、75%和100%時各測一次。

③施工過程若停工，在停工時及重新開工時應(yīng)各觀測一次。通過停工期可每隔2—3個月觀測一次；

建筑使用階段的觀測次數(shù)，應(yīng)視地基土類型和沉降速率大小而定。除有特殊要求外，可在第一年觀測3—4次。第二年觀測2—3次，第三年后每年觀測1次，直至穩(wěn)定為止。

具體應(yīng)在施工前編制《單位工程高層沉降變形監(jiān)測方案》并按其方案觀測、監(jiān)測，從而更好的保證沉降變形監(jiān)測的質(zhì)量。

3 高層建筑沉降觀測技術(shù)的應(yīng)用

3.1 準備工作

運用觀測控制技術(shù)進行沉降變形監(jiān)測時，需要準備好水準儀、水準尺、專業(yè)技術(shù)人員。（1）在觀測高層建筑沉降與變形情況時，必須先運用0.5″的水準儀，盡量縮小高層建筑沉降觀測過程中出現(xiàn)的差值。（2）要選用精確度較高的銦鋼尺。在觀測控制高層建筑的沉降變形過程中，可能會遇到各種環(huán)境條件的變化，讓測量數(shù)值出現(xiàn)偏差，而銦鋼尺可以更好地適應(yīng)環(huán)境改變，不容易影響到測量數(shù)值。（3）在觀測并控制高層建筑的沉降變形情況時，還應(yīng)當安排具有專業(yè)水平和素質(zhì)的技術(shù)人員，在觀測不同建筑時，要結(jié)合其自身的特點，靈活性地選出最佳觀測方法，并保證所得數(shù)據(jù)具有一定精確性。

3.2 精確度調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)處理

在沉降變形觀測控制過程當中，需結(jié)合高層建筑的不同特征與實際情形，設(shè)計出具有針對性的沉降觀測精確度等級。通常情況下，如果沒有特殊的精確度需求，則可以運用二等水準進行觀測，這一技術(shù)可以滿足大多數(shù)高層建筑的觀測控制需求。對于數(shù)據(jù)處理而言，必須確保觀測到的數(shù)據(jù)具有較高的真實性和可信度，盡量避免出現(xiàn)誤差。

3.3 確定水準控制觀測網(wǎng)

本工程項目施工現(xiàn)場的地質(zhì)、水文條件較為復(fù)雜，而且對于基礎(chǔ)工程的質(zhì)量要求也相對較高，工程技術(shù)人員在設(shè)計階段制訂了科學(xué)的沉降觀測方案，并且根據(jù)實際要求建立了合理的水準控制觀測網(wǎng)。兩座高層建筑的間距為12m左右，在沉降觀測中按照規(guī)范的計算公式得出各水準點的平均高程。本工程項目共設(shè)置3個水準點，分別布設(shè)于地面沉降、建筑開挖和震動范圍外，各水準點之間的水平距離為63.4m。

3.4 固定沉降觀測的路線

工程中沉降觀測工作需要工程的技術(shù)人員來對水準點進行精確的掌握，并且按照沉降觀測的基本要求來選擇合適的觀測路線。沉降觀測路線不但要滿足觀測的設(shè)計方案和埋設(shè)需求，而且要明確各觀測點的具體方位和觀測內(nèi)容。在本工程的各工作點和沉降觀測點之間，分別設(shè)立了相應(yīng)的固定沉降觀測網(wǎng)，并且在轉(zhuǎn)點與鏡點定位處之間進行木樁標記，其目的是確保在每次的沉降觀測時都可以保持統(tǒng)一的路線，提升沉降觀測結(jié)果的精度。

4 結(jié)束語

從上述內(nèi)容中可以看出，在沉降觀測技術(shù)應(yīng)用的過程中，人們要采用科學(xué)的方法并且利用先進的儀器設(shè)備來進行觀測，同時，沉降觀測人員也需要對沉降觀測技術(shù)進行不斷的學(xué)習(xí)、改進和完善，這樣也才能夠更好的開展沉降觀測工作，從而為高層及建筑施工提供更加科學(xué)可靠的沉降參數(shù)。

[1]弈勇.巖土與勘察測量工程標準規(guī)范實務(wù)全書 [M].長春：吉林科學(xué)技術(shù)出版社，2004.

TU196[文獻碼]A

1000-405X（2016）-12-481-1