高層建筑施工中沉降觀測技術(shù)要點(diǎn)

張彩萍

(中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心山西總隊 030031)

大型的工程建筑物日漸增多，無疑會對原有的地表形態(tài)產(chǎn)生一定的影響，并且對建筑物的地基也會產(chǎn)生很大的壓力，這些因素的存在，就必然會導(dǎo)致高層建筑地基的不穩(wěn)定和周圍地層結(jié)構(gòu)的變形，為了保證建筑物擁有正常的使用壽命和一定的安全性，就不得不對其實(shí)行沉降觀測，通過沉降觀測系數(shù)分析匯總，一方面施工人員可以清晰的知道建筑物下面的圖層結(jié)構(gòu)和地質(zhì)風(fēng)貌，可以及時的觀測出大樓的安全性，另一方面也為以后的勘察設(shè)計提供了可靠的參考資料和相應(yīng)的沉降參數(shù)，從而確保以后建筑的安全和穩(wěn)定性。

1 沉降觀測技術(shù)定義

沉降觀測，從其字面意思上來理解，即是指對建筑物沉降指數(shù)的記錄，在《建筑學(xué)》一書中這樣說道，沉降觀測是指通過對高層建筑的沉降指數(shù)的觀測，記錄和分析，來為施工單位和有關(guān)部門提供一種可依據(jù)的數(shù)據(jù)參考，從而來保證大樓的整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，確保施工安全的一種觀測技術(shù)?，F(xiàn)行的建筑標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，高層建筑物，高聳構(gòu)筑物，以及重要的古代建筑遺址等都需要進(jìn)行沉降觀測，尤其是在高層建筑物施工的過程當(dāng)中， 更應(yīng)該加強(qiáng)沉降系數(shù)觀測，對施工過程的整體沉降系數(shù)進(jìn)行實(shí)時的監(jiān)控，指導(dǎo)施工單位進(jìn)行合理的施工，從而對施工過程中出現(xiàn)的不均勻沉降等現(xiàn)象，能夠及時的采取處理措施，為勘察設(shè)計提供準(zhǔn)確的資料，避免因建筑物的沉降造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

2 高層建筑施工中沉降變形現(xiàn)象的引發(fā)因素

在國內(nèi)現(xiàn)階段的高層建筑施工中，沉降將變形現(xiàn)象較為普遍，是施工中應(yīng)重點(diǎn)控制的技術(shù)和質(zhì)量問題之一。從專業(yè)技術(shù)的角度進(jìn)行分析，引發(fā)高層建筑沉降變形的因素主要有內(nèi)部因素和外部因素兩種，其具有不同的特征，只有對兩者引發(fā)的沉降變形進(jìn)行具體的分析，才能制定和應(yīng)用行之有效的沉降觀測技術(shù)方案。

1.1 合理變形

合理變形是高層建筑自身的構(gòu)造形態(tài)設(shè)計不合理，導(dǎo)致荷載分布的不均性，進(jìn)而形成不同程度的沉降變形現(xiàn)象，但是此類沉降變形一般小于設(shè)計方案中的允許變形值，無需進(jìn)行任何技術(shù)處理和調(diào)整，隨著時間的推移會逐漸趨于穩(wěn)定。

1.2 施工誤差變形

施工誤差引發(fā)的高層建筑沉降變形則也施工操作的不規(guī)范性有著密切的聯(lián)系，由于施工中部分工藝和技術(shù)參數(shù)的誤差，導(dǎo)致建筑出現(xiàn)局部或大范圍的沉降變形，對于建筑的安全性能造成極大的危害。

1.3 基礎(chǔ)形變

高層建筑在施工的工程中都要掩埋很深的地基，地基的作用能夠在一定程度上減少建筑物的沉降系數(shù)，然而由于地質(zhì)結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性以及地下巖石活動等一些列的不可抗力因素都會導(dǎo)致建筑物出現(xiàn)較為明顯的沉降，從而破壞高層建筑的整體結(jié)構(gòu)，使其處于不穩(wěn)定的狀態(tài)，為生產(chǎn)建設(shè)帶來極為不安全的因素，在整個施工過程中對整棟建筑進(jìn)行實(shí)時的沉降觀測，不僅能夠降低這些風(fēng)險的發(fā)生，還能夠指導(dǎo)施工單位進(jìn)行科學(xué)的建筑規(guī)劃，從而確保高層建筑的穩(wěn)定性。

2 高層建筑施工中沉降觀測技術(shù)的要點(diǎn)分析

2.1 沉降觀測基點(diǎn)和參考點(diǎn)的分析

高層建筑施工過程中，基礎(chǔ)部分的沉降和變形位置、形態(tài)是不斷變化的，如果始終在一個固定的地點(diǎn)進(jìn)行沉降觀測，難以全面反映建筑的實(shí)際沉降和變形情況。沉降觀測技術(shù)人員要仔細(xì)查閱和記錄項目所在地近幾年的相關(guān)氣候、地質(zhì)、水文資料，并且結(jié)合工程項目的整體建設(shè)方案，準(zhǔn)確選取不同時期最能反映項目所在地沉降特征的位置，而且要堅持便于觀測的原則。一般高層建筑物周圍要布設(shè)三個基準(zhǔn)點(diǎn)，且其而后高層建筑物的距離相距適當(dāng)?shù)木嚯x，一般以五十到一百米為宜，基點(diǎn)可以利用已經(jīng)建好的埋石點(diǎn)和建筑物墻角的參考點(diǎn)，也可以另外選取在該地區(qū)基礎(chǔ)穩(wěn)定，修建時間長的建筑物上進(jìn)行基準(zhǔn)點(diǎn)的設(shè)置，如果不能滿足以上條件，可以選擇隱蔽性和通視性良好的地方進(jìn)行基點(diǎn)的掩埋，要確保其穩(wěn)定性，否則將無法使用，基點(diǎn)是建筑物沉降的參考指標(biāo)，在高層建筑的平面設(shè)計圖上繪制出觀測點(diǎn)的分布，通過各個基點(diǎn)和高層建筑之間相對位置的變化，便能夠較為清晰的指導(dǎo)建筑物的沉降高度。在工作記錄點(diǎn)和觀測點(diǎn)之間建立固定的觀測路線，保證每次的觀測均沿同一條線路進(jìn)行觀測，并且每次的觀測有同一個人進(jìn)行完成，從而以最大限度的來減少對建筑物沉降數(shù)據(jù)的測量誤差，使得數(shù)據(jù)更加的清晰準(zhǔn)確，保證工程的順利進(jìn)行。

2.2 沉降觀測周期性

在整個施工過程中，沉降的觀測應(yīng)該具有一定的周期，以及隨著高層建筑負(fù)荷的增加，來檢測其沉降的變形規(guī)律，例如建筑物的高度每增加一層就要對其進(jìn)行觀測一次，以此來繪制出建筑物的沉降高度和其自身重量因素的關(guān)系曲線，還可以按照一定的時間對建筑物的沉降進(jìn)行觀測，如以三天為一個觀測周期，以此為根據(jù)來繪制出高降高度同時間和高度的增加的雙重變化規(guī)律，將這些數(shù)據(jù)，通過計算機(jī)特有的應(yīng)用程序進(jìn)行處理，便可以對建筑物的綜合沉降規(guī)律進(jìn)行處理，從而確保工程的安全性和穩(wěn)定性。

一般建筑物的沉降穩(wěn)定周期在半年到一年等不等的周期，其周期的長短和當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)結(jié)構(gòu)以及建筑物的高度和自身重量有不可分割的關(guān)系，在施工的過程中準(zhǔn)確的記錄高層建筑的沉降系數(shù)，然后繪制圖表，根據(jù)圖表走勢，對其進(jìn)行仔細(xì)的分析研究，便能偶較為準(zhǔn)確的判定建筑物的沉降周期是否進(jìn)入了穩(wěn)定期，確保其安全性。

2.3 合理確定沉降觀測精度

在我國現(xiàn)行的高層建筑施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范中，對于沉降觀測的精度做出了具體的規(guī)定，操作人員主要參照國家建筑主管部門組織頒發(fā)的《工程測量規(guī)范》（GB50026-93），并且進(jìn)行高層建筑的等級劃分。由于高層建筑用途、抗震性能、使用年限、結(jié)構(gòu)類型的不同，對于其沉降觀測的精度要求也略有差異。國內(nèi)高層建筑施工中，施工單位多是按照設(shè)計圖紙的規(guī)定進(jìn)行沉降觀測，但是有部分設(shè)計圖紙中未明確標(biāo)注出建筑沉降觀測的等級和精度要求，導(dǎo)致施工單位隨意進(jìn)行觀測精度的選擇，難以保障沉降觀測技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用效果。這對上述問題，技術(shù)人員都要認(rèn)識到沉降觀測對于建筑質(zhì)量的影響，選擇合理的沉降觀測精度，既不要造成資源的浪費(fèi)，也要盡量提升沉降觀測結(jié)果的精確性。

2.4 其他注意事項

嚴(yán)格按測量規(guī)范的要求施測。前后視觀測最好用同一水平尺，各次觀測必須按照固定的觀測路線進(jìn)行。沉降觀測不能在陽光直射時進(jìn)行，要保證每個觀測環(huán)境是同一情況的，以便成像清晰、穩(wěn)定，讀數(shù)精確，可以讓上級部門隨時觀測，隨時檢核計算結(jié)果。在雨季前后要聯(lián)測，檢查水準(zhǔn)點(diǎn)的標(biāo)高是否有變動。每次觀測的結(jié)果都應(yīng)當(dāng)向上級部門報告，當(dāng)建筑物每天(24h)連續(xù)沉降量超過1mm時，則要通知施工隊伍停工，具體的問題還要通報有關(guān)部門及時解決。

3 結(jié)束語

在高層建筑工程項目的建設(shè)中，沉降觀測是施工環(huán)節(jié)應(yīng)用的主要技術(shù)類型之一，對于工程項目的施工質(zhì)量和建筑的安全性具有重要的影響。施工單位必須對于項目所在地的周期性沉降進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，并且逐漸掌握該區(qū)域的沉降規(guī)律，及時對施工計劃和技術(shù)方案進(jìn)行調(diào)整和完善，確保高層建筑施工的順利開展和進(jìn)行。