淺談沉降觀測技術在高層建筑上的應用

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摘要：隨著社會的不斷進步，物質文明的極大提高及建筑設計施工水平的日臻成熟完善，同時，也因土地資源日漸減少與人口增長之間日益突出的矛盾，高層及超高層建（構）物越來越多。本文就沉降觀測技術在高層建筑施工中應用進行了簡單的闡述。

關鍵詞：沉降觀測技術;高層建筑施工;應用

1、沉降觀測技術高層建筑施工中應用的必要性

如上文所述，隨著社會的不斷進步，國內各大城市都對高層建筑的建設具有較大的需求，尤其是商業(yè)建筑、住宅小區(qū)和辦公樓都采用高層建筑;高層建筑建設項目的施工過程中，應用沉降觀測技術對于其施工質量具有關鍵性影響，為了保證建構筑物的正常使用壽命和建構筑物的安全性，并為以后的勘察設計施工提供可靠的資料及相應的沉降參數(shù)，建構筑物沉降觀測的必要性和重要性越加明顯，極可能導致建筑物出現(xiàn)安全問題，這對于建筑物周邊的居民和參加人員來說是威脅到人們的生命財產(chǎn)安全的重大事故，也很顯然地造成較大的損失。所以，在高層建筑物的施工作業(yè)中，需要施工技術人員進行嚴格的觀測，并將所得沉降觀測成果進行分析和研究，對可能出現(xiàn)的不均勻沉降或沉降過大等問題予以有效控制，全面控制高層建筑的施工質量，并保證其施工的安全性。

2、沉降觀測的基本要求

（1）儀器設備要求。根據(jù)沉降觀測精度要求高的特點，能夠精確地反映出建構筑物在不斷加荷作用下的沉降情況，減少測量人員粗差，因此沉降觀測應使用高精度電子精密水準儀DS1（DS05）、水準尺采用銦合金尺。

（2）人員素質的要求。必須接受專業(yè)學習及技能培訓，熟練掌握儀器的操作規(guī)程，熟悉測量理論，能針對不同的工程特點、具體情況采用不同的觀測方法及觀測程序，對實施過程中出現(xiàn)的問題能夠會分析原因，并正確地運用誤差理論進行平差計算，做到按時、快速、精確地完成每次觀測任務。

（3）沉降觀測的周期和時間應符合下列規(guī)定。

建筑施工階段的觀測應符合下列規(guī)定：

1）宜在基礎完工后或地下室砌完后開始觀測;

2）觀測次數(shù)與間隔時間應視地基與荷載增加情況確定。民用高層建筑宜每加高2-3層觀測一次，工業(yè)建筑宜按回填基坑、安裝柱子和屋架、砌筑墻體、設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，應至少在增加荷載的25%、50%、75%和100%時各測一次;

3）施工過程中若暫時停工，在停工時及從新開工時應各觀測1次，停工期間可每隔2月-3月觀測1次。

建筑運營階段的觀測次數(shù)，應視地基類型和沉降速率大小確定。除有特殊要求外，可在第一年觀測3次-4次，第二年觀測2次-3次，第三年后每年觀測1次，至沉降達到穩(wěn)定狀態(tài)或滿足觀測要求為止;觀測過程中，若發(fā)現(xiàn)大規(guī)模沉降、嚴重不均勻沉降或嚴重裂縫等，或出現(xiàn)基礎附近地面荷載突然增減、基礎四周大量積水、長時間連續(xù)降雨等情況，應提高觀測頻率，并應實施觀測預案。

建筑沉降達到穩(wěn)定狀態(tài)可由沉降量與時間關系曲線判定。當最后100d最大沉降速率小于0.01mm/d-0.04mm/d時，可認為已達到穩(wěn)定狀態(tài)。在施工過程中，沉降速率≥2mm/d時，應立即報警，應減緩加載速度增加觀測次數(shù)，施工暫停。對具體沉降觀測項目，最大沉降速率的取值宜結合當?shù)氐鼗恋膲嚎s性能來確定。

（1）沉降觀測點要求

a.沉降觀測點的布設

沉降觀測點要埋設在最能反映建構物沉降特征且便于觀測的位置，一般要求在建筑物上設置的沉降觀測點橫向要對稱，相鄰點之間間距以15-30m為宜，分布在主角點，均勻地分布在建筑物周圍（埋設的沉降觀測點要符合各施工階段的觀測要求，特別要考慮到裝修裝飾階段因墻或柱飾面施工而破壞或掩蓋住觀測點）通常情況下，建筑物設計圖紙上有專門的沉降觀測點布置圖，觀測點設置應按設計要求布置。

b.沉降觀測點的標志符合規(guī)定。

標志的立尺部位應加工成半球形或有明顯的突出點，并宜涂上防腐劑;標志應美觀，利于保護。

（2）施測要求

儀器、設備的操作方法與觀測程序要熟悉、正確。在首次觀測前要對所用儀器的各項指標進行檢測校正，必要時經(jīng)計量予以鑒定。連續(xù)使用3-6個月從新對所有儀器、設備進行檢校。在觀測過程中，操作人員要相互配合，工作協(xié)調一致，認真仔細，做好步步校核。

3、具體施測及步驟

（1）建立水準控制網(wǎng)

一般來說，高層建筑的沉降觀測控制網(wǎng)的布置需要設置3個水準基準點，一個基準點兩個工作基準點，要把測區(qū)包圍住，建筑變形測量的基準點應設置在變形影響范圍以外且位置穩(wěn)定、易于長期保存的地方，應避開高壓線，工作基點可以離測區(qū)近一些，但也要利于保存，不被破壞的地方，便進行觀測，水準網(wǎng)線路要形成個閉合環(huán)路線，基準點埋設完后，根據(jù)地質條件確定，放置時間一般不少于7d，定期要利用基準點對兩個工作基點進行聯(lián)測，是否發(fā)生沉降，基準點要定期復測，建筑施工過程中1-2個月復測1次，施工結束后宜每季度或每半年復測1次?；鶞庶c深度要大于1.5m。各個水準點之間的距離保持在100m范圍內為宜。

（2）建立固定的觀測路線

由廠區(qū)水準控制網(wǎng)，依據(jù)沉降觀測點的埋設要求或圖紙設計的沉降觀測布點圖，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做好標記樁，保證每次觀測，沿著同意路線，確定合理的觀測路線，盡量走地勢起伏小，儀器架設站數(shù)少，遠離施工危險區(qū)，確保沉降觀測順利進行。

（3）沉降觀測

根據(jù)編制的工程施測方案及確定的觀測周期，首次觀測點穩(wěn)固后及時進行。

1）精度等級

根據(jù)建筑物的特性和建設、設計單位的要求選擇沉降觀測精度的等級。在沒有特殊要求情況下，一般性的高層建構筑物施工過程中，基準點聯(lián)測和監(jiān)測點沉降觀測采用二等水準測量的觀測方法就能滿足沉降觀測的要求。我們在撫順市演武礦務局“上大壓小”沉降觀測就采用二等水測量的觀測方法。

各項觀測指標要求如下：

a.往返較差、附和或環(huán)線閉合差：Δh=Σa-ΣbsNn-，表示測站數(shù)。（或Δh=Σa-Σb≤1. 0L-，L表示觀測路線距離）

b.前后視距：≤30m

c.前后視距差：≤1. 0m

d.前后視距累積差 ≤3. 0m

e.沉降觀測點相對于后視點的高差容差：≤1. 0mm

f.水準儀的精度不低于N2級別

每期觀測后，應計算各監(jiān)測點的沉降量、累計沉降量、沉降速率及所有監(jiān)測點的平均沉降量。根據(jù)需要，可按下式計算基礎或構件的傾斜度α：

α=（SA-SB）/L

式中：SA、SB-基礎或構件傾斜方向上A、B兩點的沉降量（mm）;

L-A、B兩點間的距離（mm）.

根據(jù)各觀測周期平差計算的沉降量，列表進行匯總，并繪制各觀測點的下沉曲線。該曲線以時間橫坐標，以荷載值和沉降量為縱向坐標（上半部為荷載值，下半部為各沉降觀測周期的沉降量）。根據(jù)沉降量統(tǒng)計表和沉降曲線圖，可以預測建筑物沉降趨勢，從而正確指導施工。

（5）觀測中的注意事項

嚴格按測量規(guī)范的要求施測。前后視觀測最好用同一水準尺。各次觀測必須按照固定的觀測路線進行。觀測時要避免陽光直射，且各觀測環(huán)境基本一致。待成像清晰、穩(wěn)定時再讀觀測讀數(shù)。架設儀器時，盡量架設在土質堅硬的地方，避免儀器沉降，觀測站數(shù)要偶數(shù)站，誰是起點，閉合還那個水準尺，測量員在立尺時，尺墊要立在松動土時，要踩敦實，避免下沉。

4、結語

我國城市人口密度增大趨勢加快，城市高層建筑的建設需求也越來越大，高層建筑在城市中可以有效地將城市商業(yè)中心、辦公樓以及城市居民集中起來，從而節(jié)約城市用地，為城市居民的生活工作提供了更多的便利，但也引發(fā)更多的工程質量難題需要工程技術人員關注。高層建筑物的施工建設過程中，應用沉降觀測技術可以很好地對施工工藝提供指導，為可能出現(xiàn)的沉降變形問題提供建立解決方案的依據(jù)。高層建筑的沉降觀測工作人員必須認識到該技術的重要性，還要擁有扎實的理論基礎，掌握相關的觀測儀器的操作技巧，更科學合理地得到可靠的沉降觀測成果。

參考文獻：

[1]《建筑測量變形規(guī)范》JGJ 8-2016

[2]《工程測量規(guī)范》GB 50026-2007

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