淺析高層建筑施工沉降觀測的技術(shù)方法

摘要: 如今社會經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，社會本身亦不斷進(jìn)步，隨之而來的物質(zhì)文明的極大提高和建筑設(shè)計(jì)、建筑施工技術(shù)水平的逐漸成熟完善；為確保高層建構(gòu)筑的能使用到正常年限以及保證建筑物使用的安全性，而且也為了在今后的勘察和設(shè)計(jì)工作中能利用到最為可靠有效地第一手資料和得到與勘察設(shè)計(jì)有關(guān)的建筑沉降參數(shù)，在進(jìn)行高層建筑設(shè)計(jì)過程中加強(qiáng)對高層建筑的沉降觀測變得越來越重要，沉降觀測已成為了高層建筑不可或缺的一項(xiàng)工程。

關(guān)鍵詞: 高層建筑 建筑施工 沉降觀測

中圖分類號：TU196文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X(2012)03(c)-0000-00

現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會飛速發(fā)展的同時(shí)，隨著土地資源逐漸減少和人口總量的不斷增長之間矛盾的日益突出，高層乃至超高層建筑物不斷增多。近年來，在我國建筑業(yè)飛速發(fā)展的同時(shí)，高層建筑物亦越來越多，樓層不斷增高、荷重不斷增大增強(qiáng)，建筑物的沉降量也必然會不斷地增加。為了能夠方便的全面的了解到建筑所在場地的土質(zhì)情況，建筑工作者可以在高層建筑施工的各個(gè)階段都運(yùn)用沉降觀測技術(shù)在整個(gè)過程實(shí)施沉降觀測，為了保障所有的建筑物在整個(gè)使用過程中都能發(fā)揮其最大的使用功能，對建筑物的沉降觀測顯得十分必要、十分重要。

1 高層建筑施工中沉降觀測的必要性

現(xiàn)今社會上，我國的高層建筑的數(shù)量逐年增加尤其是在大型商業(yè)建筑、辦公寫字樓以及大部分的居民區(qū)的建設(shè)過程中普遍的運(yùn)用到了基于沉降觀測技術(shù)的高層建筑的建筑形式。在大部分的高層建筑進(jìn)行建筑施工的過程中，沉降觀測技術(shù)的應(yīng)用又是其中最為重要和十分必要的，沉降觀測技術(shù)的正確使用不僅關(guān)系到設(shè)計(jì)的高層建筑在建成之后的使用過程中的使用安全和安全穩(wěn)定，更為重要的是他也是工程地質(zhì)測量的重要項(xiàng)目之一，這不得不引起工程項(xiàng)目參與各方的高度重視。

在進(jìn)行高層建筑的過程中，普遍使用沉降觀測技術(shù)，并不斷加強(qiáng)對高層建筑的各個(gè)階段的沉降觀測技術(shù)的使用，高效及時(shí)的沉降觀測不僅能為今后的建筑工程項(xiàng)目的工作人員提供準(zhǔn)確有效可靠地技術(shù)指數(shù)和相關(guān)參數(shù)，而且能為設(shè)計(jì)部門提供詳盡的地質(zhì)資料，大富縮減以后的建筑工程項(xiàng)目施工過程中所可能發(fā)生的建筑主體結(jié)構(gòu)損壞甚至于破壞或者出現(xiàn)裂縫等質(zhì)量問題的可能性，使得建筑項(xiàng)目的安全性與使用年限符合國家相關(guān)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。

為能保證高層建筑物結(jié)構(gòu)的安全，確保建筑物的正常使用，在高層建筑施建進(jìn)行具體的建設(shè)過程中增強(qiáng)對高層建筑建設(shè)各個(gè)階段的沉降觀測是非常非常重要的，應(yīng)引起高層建筑的設(shè)計(jì)者的高度重視。所以，在高層建筑施工中，一定要對各項(xiàng)沉降參數(shù)進(jìn)行周密的觀測，并且還要通過專業(yè)技術(shù)人員對各項(xiàng)觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)密的分析和研究，最終得出項(xiàng)目所在地的高層建筑發(fā)生沉降的原因，針對于各種可能原因及時(shí)制定恰當(dāng)?shù)目刂拼胧瑥亩鴱慕ㄖ锏恼w的高端提升整個(gè)建筑工程項(xiàng)目的施工建設(shè)質(zhì)量和在今后的使用過程中高層建筑的使用安全性和穩(wěn)定性。

2 高層建筑物的沉降原因分析

通過建筑設(shè)計(jì)師和對高層建筑的施工過程的工作人員在不斷地實(shí)踐過程中對高層建筑的沉降觀測以及對沉降觀測數(shù)據(jù)的分析的結(jié)果的研究和分析，高層建筑可能在使用過程中發(fā)生的不均勻沉降的成因是多方面并且是十分復(fù)雜的；這既有來自外部的影響，也有其內(nèi)在的原因；既可能是一種因素所致，也有可能是由于許多的原因共同作用產(chǎn)生的效果?？偠灾瑢?dǎo)致高層建筑在使用過程中發(fā)生不均勻沉降的影響因素大體可以分為設(shè)計(jì)、勘察、施工、規(guī)劃、使用、自然災(zāi)害等不同方面的因素。

2.1 對具體地基的處理不當(dāng)

第一，對軟硬差異很大的地基上沒有進(jìn)行地基差別化處理，均以天然地基的標(biāo)準(zhǔn)來衡量，造成建成后的建筑物由于地基本身的差別而產(chǎn)生不均勻沉降。第二，并非所有的建筑地基的地基土都是單一質(zhì)地的勻質(zhì)地基，然而設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)時(shí)沒有考慮到這一點(diǎn)單純的對其作了簡化假定， 過于理想化，主要表現(xiàn)在壓縮模量、密實(shí)度等方面，這必然使得計(jì)算與實(shí)際存在很大的誤差。第三，由于地基的差別很多的地基的基巖可能會產(chǎn)生嚴(yán)重傾斜，在這種地基上建設(shè)的建筑物的基底下的壓縮層很可能是一邊較薄，而其他地方的地層卻很厚，導(dǎo)致由于建筑場地的地基土的相對壓縮量相差很大，在此地建設(shè)成的高層建筑物就極容易產(chǎn)生不均勻沉降。

2.2 施工過程出現(xiàn)問題

由于施工過程出現(xiàn)問題而導(dǎo)致基礎(chǔ)沉降的事故也很多，施工過程中出現(xiàn)的問題很多很復(fù)雜，但總體分類而言可以分為施工方案不符合相關(guān)規(guī)程、施工質(zhì)量低劣、樁頭處理欠妥、施工記錄造假、配套設(shè)施影響、相鄰基坑影響、對地基上保護(hù)不力以及未及時(shí)采取補(bǔ)救措施等各種問題。

2.3 建筑場地選址失誤

建筑場地要選在安全的環(huán)境之中，應(yīng)盡量避開斷裂帶、疏松的土坡邊緣、陳舊的河道和極有可能塌方、滑坡等危險(xiǎn)地段。建筑場地選擇錯(cuò)誤必將潛伏著嚴(yán)重的未知危險(xiǎn)。

2.4 不恰當(dāng)?shù)慕ㄖ?guī)劃

規(guī)劃部門對于軟土地區(qū)進(jìn)行建筑用地的批準(zhǔn)許可時(shí)，建筑物與其他建筑間的距離過短，導(dǎo)致在相鄰基礎(chǔ)的地基情況下由于天然地基土的附加的引力會相互疊加到一起，容易引起高層建筑由于地心引力的差別導(dǎo)致地基松動產(chǎn)生高層建筑傾斜主要是彼此之間的傾斜尤為嚴(yán)重或者在鄰近的幾個(gè)的高層建筑在進(jìn)行樁基施工時(shí)，地基土形成相對較大的擾動，導(dǎo)致建筑承載力嚴(yán)重不足。

2.5 高層建筑的基礎(chǔ)方案設(shè)計(jì)錯(cuò)誤

當(dāng)高層建筑設(shè)計(jì)者同時(shí)設(shè)計(jì)高層建筑時(shí)對同一棟高層建筑卻使用多種不同的基礎(chǔ)形式時(shí)，對于兩兩之間的相互關(guān)系的處理的欠妥，導(dǎo)致地基土所承受的附加壓力嚴(yán)重不均勻，高層建筑基礎(chǔ)剛度變化相對較大，在這種特殊的情況下高層建筑就極容易造成高層建筑在使用過程中產(chǎn)生不均勻沉降，從而致使高層建筑的主體結(jié)構(gòu)遭到不同程度的破損。

3 高層建筑的沉降觀測的基本要求及步驟

3.1 高層建筑的沉降觀測的基本要求

（1）儀器設(shè)備和人員素質(zhì)。參與人員必須接受專業(yè)學(xué)習(xí)及技能培訓(xùn)，并且要求參與人員對于經(jīng)常使用的儀器的操作規(guī)程要能熟練的掌握和使用。

（2）觀測時(shí)間。對建筑物的沉降觀測時(shí)間有嚴(yán)格的限制條件，并且在高層建筑施工的整個(gè)階段都要求進(jìn)行的定期的沉降觀測，進(jìn)一步更新數(shù)據(jù)。

（3）觀測點(diǎn)和基準(zhǔn)點(diǎn)。沉降觀測點(diǎn)應(yīng)盡量埋設(shè)在便于觀測和測量的地方。一般說來，高層建筑的設(shè)計(jì)圖紙上要求明確表明沉降觀測點(diǎn)和基準(zhǔn)點(diǎn)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(shè)的基準(zhǔn)點(diǎn)、工作基點(diǎn)和統(tǒng)一布設(shè)的沉降觀測點(diǎn)，要求點(diǎn)位必須穩(wěn)定且便于觀測；所使用的儀器、設(shè)備都要工作正常、使用起來要穩(wěn)定.

（5）施測過程。熟悉和正確的使用和操作儀器及設(shè)備。而且在整個(gè)觀測過程中，操作人員一定要注意團(tuán)隊(duì)之間的相互配合，人員之間相互協(xié)調(diào)一致，認(rèn)真仔細(xì)，做到每一步都進(jìn)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(shè)計(jì)圖紙所進(jìn)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(zhǔn)測量的沉降觀測方法。

（7）觀測成果整理及相關(guān)計(jì)算。對于原始數(shù)據(jù)，一定確保其原汁原味、真實(shí)可靠，對于觀測成果的整理和計(jì)算，應(yīng)該要符合具體施工測量規(guī)范的要求，要有正確的依據(jù)，做到嚴(yán)謹(jǐn)有序，并且每一步都做好校核，計(jì)算結(jié)果必須符合有效性原則，并且有效性原則應(yīng)該要始終貫徹于整個(gè)成果整理及計(jì)算過程中。

3.2 高層建筑的沉降觀測的實(shí)施步驟

高層建筑的沉降觀測的實(shí)施步驟可簡單的氛圍一下五個(gè)方面：（1）建立水準(zhǔn)控制網(wǎng)。（2）建立固定的觀測路線。（3）沉降觀測。（4）記錄整理和計(jì)算。（5）統(tǒng)計(jì)表匯總。

4 高層建筑物的沉降觀測的質(zhì)量控制

(1)布設(shè)沉降觀測點(diǎn)。進(jìn)行沉降觀測點(diǎn)的布設(shè)時(shí)，要根據(jù)建筑物地基沉降特征并且結(jié)合實(shí)際地質(zhì)情況及建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來確定具體的沉降觀測點(diǎn)。

(2)布設(shè)基準(zhǔn)點(diǎn)。統(tǒng)一布設(shè)的沉降觀測點(diǎn)或者基準(zhǔn)點(diǎn)所形成的觀測網(wǎng)絡(luò)以及一體化要求所形成的沉降觀測監(jiān)測方法更應(yīng)該要能夠體現(xiàn)沉降觀測的整體效果以及有利于整體沉降觀測的分析。第一、盡量在施工變形影響區(qū)域之外選設(shè)基準(zhǔn)點(diǎn)，盡量避開松軟地層和滑坡區(qū)，避開地下各種管道設(shè)施。為方便觀測和保存基準(zhǔn)點(diǎn)宜選設(shè)在位置固定的地方。第二、提前進(jìn)行基準(zhǔn)點(diǎn)的埋設(shè)，最好在沉降觀測前一個(gè)月進(jìn)行埋設(shè)。第三、保護(hù)好基準(zhǔn)點(diǎn)及周圍的保護(hù)標(biāo)志，盡量避免碰撞。第四、所有的統(tǒng)一布設(shè)的觀測點(diǎn)和基準(zhǔn)點(diǎn)點(diǎn)位都應(yīng)該要注意盡量避開障礙物，便于進(jìn)行初次和定期的觀測和長久保存。

(3)對建設(shè)好的高層建筑的進(jìn)行定期沉降觀測。在工作人員布設(shè)好高層建筑的沉降觀測點(diǎn)和基準(zhǔn)點(diǎn)之后，應(yīng)按照先前制訂好的觀測方案和觀測周期實(shí)施沉降觀測。對每一點(diǎn)的初期觀測，最好進(jìn)行兩次觀測，以確保初期數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；務(wù)必做到認(rèn)真細(xì)致的進(jìn)行每一次的觀測和及時(shí)記錄觀測數(shù)據(jù)，并且要求每個(gè)觀測點(diǎn)的高程數(shù)據(jù)應(yīng)由兩次觀測后的平均值來確定。

5 結(jié)語

通過前面的分析，總結(jié)出如下結(jié)論，按照高層建筑設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)好的高層建筑圖紙所進(jìn)行的高層建筑的施工過程以及整個(gè)階段進(jìn)行定期的沉降觀測是一個(gè)非常重要且不可或缺的地質(zhì)勘探項(xiàng)目。同時(shí)在今后的沉降觀測技術(shù)應(yīng)用中，觀測人員不僅要增強(qiáng)技術(shù)分析和創(chuàng)新，而且還要及時(shí)了解掌握新型儀器設(shè)備的操作技巧，才能更好更快的開展相關(guān)觀測工作，及時(shí)為高層建筑施工提供更加科學(xué)、可靠的沉降參數(shù)。總體來說，對高層建筑進(jìn)行全面、系統(tǒng)、長期的沉降觀測，并且及時(shí)掌握其沉降規(guī)律，從中發(fā)現(xiàn)異常，及時(shí)準(zhǔn)確的分析沉降原因，并采取相應(yīng)補(bǔ)救措施，這對保證樁基高層建筑物在施工期間和投入運(yùn)營后的安全，具有至關(guān)重要的意義。

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