高層建筑施工沉降觀測技術研究

姜益才

摘要：在進行高層建筑的施工過程中沉降觀測工作十分重要，雖然在相關測量規(guī)定中已經(jīng)對沉降觀測有相關標準，但在實際觀測中由于施工現(xiàn)場的狀況不同，具體的沉降觀測技術也會有所不同。本文對高層建筑施工中沉降的觀測技術相關問題進行了探究，以期對實際沉降觀測工作有所幫助。

關鍵詞：高層建筑；施工沉降；觀測技術

中圖分類號：[TU196.2] 文獻標識碼：B 文章編號：1674-3954（2013）21-0263-02

隨著經(jīng)濟的發(fā)展和城市化的不斷發(fā)展，高層建筑越來越多，而由于樓層的增高，建筑物所產(chǎn)生的沉降量也會不斷增加，為了方便對施工現(xiàn)場土質(zhì)情況進行全面了解，對高層建筑物的沉降量進行把握，施工人員有必要掌握沉降觀測技術對施工各個階段的沉降量進行測量，使建筑物在使用過程中發(fā)揮其使用功能。

1 高層建筑進行沉降觀測的必要性

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，越來越多的高層建筑不斷在城市中涌現(xiàn)出來，而為保證高層建筑的使用功能不受影響，對其施工過程中的沉降進行觀測就顯得十分重要，沉降觀測技術的使用能夠保證高層建筑在建設完成后的使用安全性和穩(wěn)定性，同時沉降觀測項目還屬于工程地質(zhì)測量中的一項重要工作，應該引起建筑施工方面的重視。在高層建筑施工過程中對沉降進行觀測能夠為建筑施工提供有效可靠準確的施工數(shù)據(jù)，為施工提供指導，并且還能夠為建筑設計人員提供詳盡施工現(xiàn)場的地質(zhì)資料，讓設計人員能夠在設計階段就將相關的地基影響因素考慮到高層建筑設計當中，減少以后建筑沉降的發(fā)生和建筑物本身結(jié)構受損或出現(xiàn)裂縫等問題的發(fā)生，從而使高層建筑能夠達到相關的設計標準和檢驗標準。因此，在高層建筑物的施工過程中，一定要加強對施工各個階段的沉降觀測，并通過相關的觀測數(shù)據(jù)來分析建筑物可能發(fā)生沉降的原因，盡早采取相關措施。

2 高層建筑物出現(xiàn)沉降的原因

根據(jù)眾多高層建筑施工的沉降觀測數(shù)據(jù)分析的結(jié)果表明，高層建筑發(fā)生沉降的原因是多方面的，既有外部原因，也有內(nèi)部原因；既可以是單個原因引起，也可以是多種原因共同造成的結(jié)果，筆者在這里總結(jié)了幾種，如下：

2.1 具體地基存在處理不當?shù)膯栴}

對于軟硬差別較大的地基應該事先進行差別化處理，而在實際施工過程中很多建筑施工現(xiàn)場沒有對存在差別的地基進行處理，而是以天然地基作為觀測標準，使得建筑物在建成后由于地基的軟硬差別而出現(xiàn)不均勻沉降現(xiàn)象。再者，高層建筑的設計師在進行設計時未考慮到施工現(xiàn)場的地基具體情況，只是根據(jù)相關報告而對其進行簡化假定，在密實度和壓縮模量等方面的計算與實際數(shù)據(jù)之間存在差距而使建筑物出現(xiàn)沉降。另外，若施工現(xiàn)場的地基基巖發(fā)生傾斜就會使在其上的建筑物基底的壓縮層出現(xiàn)一邊薄、一邊厚的情況，而使得建筑物發(fā)生沉降。

2.2 施工中出現(xiàn)問題

在施工過程中一旦出現(xiàn)事故就會對建筑物的沉降造成影響，而施工過程出現(xiàn)的問題有很多，從總體上講主要包括施工質(zhì)量低下、施工記錄造假、設施設備的影響、相鄰基坑的作用、施工方案違規(guī)等等問題都會造成建筑物發(fā)生沉降。

2.3 對建筑規(guī)劃的不恰當

高層建筑的相關規(guī)劃部門在對軟土區(qū)的建筑用地進行規(guī)劃時，未考慮到距離對建筑物沉降的影響，使得高層建筑和其他建筑之間的距離比較短，使得高層建筑的地基受到相鄰地基的影響，加上施工現(xiàn)場屬于軟土質(zhì)區(qū)域，在天然地基作用下就會使的高層建筑的地基與相鄰地基發(fā)生重疊，進而使得高層建筑在地心引力作用下發(fā)生傾斜，使得高層建筑的承載力出現(xiàn)嚴重不足，導致不均勻沉降的發(fā)生。

2.4 建筑的設計方案存在錯誤

當設計師在進行高層建筑設計時，如果設計師對同一座建筑的基礎形式采用不同形式進行設計，就會使建筑之間的相互關系出現(xiàn)問題，使得建筑地基土承受的外來附加力出現(xiàn)不均勻的情況，使高層建筑的基礎剛度變大，這時建筑物就極易出現(xiàn)不均勻沉降，并使建筑物的主體結(jié)構受到破壞。

3 對高層建筑進行沉降觀測的步驟

3.1 將水準控制網(wǎng)建立起來

施工單位在進行沉降觀測時要根據(jù)相關單位所提供的水準控制點來建立相應的水準控制網(wǎng)，在建立相應水準控制網(wǎng)時要注意結(jié)合相應的施工現(xiàn)場環(huán)境特點和建筑工程特點，并且要根據(jù)相關的控制網(wǎng)的布網(wǎng)原則來完成水準控制網(wǎng)的建立。在實際進行觀測中，需要在建筑周圍設置至少三個水準點，且各個水準點之間的間距不應超過100m，各個水準點會形成閉合圖形，以方便進行閉合檢驗。并且在設置水準點時要注意將其設置在高層建筑地基開挖范圍和沉降范圍之外，每個水準點的深度應該超過1.5m。另外，在設置水準點時要保證觀測儀器不論在施工現(xiàn)場的哪一點進行觀測都要能夠看到兩個以上的水準點。

3.2 設置沉降觀測點

在水準點設置完畢后，要根據(jù)施工現(xiàn)場的地質(zhì)情況和高層建筑的結(jié)構特點對沉降觀測點進行確定和設置，并且觀測點的設置要反映出相關的地基沉降特征。對于框架式結(jié)構的高層建筑在設置觀測點時就應該將其設置在柱基橫軸線、沿縱或其上部，觀測點之間的間距應該控制在8～12m，或者是2～3個柱基。從圖1中可以看出在設置觀測點時具體的位置和保護措施。將觀測點設置完畢后，應該在控制點和觀測點之間進行觀測路線的規(guī)劃，并在規(guī)劃好的路線上對轉(zhuǎn)點、加設儀器點進行確定，并且做好標記。

3.3 沉降觀測

將沉降觀測點設置好后就應及時進行首次沉降觀測，以保證初期沉降數(shù)據(jù)的準確，并且對每個點的觀測應該進行兩次。在首次觀測時應從建筑的基礎開始，根據(jù)基礎上已經(jīng)設置好的觀測點進行觀測。在進行首次觀測時，對觀測點高程值的測量應該盡量準確，這一數(shù)值將作為以后觀測的數(shù)據(jù)基礎，因此在首次觀測時一定要保證高程值的精確性，一般在對高程值進行測量時多采用N3或N2級別的精密水準儀來測量，而且觀測點高程值的具體數(shù)值應該取兩次測量數(shù)值的平均值。在具體觀測過程中，隨著建筑物結(jié)構的升高，臨時觀測點也應該隨之升高，并且在每一層都要進行觀測，并且每施工一層就應該對沉降觀測一次，直到施工完成后才可停止觀測。在完成觀測后應該將每次測量的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計整理，并運用平差進行計算，將每個觀測點高程值計算出來，以便計算出沉降量。

另外，在實施沉降觀測時還應注意以下幾點：①在觀測時應采用同樣的觀測方法和觀測路線；⑦在對觀測點進行觀測時應使用同樣的設備和儀器；③在實施觀測時應該由同一觀測員來完成觀測；④在實施每次觀測時要保證觀測環(huán)境基本相同；⑤在完成沉降量的計算觀測后，應該將其用統(tǒng)計表進行統(tǒng)計，并以下半部沉降量、上半部荷載值為縱坐標，時間為橫坐標，將建筑的沉降用曲線坐標的形式表示出來，以方便相關工作人員對高層建筑的荷載和沉降量進行分析，為建筑施工提供指導。

4 結(jié)語

加強對高層建筑沉降量的觀測，能夠為高層建筑的結(jié)構安全提供保證，使高層建筑發(fā)揮其使用功能，因此在實際施工過程中一定要注重對高層建筑沉降觀測的測量工作，按照沉降觀測的相關標準并結(jié)合施工現(xiàn)場的實際土質(zhì)情況，組織完成沉降的觀測工作，確保沉降觀測的精確度。

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