高層建筑變形觀測探究

【摘要】社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展帶動了建筑行業(yè)的進(jìn)步，愈來愈多的高層建筑如雨后春筍般不斷涌現(xiàn)，這也使得人們愈加重視高層建筑質(zhì)量安全。高層建筑中的部分不安全因素就來自于垂直度監(jiān)測和沉降觀測，因此，加強(qiáng)對高層建筑的變形觀測研究意義重大。筆者在此結(jié)合個人工作經(jīng)驗(yàn)對高層建筑變形觀測進(jìn)行探究，僅供同行參考。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；變形觀測

1.前言

隨著城市中高層建筑數(shù)量的增加，其安全問題也已得到人們的廣泛關(guān)注。變形觀測技術(shù)作為保障高層建筑工程安全的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，不但能夠提供給施工一個安全的環(huán)境，而且可以增加高層建筑的穩(wěn)定性，如減少高層建筑的傾斜、裂縫等，因而具有十分重要的實(shí)際意義。本文就高層建筑變形觀測技術(shù)進(jìn)行簡單分析探討。

2.常用的變形觀測技術(shù)方法

2.1常用的變形觀測技術(shù)

對高層建筑變形觀測技術(shù)的應(yīng)用研究，離不開變形觀測中經(jīng)常用到的幾種技術(shù)方法：水準(zhǔn)型測量方法、GPS測量方法、全自動式測量法、數(shù)字化攝影測量法。高層建筑變形觀測中最為常用的方法就是水準(zhǔn)型測量，通過水準(zhǔn)儀可以精確測量高層建筑中的沉降監(jiān)測處以及基準(zhǔn)點(diǎn)的高程，通過觀察沉降觀測點(diǎn)能夠得出其周期性的高程變化，以此作為分析高層建筑變形的基礎(chǔ)。水準(zhǔn)型測量法對高層建筑物的變形類型是非常敏感的，可滿足其對不同觀測條件、不同精度的需求，一直是高層建筑中比較可靠的測量方法。

3.建筑物變形觀測的實(shí)例分析

可將高層建筑物的變形觀測分為兩類，一種是對建筑物的傾斜進(jìn)行直接測量，另一種是將高層建筑物的本體作為基礎(chǔ)，來測量其高程變化。后者是高層建筑變形觀測中的重點(diǎn)，即是通過觀測高層建筑物的沉降進(jìn)而得出建筑物的變形情況，下面就沉降觀測進(jìn)行以下分析。

3.1工程概述。某工程分為兩期，一期工程包括4#、5#、6#樓，為地下一層，地上十五層。該工程為鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，采用鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ)，基礎(chǔ)持力層為砂礫層。建筑物出現(xiàn)沉降的原因在于地基、基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)的荷載增加以及地下降水問題，其沉降量尤其是差異沉降量一旦超過一定的限度，就會對建筑物的安全、正常使用造成影響。因此在施工期間進(jìn)行準(zhǔn)確可靠的沉降觀測，對實(shí)時掌握、分析建筑物的沉降量意義重大，能夠保證在施工期間及時發(fā)現(xiàn)異常并予以解決，確保安全施工及建筑物的質(zhì)量安全。

3.2設(shè)計(jì)沉降觀測方案

3.2.1觀測儀器及依據(jù)。（1）觀測儀器：Tifmble DiNi 12精密水準(zhǔn)儀；數(shù)碼精密水準(zhǔn)尺。（2）觀測依據(jù)：《城市測量規(guī)范》cJJ8-99；《建筑變形測量規(guī)程》JGJ/T8-2007；《建筑地基基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范》DB21—907—96。

3.2.2布設(shè)水準(zhǔn)基點(diǎn)。在勘察完現(xiàn)場后，選擇在在不受施工影響且地基穩(wěn)定的建筑物上來布設(shè)沉降觀測的水準(zhǔn)基點(diǎn)。BM1、BM2、BM3三個水準(zhǔn)基點(diǎn)組成一組閉合的水準(zhǔn)路線，并進(jìn)行定期的觀測，參考觀測成果將其較穩(wěn)定的點(diǎn)選作起算基點(diǎn)。以“垂直位移監(jiān)測網(wǎng)的主要技術(shù)要求”中的二等技術(shù)要求為根據(jù)，對工程水準(zhǔn)基點(diǎn)的觀測等級進(jìn)行準(zhǔn)確施測。水準(zhǔn)基點(diǎn)的布置如圖1所示。

3.2.3布設(shè)工作基點(diǎn)。由于變形觀測點(diǎn)與水準(zhǔn)基點(diǎn)距離較遠(yuǎn)，為方便觀測的進(jìn)行，并有效降低觀測誤差，因而在所布設(shè)的水準(zhǔn)基點(diǎn)的基礎(chǔ)上，又進(jìn)行三個工作基點(diǎn)G1、G2、G3的布設(shè)。工作基點(diǎn)的布置圖如圖2所示。

3.2.4布設(shè)沉降觀測點(diǎn)。根據(jù)布設(shè)沉降觀測點(diǎn)的相關(guān)要求，分別在三棟樓進(jìn)行沉降觀測點(diǎn)的布置，每棟樓個四個，在距一樓地面（即±0標(biāo)高）以上約0.2m處，對各樓變形觀測點(diǎn)進(jìn)行布設(shè)，并使用膨脹螺栓作為觀測點(diǎn)標(biāo)記。沉降觀測點(diǎn)的設(shè)如下圖3所示。

3.2.5觀測方法。采用幾何水準(zhǔn)測量的方法進(jìn)行各水準(zhǔn)點(diǎn)的觀測。

（1）分別對每個基準(zhǔn)點(diǎn)觀測三次，三個基準(zhǔn)點(diǎn)的高程需在滿足限差的前提下，取觀測的平均值。（2）通過利用基準(zhǔn)點(diǎn)定期進(jìn)行工作基點(diǎn)的觀測，在進(jìn)行施測時按《建筑變形測量規(guī)程》中一級水準(zhǔn)觀測的精度要求，將觀測點(diǎn)布置組成一組閉合水準(zhǔn)線路，通過平差將各點(diǎn)高程求出來，結(jié)果滿足精度要求，則可證明現(xiàn)有工作基點(diǎn)的穩(wěn)定性。（3）通過工作基點(diǎn)對觀測點(diǎn)進(jìn)行定期觀測，按《建筑變形測量規(guī)程》中二級水準(zhǔn)觀測的精度要求進(jìn)行施測，將觀測點(diǎn)布置組成一組閉合水準(zhǔn)線路，通過平差將各點(diǎn)高程求出來。

4.進(jìn)行沉降觀測需要注意的問題

在進(jìn)行觀測時必須做到以下幾點(diǎn)：①在施工期間進(jìn)行觀測，當(dāng)基礎(chǔ)將觀測標(biāo)志安好之后，即可開始進(jìn)行觀測，以后可按建筑物完成的層數(shù)進(jìn)行觀測，每增加一層（包括地下部分）進(jìn)行1-2次觀測。②竣工后進(jìn)行觀測，竣工投產(chǎn)后進(jìn)行沉降觀測的時間間隔，應(yīng)根據(jù)沉降量的大小、沉降速度來確定。通常在頭一年1-3個月進(jìn)行1次觀測，觀測次數(shù)不少于5次；以后每年進(jìn)行2—3次觀測，直至沉降穩(wěn)定為止。穩(wěn)定沉降標(biāo)準(zhǔn)為半年沉降S～2mm。特殊情況下如有大量沉降或嚴(yán)重裂縫突然出現(xiàn)，則應(yīng)將觀測次數(shù)適當(dāng)增加。③觀測期限通常根據(jù)地基土層而定，一般砂土地基的觀測年限為兩年，粘性土地基為五年，軟土地基更長。④在開挖深基坑后應(yīng)進(jìn)行回彈觀測。⑤觀測工作應(yīng)盡量避免在大風(fēng)天氣和氣候驟變時進(jìn)行，在進(jìn)行觀測時應(yīng)確保視距不大于25—30m，保證觀測結(jié)果滿足精度要求。

5.解決不均勻沉降的措施

5.1建筑措施。建筑物的體型應(yīng)力求簡單、控制長高比及合理布置墻體、設(shè)置沉降縫、相鄰建筑物基礎(chǔ)間滿足凈距要求

5.2結(jié)構(gòu)措施。在建筑體型和建筑單元確定之后，還可以在結(jié)構(gòu)布置上采取一些措施，以減小不均勻沉降基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時應(yīng)有意識的加強(qiáng)基礎(chǔ)的剛度和強(qiáng)度、增強(qiáng)建筑物的剛度和強(qiáng)度、調(diào)整或減小基底的附加應(yīng)力、減小建筑物自重。

5.3施工措施

5.3.1對施工順序進(jìn)行合理安排。通常先對重、高部分進(jìn)行建設(shè)，然后對輕、低部分進(jìn)行建設(shè)；如在高低層間采用連接體時，連接體應(yīng)放到最后修建，如此可以有效減輕部分不均勻沉降的問題。

5.3.2減少擾動?；娱_挖時，應(yīng)盡可能地減少或避免擾動，一般在坑底選擇保留的土層厚度約200mm厚，待墊層進(jìn)行施工時再將其挖除。如已擾動坑底土，則應(yīng)挖去已擾動的土，并采用碎石、砂進(jìn)行回填夯實(shí)至要求標(biāo)高。

5.3.3加強(qiáng)高層建筑的沉降檢測。監(jiān)理單位必須及時進(jìn)行檢查復(fù)測，并將資料列入工程質(zhì)量評估內(nèi)容。

5.4地基和基礎(chǔ)措施。對高層建筑的地基基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)時，必須對變形值進(jìn)行控制，設(shè)計(jì)單位必須對基礎(chǔ)最終沉降量和偏心距離進(jìn)行驗(yàn)算。

6.結(jié)束語

變形觀測技術(shù)作為高層建筑變形測量的核心內(nèi)容，直接關(guān)系到高層建筑的安全性，對居民的生命財(cái)產(chǎn)安全意義非凡。因此必須嚴(yán)格遵守執(zhí)行變形觀測技術(shù)的測量規(guī)范和工程的測量規(guī)范，進(jìn)行科學(xué)有效的變形觀測，及時發(fā)現(xiàn)高層建筑建筑中存在的不安全和不穩(wěn)定因素，并予以解決，盡可能地減少高層建筑的變形量，保障居民的生命財(cái)產(chǎn)安全，促進(jìn)高層建筑的良性發(fā)展。

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