高層建筑物沉降觀測(cè)技術(shù)方案設(shè)計(jì)及其變形分析

張凡鋒++曾慶華

摘 要：在高層建筑物沉降觀測(cè)技術(shù)方案和變形分析的設(shè)計(jì)中，要著重考慮建筑物在建設(shè)和使用過(guò)程中的穩(wěn)定性、在總體觀測(cè)監(jiān)測(cè)中的沉降變形情況，然后根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)制訂對(duì)應(yīng)的解決方法和措施。同時(shí)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)分析和研究，保障高層建筑物的穩(wěn)定性。介紹了高層建筑通用的沉降觀測(cè)技術(shù)和變形監(jiān)測(cè)流程，并提出了相應(yīng)的要求。

關(guān)鍵詞：沉降觀測(cè)；變形分析；高層建筑物；測(cè)量數(shù)據(jù)

中圖分類號(hào)：TU196+.1；TU196.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）19-0070-02

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，城市建筑物的樓層也在不斷變化，這就對(duì)建筑施工技術(shù)提出了更高的要求。要保證建筑物在正常使用年限間不出現(xiàn)問(wèn)題，保證建筑施工時(shí)的安全和建筑完工后的使用安全，就需要相關(guān)人員在建筑施工和使用建筑的過(guò)程中，對(duì)高層建筑物進(jìn)行沉降觀測(cè)，并對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行變形分析，以保障建筑物的質(zhì)量，否則，將會(huì)因?yàn)槌两底冃味l(fā)建筑物安全問(wèn)題，甚至還會(huì)出嚴(yán)重的建筑物質(zhì)量問(wèn)題。

1 準(zhǔn)備工作

1.1 水準(zhǔn)儀

在高層建筑物沉降觀測(cè)的過(guò)程中，要求使用精密的水準(zhǔn)儀，以滿足其高精度的要求。隨著建筑物荷載力的增大，會(huì)在沉降觀測(cè)時(shí)產(chǎn)生數(shù)據(jù)誤差，使用精密水準(zhǔn)儀可以有效減小測(cè)量數(shù)據(jù)的誤差。

1.2 水準(zhǔn)尺

要使用高精度銦合金水準(zhǔn)尺。在沉降觀測(cè)的數(shù)據(jù)測(cè)量過(guò)程中，由于環(huán)境狀態(tài)的變化會(huì)使數(shù)據(jù)產(chǎn)生誤差，而高精度銦合金水準(zhǔn)尺能夠適應(yīng)環(huán)境的變化，不會(huì)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響。但是，如果觀測(cè)設(shè)備不到位，只能使用一般的塔尺時(shí)，建議使用塔尺的第一段標(biāo)尺，以保證測(cè)量數(shù)據(jù)盡可能精確。

1.3 專業(yè)操作人員

在對(duì)高層建筑物進(jìn)行沉降觀測(cè)時(shí)，操作人員應(yīng)具有較強(qiáng)的專業(yè)能力，接受過(guò)專業(yè)的理論學(xué)習(xí)和技能培訓(xùn)，能夠熟練使用需要的儀器和設(shè)備。在面對(duì)不同的建筑物時(shí)，要根據(jù)它們各自的特征隨機(jī)應(yīng)變，采取最優(yōu)策略觀測(cè)，并且要保證在每次的觀測(cè)任務(wù)中都能夠取得精確的數(shù)據(jù)值，不會(huì)出現(xiàn)較大的偏差。

2 設(shè)定建筑物的觀測(cè)周期

將兩次觀測(cè)任務(wù)實(shí)施的間隔時(shí)間視為一個(gè)觀測(cè)周期。在面對(duì)觀測(cè)周期設(shè)定的問(wèn)題時(shí)，要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臅r(shí)間觀念，不能隨便打亂周期，應(yīng)該有固定的流程。在安排周期時(shí)，第一次觀測(cè)要按照計(jì)劃的時(shí)間、地點(diǎn)完成，然后根據(jù)施工進(jìn)度和工程情況進(jìn)行之后的測(cè)量。在高層建筑物沉降周期測(cè)定過(guò)程中，將每升高一層或固定幾層視為一個(gè)周期，嚴(yán)格按照周期測(cè)定。

3 設(shè)定建筑物的沉降觀測(cè)點(diǎn)

為了保證每次觀測(cè)數(shù)據(jù)的精確度，觀測(cè)沉降點(diǎn)的安排就尤為重要，必須設(shè)立在最能觀測(cè)到沉降情況的位置。對(duì)于建筑物沉降觀測(cè)的觀測(cè)點(diǎn)，要對(duì)稱安排，不論是橫向還是縱向，每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的間隔距離以15～30 m為宜，而且必須均勻分布，要在建筑工程設(shè)計(jì)初期就專門安排、布置觀測(cè)點(diǎn)。從觀測(cè)點(diǎn)的使用角度講，它是貫穿于整個(gè)施工工程的，無(wú)論在任何情況下，都不能影響到沉降觀測(cè)點(diǎn)，否則，周期性的觀測(cè)數(shù)據(jù)和觀測(cè)結(jié)果就失去了意義。

4 沉降觀察的原則

為了盡量從主觀、客觀和其他各方面減少觀測(cè)錯(cuò)誤，避免觀測(cè)誤差的存在，保證整體數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和有效性，應(yīng)當(dāng)遵守以下原則：①要固定三個(gè)點(diǎn)的位置——沉降觀測(cè)安排的基本定位點(diǎn)、操作時(shí)設(shè)備的放置位置和測(cè)建筑物的沉降觀察檢測(cè)點(diǎn)；②在觀測(cè)過(guò)程中，所使用的儀器與設(shè)備要統(tǒng)一，要保證數(shù)據(jù)的收集是正常、穩(wěn)定的；③在持續(xù)的觀測(cè)過(guò)程中，要確定觀測(cè)操作人員；④觀測(cè)時(shí)的環(huán)境與周圍的基本狀態(tài)要一定；⑤觀測(cè)中的路線設(shè)定與鏡位要固定。我們將這五點(diǎn)合起來(lái)稱為“五定原則”。

5 使用儀器的原則

在沉降觀測(cè)前，所使用的儀器必須用固定的計(jì)量單位對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的檢測(cè)，如果發(fā)現(xiàn)有問(wèn)題要及時(shí)校正，在確定各項(xiàng)指標(biāo)和設(shè)備性能沒(méi)有問(wèn)題的情況下才能使用。觀測(cè)的最佳狀態(tài)是使用同一臺(tái)儀器觀測(cè)，保證得到數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。

6 精度設(shè)置與數(shù)據(jù)整理

在不同建筑物的沉降觀測(cè)過(guò)程中，要根據(jù)建筑物的不同特點(diǎn)、不同情況設(shè)置不同的沉降觀測(cè)精度等級(jí)。一般情況下，沒(méi)有特別的精度要求時(shí)，采用二等水準(zhǔn)觀察測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)就可以滿足大部分建筑物的沉降觀測(cè)要求。在數(shù)據(jù)整理方面，要保證沉降的原始性數(shù)據(jù)真實(shí)、可信；在沒(méi)有誤差的情況下，要認(rèn)真、嚴(yán)格、準(zhǔn)確地記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，并且在計(jì)算時(shí)一定要保證每一步都有專人校對(duì)、審核。

7 技術(shù)方案設(shè)計(jì)和變形分析的要求

在技術(shù)方案設(shè)計(jì)中，不同建筑沉降觀測(cè)的等級(jí)和精度要求不同，應(yīng)該根據(jù)工程的規(guī)模、周邊環(huán)境和沉降量來(lái)確定。同一個(gè)區(qū)域或者同一個(gè)建筑物，根據(jù)沉降量和工程速度的變化，可以在不同的時(shí)期采用不同的精度標(biāo)準(zhǔn)。在沉降觀測(cè)時(shí)，可以采用幾何水準(zhǔn)測(cè)量方法，也可以采用靜力水準(zhǔn)測(cè)量方法。每一個(gè)周期觀測(cè)完成后，可以提前總結(jié)周期或階段性成果，及時(shí)分析、改進(jìn)其中存在的問(wèn)題。在整個(gè)工程結(jié)束后，最終完成一個(gè)沉降觀測(cè)結(jié)果和變形分析。

在建筑物的沉降觀測(cè)中，應(yīng)測(cè)定建筑物及其地基的沉降量、沉降差和沉降速度。沉降觀測(cè)點(diǎn)的分布應(yīng)能夠全面地反映建筑物的變形和地基的變形特征，并且要考慮周邊的地質(zhì)情況和建筑特點(diǎn)。

8 結(jié)束語(yǔ)

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，大范圍的高層建筑施工越來(lái)越多，對(duì)周邊地質(zhì)的要求也越來(lái)越高。在實(shí)際的沉降觀測(cè)過(guò)程中，一定要考慮到對(duì)鄰近建筑物和環(huán)境的影響，所以，對(duì)高層建筑的沉降觀測(cè)具有相當(dāng)重要的意義。變形的安全數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)是進(jìn)行變形預(yù)測(cè)的必要、先決條件，是整個(gè)信息化施工的重要組成部分，對(duì)成功預(yù)測(cè)后期的建筑物變形具有重要意義。提前、準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)建筑物變形或變形發(fā)展趨勢(shì)是變形測(cè)量的最終目標(biāo)，所以，在實(shí)際工作中，要嚴(yán)格審核每一項(xiàng)數(shù)據(jù)，保證建筑物的使用安全。

參考文獻(xiàn)

[1]伊?xí)詵|，李保平.變形監(jiān)測(cè)技術(shù)及應(yīng)用[M].鄭州：黃河水利出版社，2012.

[2]丁寧.高層建筑物變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理與分析[M].濟(jì)南：山東建筑大學(xué)，2010.

〔編輯：白潔〕