沉降觀測(cè)技術(shù)在高層建筑中的應(yīng)用

李霞 王琳

【摘要】由于城市建設(shè)步伐隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度也在逐漸加快，因此高層建筑逐漸被人們所關(guān)注。高層建筑在城市土地利用率提升的同時(shí)，對(duì)人們生產(chǎn)和生活需要滿足方面發(fā)揮著極為重要的作用。所以，應(yīng)對(duì)高層建設(shè)的施工質(zhì)量進(jìn)行完善，將高層建筑施工中沉降觀測(cè)工作做好，對(duì)人們生命及財(cái)產(chǎn)安全的保障發(fā)揮出重要作用。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；沉降觀測(cè)；應(yīng)用；

一、高層建筑施工中沉降觀測(cè)的必要性

在進(jìn)行高層建筑的過程中，普遍使用沉降觀測(cè)技術(shù)，并不斷加強(qiáng)對(duì)高層建筑的各個(gè)階段的沉降觀測(cè)技術(shù)的使用，高效及時(shí)的沉降觀測(cè)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(guó)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，在高層建筑進(jìn)行具體的建設(shè)過程中增強(qiáng)對(duì)高層建筑建設(shè)各個(gè)階段的沉降觀測(cè)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(duì)各項(xiàng)沉降參數(shù)進(jìn)行周密的觀測(cè)，并且還要通過專業(yè)技術(shù)人員對(duì)各項(xiàng)觀測(cè)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(duì)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。

二、建筑物產(chǎn)生沉降的原因分析

地基承擔(dān)著高層建筑物的全部重量，由于荷載不斷增加，地下水位漲落等原因，都會(huì)引起建筑物沉降，其原因主要包括以下兩個(gè)方面：

1.內(nèi)部原因

由于建筑物自身的構(gòu)筑形態(tài)造成荷載分布不均衡，導(dǎo)致建筑物產(chǎn)生不均勻沉降，這種變形將隨著時(shí)間的推移而趨于穩(wěn)定。另外，施工差異也會(huì)導(dǎo)致變形，由于施工差異而造成荷載分布和預(yù)計(jì)分布不符，從而造成建筑物變形，這種變形對(duì)局部來講一般很小，但考慮從下部到上部的累積變形間的相互影響時(shí)，它是建筑物達(dá)到危險(xiǎn)變形的一個(gè)重要因素。

2.外部原因

引起建筑物沉降的外部原因主要體現(xiàn)在以下幾方面：建筑物基礎(chǔ)的土壤物理性質(zhì)不同、地質(zhì)構(gòu)造不均勻、大氣溫度變化、地下水位季節(jié)性和周期性的變化、建筑物本身的荷重地基的塑性變形、地基的塑性變形、建筑物的結(jié)構(gòu)、動(dòng)荷載的作用及建筑物周圍大量挖方等，以上原因都會(huì)引起建筑物沉降。

三、高層建筑的沉降觀測(cè)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(duì)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(cè)時(shí)間。對(duì)建筑物的沉降觀測(cè)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(cè)，進(jìn)一步更新數(shù)據(jù)。

3.觀測(cè)點(diǎn)和基準(zhǔn)點(diǎn)。沉降觀測(cè)點(diǎn)應(yīng)盡量埋設(shè)在便于觀測(cè)和測(cè)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(cè)點(diǎn)和基準(zhǔn)點(diǎn)的位置。

4.沉降觀測(cè)過程遵循的原則。沉降觀測(cè)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(cè)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(cè)點(diǎn)，要求點(diǎn)位必須穩(wěn)定且便于觀測(cè)；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(cè)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(cè)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(cè)精度。對(duì)于觀測(cè)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(duì)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(cè)量的沉降觀測(cè)方法。

7.觀測(cè)成果整理及相關(guān)計(jì)算。對(duì)于原始數(shù)據(jù)，一定確保其原汁原味、真實(shí)可靠，對(duì)于觀測(cè)成果的整理和計(jì)算，應(yīng)該要符合具體施工測(cè)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。

四、具體施測(cè)程序及步驟

1.建立水準(zhǔn)控制網(wǎng)

根據(jù)工程的特點(diǎn)布局、現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境條件制訂測(cè)量施測(cè)方案，由建設(shè)單位提供的水準(zhǔn)控制點(diǎn)（或城市精密導(dǎo)線點(diǎn)）根據(jù)工程的測(cè)量施測(cè)方案和布網(wǎng)原則的要求建立水準(zhǔn)控制網(wǎng)。要求：

（1）一般高層建筑物周圍要布置三個(gè)以上水準(zhǔn)點(diǎn)，間距不大于100米。

（2）在場(chǎng)區(qū)內(nèi)任何地方架設(shè)儀器至少后視到兩個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)，并且場(chǎng)區(qū)內(nèi)各水準(zhǔn)點(diǎn)構(gòu)成閉合圖形，以便閉合檢校。

（3）各水準(zhǔn)點(diǎn)要設(shè)在建筑物開挖、地面沉降和震動(dòng)區(qū)范圍之外，水準(zhǔn)點(diǎn)的埋深要符合二等水準(zhǔn)測(cè)量的要求（大于1.5米）

根據(jù)工程特點(diǎn)，建立合理的水準(zhǔn)控制網(wǎng)，與基準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測(cè)，平差計(jì)算出各水準(zhǔn)點(diǎn)的高程。

2.建立固定的觀測(cè)路線

由場(chǎng)區(qū)水準(zhǔn)控制網(wǎng)，依據(jù)沉降觀測(cè)點(diǎn)的埋設(shè)要求或圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的沉降觀測(cè)點(diǎn)布點(diǎn)圖，確定沉降觀測(cè)點(diǎn)的位置。在控制點(diǎn)與沉降觀測(cè)點(diǎn)之間建立固定的觀測(cè)路線，并在架設(shè)儀器站點(diǎn)與轉(zhuǎn)點(diǎn)處作好標(biāo)記樁，保證各次觀測(cè)均沿統(tǒng)一路線。

3.沉降觀測(cè)

根據(jù)編制的工程施測(cè)方案及確定的觀測(cè)周期，首次觀測(cè)應(yīng)在觀測(cè)點(diǎn)安穩(wěn)固后及時(shí)進(jìn)行。一般高層建筑物有一或數(shù)層地下結(jié)構(gòu)，首次觀測(cè)應(yīng)自基礎(chǔ)開始，在基礎(chǔ)的縱橫軸線上（基礎(chǔ)局邊）按設(shè)計(jì)好的位置埋設(shè)沉降觀測(cè)點(diǎn)（臨時(shí)的），等臨時(shí)觀測(cè)點(diǎn)穩(wěn)固好，進(jìn)行首次觀測(cè)。

首次觀測(cè)的沉降觀測(cè)點(diǎn)高程值是以后各次觀測(cè)用以比較的基礎(chǔ)，其精度要求非常高，施測(cè)時(shí)一般用N2或N3級(jí)精密水準(zhǔn)儀。并且要求每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)首次高程應(yīng)在同期觀測(cè)兩次后決定。

隨著結(jié)構(gòu)每升高一層，臨時(shí)觀測(cè)點(diǎn)移上一層并進(jìn)行觀測(cè)直到+0.00再按規(guī)定埋設(shè)永久觀測(cè)點(diǎn)（為便于觀測(cè)可將永久觀測(cè)點(diǎn)設(shè)于+500mm）。然后每施工一層就復(fù)測(cè)一次，直至竣工。

4.將各次觀測(cè)記錄整理檢查無誤后，進(jìn)行平差計(jì)算，求出各次每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的高程值。從而確定出沉降量。

5.統(tǒng)計(jì)表匯總

（1）根據(jù)各觀測(cè)周期平差計(jì)算的沉降量，列統(tǒng)計(jì)表，進(jìn)行匯總。

（2）繪制各觀測(cè)點(diǎn)的下沉曲線

首先建立下沉曲線坐標(biāo)，橫坐標(biāo)為時(shí)間坐標(biāo)，縱坐標(biāo)上半部為荷載值，下半部為各沉降觀測(cè)周期的沉降量。

將統(tǒng)計(jì)表中各觀測(cè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的觀測(cè)周期所測(cè)得沉降量畫于坐標(biāo)中，并將相應(yīng)的荷載值也畫于坐標(biāo)中，連線，就得到對(duì)應(yīng)于荷載值的沉降曲線。

（3）根據(jù)沉降量統(tǒng)計(jì)表和沉降曲線圖，我們可以預(yù)測(cè)建筑物的沉降趨勢(shì)，將建筑物的沉降情況及時(shí)的反饋到有關(guān)主管部門，正確地指導(dǎo)施工。特別座在沉陷性較大的地基上重要建筑物的不均勻沉降的觀測(cè)顯得更為重要。

五、結(jié)語

綜上所述，運(yùn)用沉降觀測(cè)法開展觀測(cè)工作時(shí)，應(yīng)先對(duì)建筑物設(shè)置的觀測(cè)點(diǎn)和固定測(cè)點(diǎn)找出，并運(yùn)用數(shù)據(jù)描述出沉降程度，但凡建筑物或構(gòu)筑物超過三層時(shí)，都應(yīng)對(duì)觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置，而人工、土地基等都應(yīng)根據(jù)與設(shè)計(jì)要求對(duì)沉降觀測(cè)實(shí)施設(shè)置，從施工開始到施工結(jié)束都應(yīng)與工期及工程進(jìn)度相結(jié)合開展觀測(cè)和記錄工作。

參考文獻(xiàn)：

[1]馮云德.城市地下管線竣工測(cè)量技術(shù)研究[J].科技資訊，2009（26）：45-46.

[2]馮云德.建筑物沉降觀測(cè)技術(shù)方法探討[J].北京測(cè)繪，2009（04）：23-24.

[3]汝鵬飛.高層建筑沉降觀測(cè)技術(shù)若干理論的研究[J].黑龍江科技信息，2009（06）：17-18.