高層建筑施工中沉降觀測技術(shù)的應(yīng)用

朱偉

【摘要】隨著高層建筑施工要求的逐漸提高，研究其沉降觀測技術(shù)凸顯出重要意義。本文首先對相關(guān)內(nèi)容做了概述，分析了高層建筑施工中沉降觀測需滿足的基本要求。在探討沉降觀測的程序及步驟的同時，研究了沉降觀測技術(shù)存在的問題。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；施工；沉降觀測技術(shù)；應(yīng)用

一、前言

作為高層建筑施工中的一方面重要工作，沉降觀測技術(shù)在近期得到了長足的發(fā)展。該項課題的研究，將會更好地提升沉降觀測技術(shù)的應(yīng)用效果，從而保證高層建筑施工的可靠性。本文從概述相關(guān)內(nèi)容著手本課題的研究。

二、概述

隨著經(jīng)濟社會高速發(fā)展，現(xiàn)建成與在建的高層建筑的數(shù)量已達60余棟。高層建筑物的興建，改變了地面原有的狀態(tài)，并且對于建筑物的地基施加了一定的壓力，這就必然會引起地基及周圍地層的變形?，F(xiàn)行規(guī)范也規(guī)定，高層建筑物、高聳構(gòu)筑物、重要古建筑物等均要進行沉降觀測。特別在高層建筑物施工過程中，應(yīng)用沉降觀測加強過程監(jiān)控，指導(dǎo)合理的施工工序，預(yù)防在施工過程中出現(xiàn)不均勻沉降，及時反饋信息，為勘察設(shè)計施工部門提供詳盡的一手資料，避免因沉降原因造成建筑物主體結(jié)構(gòu)的破壞或產(chǎn)生影響結(jié)構(gòu)使用功能的裂縫，造成巨大的經(jīng)濟損失。

建筑物沉降的原因有合理變形：建筑物自身的構(gòu)筑形態(tài)造成荷載分布不均衡使建筑物發(fā)生變形，這種變形一般小于允許變形值，隨著時間的推移而趨于穩(wěn)定；施工誤差變形：由于施工誤差而造在荷載分布和預(yù)計分布不符，從而造成建筑物變形，這種變形對局部來講一般很?。换A(chǔ)變形：由于建筑物的重量，使基礎(chǔ)上的土壤被壓實，引起建筑物沉降。

三、高層建筑施工中沉降觀測需滿足的基本要求

1.沉降觀測儀器設(shè)備方面的要求

沉降觀測的參數(shù)需要反映高層建筑在負荷增加時的沉降情況，因此對沉降觀測數(shù)據(jù)的精度要求較高。依據(jù)高層建筑建設(shè)施工的要求，測量誤差需要控制在建筑物結(jié)構(gòu)變形值1/20～1/10以內(nèi)，在觀測中需要使用DS1或者DS0.05級的精密水準儀，以滿足對觀測精度的要求。

2.沉降觀測人員素質(zhì)方面的要求

觀測人員需要有精深的專業(yè)知識和熟練的操作技能，熟悉儀器設(shè)備的構(gòu)造、操作方法、操作流程和測量理論，可以針對不同工程和具體施工情況，選擇合適的觀測方法和觀測程序。對于在觀測過程中出現(xiàn)的實際問題，觀測人員可以客觀科學(xué)的分析其原因，及時采取平差計算，以保障觀測任務(wù)順利的完成。

3.沉降觀測時間方面的要求

高層建筑沉降觀測對時間的要求和限制也非常嚴格，尤其是首次觀測的時間更是尤為關(guān)鍵，其關(guān)系到原始數(shù)據(jù)的準確性和可靠性，對觀測結(jié)果有著直接的影響。其他不同階段的觀測也要隨著工程施工而進行，不能出現(xiàn)漏測或者補測的情況。兩次觀測時間的間隔為一個周期，高層建筑施工中常以建筑物升高一層的時間作為觀測周期進行觀測，或者依據(jù)統(tǒng)一的時間段作為觀測周期，如工程每建設(shè)施工30天為一觀測周期。

4.沉降觀測位置方面的要求

沉降觀測對于觀測位置的要求也很高，既要能準確反映高層建筑的沉降情況，又要易于觀測工作的實施。觀測人員在高層建筑設(shè)置的觀測位置縱向和橫向要相互對稱，彼此之間間距約在15～30m之間，均勻分布于高層建筑周圍。在選擇沉降觀測位置的時候，觀測人員要結(jié)合工程施工情況，切不可使觀測位置因施工被破壞或者被掩蓋。

四、高層建筑沉降觀測的程序及步驟

1.建立水準控制網(wǎng)

按照工程的特性布局、現(xiàn)場的環(huán)境條件擬定測量施測方案，由建設(shè)單位提供的水準控制點（或城市精密導(dǎo)線點）按照工程的測量施測方案和布網(wǎng)原則的要求建立水準控制網(wǎng)。要求：一般的高層建（構(gòu)）筑物周圍要設(shè)置3個以上水準點，其間距不宜大于100米。在場區(qū)內(nèi)任何地方架設(shè)儀器至少能后視2個水準點，而且場區(qū)內(nèi)各水準點構(gòu)成閉合圖形，以便閉合檢校；各水準點要設(shè)在建筑物開挖、地面沉降和震動區(qū)范圍之外，水準點的埋深要符合二等水準測量的要求（大于1.5米），按照工程特點，建立合理的水準控制網(wǎng)，與基準點聯(lián)測，平差計算出各水準點的高程。

2.設(shè)置沉降觀測點

沉降觀測點應(yīng)布設(shè)在能全面反映建筑物地基變形特點的點位，砌筑小陰井加以維護，應(yīng)該選在下列位置：1.建筑物的四角、大轉(zhuǎn)角及沿外墻每10～20m處或每隔2～3根柱基上；2.高低層建筑物、新舊建筑物、縱橫墻等交接處的兩側(cè)，不同地質(zhì)條件、不同荷載分布、不同基礎(chǔ)類型、不同基礎(chǔ)埋深、不同上部結(jié)構(gòu)、建筑裂縫、后澆帶、沉降縫和伸縮縫的兩側(cè)，人工地基與天然地基接壤處及填挖方分界處；3.寬度大于或等于15米，或?qū)挾刃∮?5米但地質(zhì)條件復(fù)雜以及膨脹土地區(qū)的建筑物的承重內(nèi)隔（縱）墻設(shè)內(nèi)墻點，以及框架、框剪、框筒、筒中筒結(jié)構(gòu)體系的樓、電梯井和中心筒處；4.筏基、箱基的四角和中部位置處；5.多層砌體房屋縱墻間距6～10米橫墻對應(yīng)墻端處；6.框架結(jié)構(gòu)建筑的每個或部分柱基上或沿縱橫墻軸線上，以及可能產(chǎn)生較大不均勻沉降的相鄰柱基處。

3.建立固定的觀測路線

由場區(qū)水準控制網(wǎng)，依據(jù)沉降觀測點的埋設(shè)要求或圖紙設(shè)計的沉降觀測布點圖，確定沉降觀測點的位置。在工作基點與沉降觀測點之間建立固定的觀測路線，并在架設(shè)儀器站點與轉(zhuǎn)點處作好標記樁，保證各次觀測均沿統(tǒng)一路線。

4.沉降觀測

埋設(shè)好沉降觀測點后進行觀測時，檢查其穩(wěn)固后，進行首次觀測。首次觀測的沉降點高程精度要求較高，一般采用S02或S05級別的精密水準儀來進行測量，并且要求同期觀測兩次取其平均值。具體的觀測過程中，地基沉降埋設(shè)臨時點位觀測到±0，建筑主體沉降埋設(shè)永久觀測點，根據(jù)高層建筑的層數(shù)，每施工2-5層觀測一次，直至竣工。將測量的各次數(shù)據(jù)整理檢查無誤后，進行數(shù)據(jù)平差計算，求出每個觀測點的數(shù)據(jù)，計算出每次觀測的本次沉降量及累計沉降量。此外，應(yīng)根據(jù)各觀測周期的累計沉降量，以下半部沉降量、上半部荷載值（樓層）為縱坐標，時間為橫坐標，繪制時間-荷載-沉降量曲線圖，有利于工作人員更好的對高層建筑的荷載和沉降量進行剖析，為建筑施工提供指引。

五、施工中沉降觀測技術(shù)存在的問題

1.沉降觀測結(jié)果存在浮動現(xiàn)象，無法控制

無論哪一類的建筑施工，都要對地表進行開挖。地面的表層被開挖以后就會改變地面原有的形態(tài)，使得土地變得松散。如果在接下來的施工中不回填泥土并壓實，就無法使建筑地面下的泥土恢復(fù)到開挖前的密實形態(tài)。同時，隨著工程施工進度的不斷進展，建筑物的高度和地表的荷載不斷地增加，加大了對地基的壓力。使得地基土慢慢地被壓縮，這樣就給建筑物的沉降創(chuàng)造了條件。由于施工時各種施工設(shè)備都會對地下產(chǎn)生振動效應(yīng)，會對地基土產(chǎn)生一定的影響，也會導(dǎo)致它松散不密實。

2.沉降量與下沉曲線的變化

在觀測沉降量及下沉曲線時，發(fā)現(xiàn)下沉曲線并不是保持正方向或者反方向變動時，常常會出現(xiàn)如下一些現(xiàn)象：曲線可能會從中間的某一點逐漸回升或者在中間某點突然回升；在首次觀測后，下沉曲線可能會出現(xiàn)回升現(xiàn)象；曲線有時會出現(xiàn)波浪起伏現(xiàn)象。這些現(xiàn)象的存在說明，一些人為或者非人為因素影響了對建筑物的沉降觀測結(jié)果。

六、結(jié)束語

通過對高層建筑施工中沉降觀測技術(shù)應(yīng)用的相關(guān)研究，我們可以發(fā)現(xiàn)，該項技術(shù)的應(yīng)用有賴于對多項優(yōu)勢因素的利用，有關(guān)人員應(yīng)該從高層建筑施工的客觀實際出發(fā)，充分比對有力條件，研究制定最為符合實際的沉降觀測技術(shù)實施方案。

參考文獻：

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