高層建筑沉降變形監(jiān)測(cè)控制技術(shù)分析

■趙榮武 陳波 梁兆友

（牡丹江誠(chéng)和工程咨詢有限公司 黑龍江 牡丹江157000）

高層建筑沉降變形監(jiān)測(cè)控制技術(shù)分析

■趙榮武 陳波 梁兆友

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建筑變形監(jiān)測(cè)的主要范圍是對(duì)工業(yè)與民用建筑的地基、基礎(chǔ)、上部結(jié)構(gòu)及其場(chǎng)地的沉降測(cè)量、位移測(cè)量和特殊變形測(cè)量。建筑變形測(cè)量能確切地反映建筑地基、基礎(chǔ)、上部結(jié)構(gòu)及其場(chǎng)地在靜荷載或動(dòng)荷載及環(huán)境等因素影響下的變形程度或變形趨勢(shì)。本文介紹了沉降變形監(jiān)測(cè)技術(shù)在高層建筑施工中的作用，同時(shí)也對(duì)沉降變形監(jiān)測(cè)技術(shù)的具體應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)論述說(shuō)明，以供參考。

高層建筑沉降監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用

0 引言

現(xiàn)階段，社會(huì)科學(xué)技術(shù)逐步發(fā)展，城市建筑也發(fā)生了巨大轉(zhuǎn)變，樓層建的越來(lái)越高，對(duì)建筑施工和監(jiān)測(cè)控制技術(shù)也提出了更多要求。若要確保高層建筑的結(jié)構(gòu)安全施工安全與使用安全，盡量保證和延長(zhǎng)高層建筑的合理的設(shè)計(jì)使用年限，就必須在建筑物施工及使用過(guò)程中，嚴(yán)格遵循國(guó)家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，科學(xué)地對(duì)高層建筑進(jìn)行沉降變形監(jiān)測(cè)，為建筑物全壽命周期監(jiān)管提供科學(xué)有效的數(shù)據(jù)。

1 引起高層建筑不均勻沉降的主要因素

在建筑物自重及其荷載作用下，或經(jīng)地浸水、地下水升降變化、地震以及地下擾動(dòng)等其它多種因素的復(fù)合影響，地基將發(fā)生變形。因地基變形使建筑物離開(kāi)其建筑時(shí)的初始位置，沿重力方向移動(dòng)的現(xiàn)象就稱作建筑沉降。由于地質(zhì)勘c察的原因、來(lái)自建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的原因和施工等方面的原因，建筑地基不均勻沉降將引起建筑結(jié)構(gòu)傾斜，或者導(dǎo)致構(gòu)件開(kāi)裂甚至破壞，它是引起高層建筑物事故的主要原因之一。因此避免或減輕高層建筑不均勻沉降危害，一直是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工中的重要課題。

2 沉降變形監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)

（1）中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB500 07—2011 10.3.29（強(qiáng)條）基坑開(kāi)挖應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行監(jiān)測(cè)，實(shí)施動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)和信息化施工；10.3.8（強(qiáng)條）下列建筑物應(yīng)在施工期間及使用期間進(jìn)行沉降變形觀測(cè)：

①地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)建筑物；

②軟弱地基上的地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為乙建筑物；

③處理地基上的建筑物；

④加層、擴(kuò)建建筑物；

⑤受臨近深基坑開(kāi)挖施工影響或受場(chǎng)地地下水等環(huán)境因素變化影響的建筑物；

⑥采用新型基礎(chǔ)或新型結(jié)構(gòu)的建筑物。

（2）儀器設(shè)備。目前很多高層建筑施工中沉降觀測(cè)技術(shù)的應(yīng)用都有著一定的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，其中專業(yè)的儀器也是沉降觀測(cè)技術(shù)應(yīng)用的基本前提，因此配備專業(yè)的觀測(cè)儀器也是非常必要的，這不僅會(huì)影響到沉降觀測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度，同時(shí)也會(huì)更好的提高觀測(cè)的效率。

（3）沉降觀測(cè)時(shí)間?！督ㄖ冃螠y(cè)量規(guī)范》JGJ 8—2007 5.5.5沉降觀測(cè)的周期和觀測(cè)時(shí)間應(yīng)按下列要求并結(jié)合實(shí)際情況確定：

建筑施工階段的觀測(cè)應(yīng)符合下列規(guī)定：

①普通建筑可在基礎(chǔ)完工后后地下室砌完后開(kāi)始觀測(cè)，大型、高層建筑可在基礎(chǔ)墊層后基礎(chǔ)底部完成后開(kāi)始觀測(cè)。

②觀測(cè)次數(shù)與間隔時(shí)間應(yīng)視地基加荷情況而定。民用高層建筑可每加高1—5層觀測(cè)一次，工業(yè)建筑可按回填基坑、安裝柱子和屋架、砌筑墻體、設(shè)備安裝等不同施工階段分別進(jìn)行觀測(cè)。若建筑施工均勻增高，應(yīng)至少在增加荷載的25%、50%、75%和100%時(shí)各測(cè)一次。

③施工過(guò)程若停工，在停工時(shí)及重新開(kāi)工時(shí)應(yīng)各觀測(cè)一次。通過(guò)停工期可每隔2—3個(gè)月觀測(cè)一次；

建筑使用階段的觀測(cè)次數(shù)，應(yīng)視地基土類型和沉降速率大小而定。除有特殊要求外，可在第一年觀測(cè)3—4次。第二年觀測(cè)2—3次，第三年后每年觀測(cè)1次，直至穩(wěn)定為止。

具體應(yīng)在施工前編制《單位工程高層沉降變形監(jiān)測(cè)方案》并按其方案觀測(cè)、監(jiān)測(cè)，從而更好的保證沉降變形監(jiān)測(cè)的質(zhì)量。

3 高層建筑沉降觀測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

3.1 準(zhǔn)備工作

運(yùn)用觀測(cè)控制技術(shù)進(jìn)行沉降變形監(jiān)測(cè)時(shí)，需要準(zhǔn)備好水準(zhǔn)儀、水準(zhǔn)尺、專業(yè)技術(shù)人員。（1）在觀測(cè)高層建筑沉降與變形情況時(shí)，必須先運(yùn)用0.5″的水準(zhǔn)儀，盡量縮小高層建筑沉降觀測(cè)過(guò)程中出現(xiàn)的差值。（2）要選用精確度較高的銦鋼尺。在觀測(cè)控制高層建筑的沉降變形過(guò)程中，可能會(huì)遇到各種環(huán)境條件的變化，讓測(cè)量數(shù)值出現(xiàn)偏差，而銦鋼尺可以更好地適應(yīng)環(huán)境改變，不容易影響到測(cè)量數(shù)值。（3）在觀測(cè)并控制高層建筑的沉降變形情況時(shí)，還應(yīng)當(dāng)安排具有專業(yè)水平和素質(zhì)的技術(shù)人員，在觀測(cè)不同建筑時(shí)，要結(jié)合其自身的特點(diǎn)，靈活性地選出最佳觀測(cè)方法，并保證所得數(shù)據(jù)具有一定精確性。

3.2 精確度調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)處理

在沉降變形觀測(cè)控制過(guò)程當(dāng)中，需結(jié)合高層建筑的不同特征與實(shí)際情形，設(shè)計(jì)出具有針對(duì)性的沉降觀測(cè)精確度等級(jí)。通常情況下，如果沒(méi)有特殊的精確度需求，則可以運(yùn)用二等水準(zhǔn)進(jìn)行觀測(cè)，這一技術(shù)可以滿足大多數(shù)高層建筑的觀測(cè)控制需求。對(duì)于數(shù)據(jù)處理而言，必須確保觀測(cè)到的數(shù)據(jù)具有較高的真實(shí)性和可信度，盡量避免出現(xiàn)誤差。

3.3 確定水準(zhǔn)控制觀測(cè)網(wǎng)

本工程項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)、水文條件較為復(fù)雜，而且對(duì)于基礎(chǔ)工程的質(zhì)量要求也相對(duì)較高，工程技術(shù)人員在設(shè)計(jì)階段制訂了科學(xué)的沉降觀測(cè)方案，并且根據(jù)實(shí)際要求建立了合理的水準(zhǔn)控制觀測(cè)網(wǎng)。兩座高層建筑的間距為12m左右，在沉降觀測(cè)中按照規(guī)范的計(jì)算公式得出各水準(zhǔn)點(diǎn)的平均高程。本工程項(xiàng)目共設(shè)置3個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)，分別布設(shè)于地面沉降、建筑開(kāi)挖和震動(dòng)范圍外，各水準(zhǔn)點(diǎn)之間的水平距離為63.4m。

3.4 固定沉降觀測(cè)的路線

工程中沉降觀測(cè)工作需要工程的技術(shù)人員來(lái)對(duì)水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行精確的掌握，并且按照沉降觀測(cè)的基本要求來(lái)選擇合適的觀測(cè)路線。沉降觀測(cè)路線不但要滿足觀測(cè)的設(shè)計(jì)方案和埋設(shè)需求，而且要明確各觀測(cè)點(diǎn)的具體方位和觀測(cè)內(nèi)容。在本工程的各工作點(diǎn)和沉降觀測(cè)點(diǎn)之間，分別設(shè)立了相應(yīng)的固定沉降觀測(cè)網(wǎng)，并且在轉(zhuǎn)點(diǎn)與鏡點(diǎn)定位處之間進(jìn)行木樁標(biāo)記，其目的是確保在每次的沉降觀測(cè)時(shí)都可以保持統(tǒng)一的路線，提升沉降觀測(cè)結(jié)果的精度。

4 結(jié)束語(yǔ)

從上述內(nèi)容中可以看出，在沉降觀測(cè)技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中，人們要采用科學(xué)的方法并且利用先進(jìn)的儀器設(shè)備來(lái)進(jìn)行觀測(cè)，同時(shí)，沉降觀測(cè)人員也需要對(duì)沉降觀測(cè)技術(shù)進(jìn)行不斷的學(xué)習(xí)、改進(jìn)和完善，這樣也才能夠更好的開(kāi)展沉降觀測(cè)工作，從而為高層及建筑施工提供更加科學(xué)可靠的沉降參數(shù)。

[1]弈勇.巖土與勘察測(cè)量工程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范實(shí)務(wù)全書(shū) [M].長(zhǎng)春：吉林科學(xué)技術(shù)出版社，2004.

TU196[文獻(xiàn)碼]A

1000-405X（2016）-12-481-1