高層建筑施工中沉降觀測(cè)技術(shù)

摘 要：在高層建筑施工中，由于建筑本身的工程量巨大，自重大，對(duì)于基礎(chǔ)的承載能力有著極高的要求。為了保證良好的施工效果，確保建筑的使用安全，在高層建筑施工中，應(yīng)該做好沉降觀測(cè)工作，加強(qiáng)施工過(guò)程的監(jiān)督和管控。文章對(duì)高層建筑施工中沉降觀測(cè)的必要性進(jìn)行了分析，并結(jié)合相應(yīng)的工程實(shí)例，對(duì)沉降觀測(cè)的步驟和技術(shù)要求進(jìn)行了討論。

關(guān)鍵詞：高層建筑；沉降觀測(cè)技術(shù)；要求；應(yīng)用

前言

城市化進(jìn)程的加快，使得人地矛盾沖突問(wèn)題越發(fā)加劇，為了對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行解決，高層乃至超高層建筑逐漸成為了現(xiàn)代化城市的標(biāo)志，在緩解人地矛盾的同時(shí)，對(duì)于施工技術(shù)也提出了更高的要求。在高層建筑施工中，必須做好沉降觀測(cè)工作，及時(shí)了解工程的實(shí)際情況，做好施工管理，避免建筑因?yàn)槌两颠^(guò)度出現(xiàn)裂縫甚至結(jié)構(gòu)破壞問(wèn)題。

1 高層建筑施工沉降觀測(cè)的必要性

相比較常規(guī)建筑，高層建筑施工中存在的影響因素更多，如地質(zhì)、地形、水文等，都會(huì)在一定程度上影響工程的施工質(zhì)量，如果不能對(duì)其進(jìn)行有效處理，則建筑基礎(chǔ)可能會(huì)出現(xiàn)不均勻沉降的問(wèn)題，加上高層建筑本身較大的自重，在其投入使用后，一旦沉降超出規(guī)定值，則可能會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的建筑裂縫或者主體結(jié)構(gòu)破壞，甚至可能會(huì)出現(xiàn)整體倒塌的問(wèn)題，給人們的生命財(cái)產(chǎn)安全造成巨大威脅。因此，在高層建筑施工環(huán)節(jié)，必須高度重視沉降觀測(cè)工作，對(duì)周邊環(huán)境的各項(xiàng)沉降參數(shù)進(jìn)行觀測(cè)和分析，找出基礎(chǔ)部分出現(xiàn)沉降的原因，預(yù)測(cè)沉降的發(fā)展趨勢(shì)，采取切實(shí)有效的措施，對(duì)基礎(chǔ)沉降進(jìn)行預(yù)防和控制，從而保證高層建筑的施工質(zhì)量和使用安全[1]。

2 高層建筑施工中的沉降觀測(cè)技術(shù)應(yīng)用

2.1 工程概況

江西省萍鄉(xiāng)市警察公寓3#樓工程，整體建筑面積3.6萬(wàn)m2，建筑總高度118米，包括地下1層和地上32層，墻體均采用現(xiàn)澆混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，其中建筑墻體厚度為220mm，地下1層車(chē)庫(kù)墻體的厚度為300mm，工期300d。為了保證建筑的整體質(zhì)量，在施工中引入了沉降觀測(cè)技術(shù)，針對(duì)基礎(chǔ)的沉降問(wèn)題進(jìn)行跟蹤觀測(cè)。

2.2 觀測(cè)流程

2.2.1 建立水準(zhǔn)控制網(wǎng)：水準(zhǔn)控制網(wǎng)的建設(shè)需要結(jié)合工程的整體布局以及現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行分析，確定有效內(nèi)的觀測(cè)方案。在控制網(wǎng)的建設(shè)環(huán)節(jié)，需要遵循幾個(gè)基本的問(wèn)題：一是應(yīng)該在建筑周邊布置水準(zhǔn)點(diǎn)，數(shù)量不低于三個(gè)，相互之間的距離不超過(guò)100m；二是位于場(chǎng)地內(nèi)的所有的觀測(cè)設(shè)備都必須具備至少兩個(gè)可后視水準(zhǔn)點(diǎn)，同時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)之間必須能夠進(jìn)行相比閉合校驗(yàn)；三是應(yīng)該對(duì)水準(zhǔn)點(diǎn)的位置進(jìn)行合理選擇，保證其穩(wěn)固性和可靠性，不能將其設(shè)置在工程的開(kāi)挖區(qū)域內(nèi)，也不能設(shè)置在地面沉降區(qū)或者震動(dòng)區(qū)?？梢愿鶕?jù)二等水準(zhǔn)測(cè)量要求（≥1.5m）來(lái)確定水準(zhǔn)點(diǎn)的埋深。

2.2.2 布設(shè)觀測(cè)路線：觀測(cè)點(diǎn)的位置應(yīng)該合理選擇，依照水準(zhǔn)控制網(wǎng)以及現(xiàn)場(chǎng)布局圖紙等進(jìn)行確定，在控制點(diǎn)和觀測(cè)點(diǎn)之間設(shè)置相對(duì)固定的觀測(cè)路線。觀測(cè)儀器架設(shè)的位置以及轉(zhuǎn)點(diǎn)位置應(yīng)該設(shè)立相應(yīng)的標(biāo)記樁，確保觀測(cè)路線相同[2]。

2.2.3 現(xiàn)場(chǎng)沉降觀測(cè)：首先，應(yīng)該對(duì)觀測(cè)周期進(jìn)行明確，這個(gè)需要結(jié)合觀測(cè)方案進(jìn)行確定。在該建筑工程中間，存在地下結(jié)構(gòu)，為了保證沉降觀測(cè)的準(zhǔn)確性，應(yīng)該在等到觀測(cè)點(diǎn)穩(wěn)固后，從基礎(chǔ)開(kāi)始首次觀測(cè)。在實(shí)際操作中，觀測(cè)點(diǎn)一般會(huì)埋設(shè)在建筑基礎(chǔ)的局邊，或者沿建筑基礎(chǔ)的縱橫周線上。首次觀測(cè)的精度在很大程度上影響著沉降觀測(cè)的質(zhì)量，其需要作為后續(xù)觀測(cè)的比較值，因此要求較高。在進(jìn)行沉降觀測(cè)時(shí)，水準(zhǔn)儀的精度應(yīng)該達(dá)到S2或者S3，而且需要進(jìn)行兩側(cè)觀測(cè)后，才能夠確定首次高程值。建筑的高度每提升一層，臨時(shí)觀測(cè)點(diǎn)都需要上移，直到+0.00，然后對(duì)永久觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行確定。從方便觀測(cè)的角度出發(fā)，永久觀測(cè)點(diǎn)可以設(shè)置為+500mm。然后，在每一層的施工環(huán)節(jié)，都必須做好復(fù)測(cè)工作，一直到工程整體竣工[3]。

2.2.4 觀測(cè)結(jié)果處理：對(duì)于觀測(cè)結(jié)果，必須做好整理和記錄工作，確認(rèn)無(wú)誤后，進(jìn)行平差計(jì)算，得到每一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的高程值，然后就可以對(duì)沉降量進(jìn)行確定。測(cè)量水準(zhǔn)后，根據(jù)基準(zhǔn)點(diǎn)，可以計(jì)算出觀測(cè)點(diǎn)的高程值，首次觀測(cè)的高程以C0表示，則相鄰觀測(cè)器的沉降量Si=Ci（i-1），累積沉降量為C（n-1）-C0。

2.3 基本要求

2.3.1 人員及設(shè)備：在高層建筑沉降觀測(cè)中，為了能夠準(zhǔn)確反映出建筑荷載持續(xù)增大情況下基礎(chǔ)的沉降情況，保證良好的觀測(cè)效果，對(duì)于沉降觀測(cè)的精度要求較高，一般要精確到10-3，測(cè)量誤差必須控制在0.1-0.05的范圍內(nèi)。在這種情況下，一方面必須具備高精準(zhǔn)度的測(cè)量設(shè)備，如DS1水準(zhǔn)儀等，同時(shí)選擇受環(huán)境和溫度影響較小的銦瓦合金水準(zhǔn)尺；另一方面，在正式工作之前，觀測(cè)人員需要進(jìn)行專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí)和培訓(xùn)，可以結(jié)合工程具體情況，來(lái)對(duì)觀測(cè)方法和觀測(cè)程序合理選擇，能科學(xué)合理的分析施工過(guò)程中出現(xiàn)的具體問(wèn)題。并且運(yùn)用誤差來(lái)對(duì)平差準(zhǔn)確計(jì)算，促使觀測(cè)任務(wù)可以快速精準(zhǔn)的完成[4]。

2.3.2 觀測(cè)時(shí)間：一般情況下，第一次觀測(cè)必須等到觀測(cè)點(diǎn)穩(wěn)定下來(lái)后才能進(jìn)行，沉降觀測(cè)從基礎(chǔ)開(kāi)始。同時(shí)，建筑沉降觀測(cè)有著非常嚴(yán)格的時(shí)間限定，首次觀測(cè)必須按時(shí)進(jìn)行，設(shè)定相應(yīng)的觀測(cè)周期，以確保沉降觀測(cè)得到的數(shù)據(jù)合理完整，為建筑的沉降控制提供良好的數(shù)據(jù)支撐。后續(xù)階段的復(fù)測(cè)可以根據(jù)施工進(jìn)度定期展開(kāi)，避免出現(xiàn)補(bǔ)測(cè)或者漏測(cè)的情況，以免無(wú)法及時(shí)掌握建筑的實(shí)際沉降情況。只有明確了觀測(cè)時(shí)間，才能夠掌握建筑的沉降規(guī)律，實(shí)現(xiàn)對(duì)于建筑沉降的有效管控和應(yīng)對(duì)。

2.3.3 觀測(cè)點(diǎn)：為了將建筑物的沉降情況更好的表現(xiàn)出來(lái)，設(shè)置沉降觀測(cè)點(diǎn)的地方，除了方便觀測(cè)之外，還可以將建筑物的沉降特征給充分展現(xiàn)出來(lái)，一般要求建筑物上設(shè)置的沉降觀測(cè)點(diǎn)，從縱橫方向上來(lái)看，需要足夠?qū)ΨQ(chēng)，嚴(yán)格控制相鄰點(diǎn)之間的間距，保持在15m到30m之間。此外，要在建筑物的周邊均勻布局，如果有設(shè)計(jì)要求，那么就需要將設(shè)計(jì)要求給充分貫徹落實(shí)下去。觀測(cè)點(diǎn)的設(shè)置，需要保證與觀測(cè)要求所符合，特別重要的是，要避免遭到裝飾或者裝修的破壞，否則觀測(cè)的連續(xù)性就無(wú)法得到保證。

2.3.4 觀測(cè)指標(biāo)：在該建筑工程中，各項(xiàng)觀測(cè)指標(biāo)的要求如下：

（1）往返較差、附和或環(huán)線閉合差：△h=？撞a-？撞b？燮±1（n1/2），其中n表示測(cè)站數(shù)；

（2）前后視距：≤30m；

（3）前后視距差：≤1.0m；

（4）前后視距累積差：≤3.0m；

（5）沉降觀測(cè)點(diǎn)相對(duì)于后視點(diǎn)的高差容差：≤1.0m；

（6）水準(zhǔn)儀精度：不低于N2級(jí)別[5]。

3 結(jié)束語(yǔ)

在城市化進(jìn)程不斷加快、城市規(guī)模迅速擴(kuò)大的背景下，高層建筑已經(jīng)成為了城市建筑發(fā)展的主流趨勢(shì)，受到了越來(lái)越多的關(guān)注。在高層建筑施工中，沉降觀測(cè)是一項(xiàng)必不可少的步驟，是建筑工程施工質(zhì)量的重要保障。在開(kāi)展沉降觀測(cè)的過(guò)程中，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)該高度重視，選擇先進(jìn)的觀測(cè)設(shè)備，采用科學(xué)的觀測(cè)方法，不斷對(duì)沉降觀測(cè)技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)和完善，以確保沉降觀測(cè)工作的順利開(kāi)展，為高層建筑的施工提供可靠的數(shù)據(jù)支持，保證工程的施工質(zhì)量和使用安全。

參考文獻(xiàn)

[1]丁永饒.淺談沉降觀測(cè)技術(shù)在高層建筑施工中的應(yīng)用[J].民營(yíng)科技，2016（7）：175.

[2]葉東偉，吳學(xué)林.高層建筑施工中地基檢測(cè)與沉降觀測(cè)技術(shù)分析[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2015（1）：75-77.

[3]陳柏林.高層建筑施工中沉降觀測(cè)技術(shù)應(yīng)用[J].建設(shè)科技，2011（1）：89-90.

[4]李杰春.建筑施工中沉降觀測(cè)技術(shù)的應(yīng)用分析[J].房地產(chǎn)導(dǎo)刊，2014（27）：44-45.

[5]李輝，毛君喚.沉降觀測(cè)技術(shù)在高層建筑施工中的運(yùn)用[J].商品與質(zhì)量：房地產(chǎn)研究，2014（5）：278.