高層建筑物沉降觀測技術(shù)及工程應(yīng)用結(jié)果分析

李秀峰

(珠海市測繪院，廣東 珠海 519015)

1 引 言

隨著當(dāng)前城市的迅速發(fā)展，高層建筑日益增多，必須要對其安全問題進(jìn)行考慮，其中建筑物沉降是需要面對的問題之一。高層建筑物荷載較大，容易受到多種因素影響造成不均勻沉降，為保證安全，在施工及運(yùn)營過程中，必須對建筑的沉降量進(jìn)行觀測[1，2]。制定一套合理的沉降觀測方案，不僅能保證觀測結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，還可以降低觀測期間的生產(chǎn)成本[3，4]。本文對實際工作經(jīng)驗進(jìn)行總結(jié)，并以參與的某業(yè)務(wù)大樓沉降觀測為例，對高層建筑物沉降觀測的設(shè)計及測量結(jié)果進(jìn)行介紹。

2 高層建筑物沉降觀測技術(shù)

高層建筑物沉降觀測工作主要按照《建筑變形測量規(guī)范》(JGJ8-2007)、《建筑物沉降、垂直度檢測技術(shù)規(guī)程》(DGJ32/TJ 18-2012)、《國家一、二等水準(zhǔn)測量規(guī)范》(GBR897-2006)等相關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行。

2.1 觀測點布設(shè)與觀測精度

高層建筑物沉降觀測的首要工作是布設(shè)觀測網(wǎng)，它主要是在建筑物周邊合適的位置埋設(shè)沉降觀測基準(zhǔn)點和觀測點。觀測網(wǎng)的布設(shè)必須要能對整個建筑物的沉降情況進(jìn)行控制，并且基準(zhǔn)點和監(jiān)測點的數(shù)量也要根據(jù)建筑物情況進(jìn)行考慮[5，6]?；鶞?zhǔn)點是整個觀測網(wǎng)的基準(zhǔn)，必須具有較高的穩(wěn)定性以及便于測量，并且與測區(qū)距離適中，減少測量過程中的誤差累計。通常情況下，技術(shù)人員需依據(jù)建筑物周邊情況將基準(zhǔn)點埋設(shè)在基巖或者建筑物沉降影響之外的區(qū)域。沉降點的位置選擇對建筑物沉降情況的反映起著重要的作用，觀測點需置于易于觀測、不易破壞的地方并且應(yīng)注意避開暖氣管、雨水管線等障礙物[3，7]。

觀測精度直接決定著測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性，也直接決定測量儀器及測量人員的選擇。為保證高層建筑的安全性，沉降觀測精度一般要求較高，通常按照二等水準(zhǔn)測量規(guī)范進(jìn)行測量，如表1所示。

二等水準(zhǔn)測量技術(shù)要求 表1

2.2 觀測周期設(shè)置

施工期間需根據(jù)項目進(jìn)度對建筑物進(jìn)行全程觀測，直至建筑物沉降進(jìn)入穩(wěn)定階段[8]。測周期的合理設(shè)置對掌握建筑物沉降速率有著重要的影響，并且對觀測成本也有一定程度的影響。通常情況下，在施工初期，觀測次數(shù)較多，隨著建筑物沉降速率變小，逐漸減少觀測次數(shù)。

2.3 沉降穩(wěn)定性判斷

依據(jù)《建筑物變形測量規(guī)范》中關(guān)于沉降觀測穩(wěn)定階段的要求：沉降是否進(jìn)入穩(wěn)定階段，應(yīng)由沉降量與時間關(guān)系曲線判定，對于一般工程，當(dāng)最后兩個檢測周期的沉降速率小于 0.01 mm/d～0.04 mm/d時，可認(rèn)為已進(jìn)入穩(wěn)定階段[9，10]。

3 沉降觀測實例及結(jié)果分析

以某業(yè)務(wù)大樓為例，按照上述觀測方案設(shè)計，共布設(shè)3個基準(zhǔn)點和18個沉降觀測點，觀測時間為2017/03/31～2017/12/22，由于該建筑并非新建工程，故只對其觀測了9期數(shù)據(jù)。沉降觀測點的布設(shè)采用彎鉤式沉降觀測點，沉降觀測點布設(shè)在建筑物的受力柱上，點位距室外地坪約 30 cm，外墻裝飾后重新布設(shè)彎鉤式沉降觀測點，點位布設(shè)位置不變，具體點位布設(shè)情況如圖1所示。

圖1沉降點位布設(shè)圖

沉降觀測使用鑒定合格的Trimble DiNi03(730160)型電子水準(zhǔn)儀按照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行測量，保證了沉降觀測數(shù)據(jù)的可靠性。每次觀測時，各測點與基準(zhǔn)點布設(shè)成閉合水準(zhǔn)環(huán)網(wǎng)，采用逐次趨近法嚴(yán)密水準(zhǔn)平差程序，求算出各測點的高程。對計算得到的高程進(jìn)行處理，可得各點在觀測期間的沉降曲線圖，如圖2所示。

圖2 點位沉降曲線圖

由圖2可知，各點在觀測期間內(nèi)，均發(fā)生了沉降，其中該業(yè)務(wù)大樓最大沉降量為F5測點 13.0 mm，最小沉降量為F16測點 6.5 mm，累計平均沉降量為 9.7 mm。各觀測點的沉降速率如表2所示，圖3給出了沉降點的平均沉降速率曲線。

各點沉降速率(單位/mm/d) 表2

圖3 沉降點v-t-s曲線圖

由表2和圖3可知：各點在最后四期的沉降速率均小于 0.04 mm/d，最后兩個周期平均沉降速率為 0.023 mm/d、0.022 mm/d，均小于高層建筑物穩(wěn)定階段規(guī)范允許值，表明在現(xiàn)有荷載條件下，該業(yè)務(wù)大樓沉降可視為進(jìn)入穩(wěn)定階段。

4 結(jié) 論

本文討論了高層建筑物沉降觀測方案的設(shè)計，并對某業(yè)務(wù)大樓沉降觀測進(jìn)行方案設(shè)計和觀測，通過對觀測的數(shù)據(jù)做相應(yīng)點的處理，可知該業(yè)務(wù)大樓最終進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。沉降監(jiān)測對于控制高層建筑物變形具有重要作用，只有合理地制定方案，確定監(jiān)測措施，才能提高檢測精度，為建筑物的安全提供保障。