高層建筑施工中地基檢測與沉降觀測技術(shù)分析

徐勇

（云南廣廈規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)院有限公司，云南楚雄 675000）

0 引言

在開展高層建筑施工建設(shè)工作時，如果施工工藝應(yīng)用不當(dāng)、施工流程不規(guī)范，經(jīng)常導(dǎo)致地基沉降問題，尤其在地質(zhì)條件相對復(fù)雜的云南地區(qū)，甚至可能引發(fā)高層建筑地基承載力不足、建筑倒塌等問題。為此，工程施工期間應(yīng)加強(qiáng)地基檢測與沉降觀測，合理應(yīng)用檢測技術(shù)與設(shè)備，為高層建筑施工工作的有序開展奠定良好基礎(chǔ)。

1 做好地基檢測與沉降觀測的重要意義

一方面，高層建筑前期的規(guī)劃與設(shè)計(jì)，施工階段所選擇的施工工藝、材料與設(shè)備，都將對地基工程的施工質(zhì)量產(chǎn)生重要的影響。同時，施工現(xiàn)場的地質(zhì)地貌、水文氣象等因素，也將會對高層建筑的施工環(huán)節(jié)產(chǎn)生一定的影響。通過加強(qiáng)施工期間地基工程檢測，能夠及時了解地基工程的施工質(zhì)量，確保地基能夠承受上部結(jié)構(gòu)的荷載與壓力，進(jìn)而確保建成之后的高層建筑可以滿足居民居住的要求。另一方面，施工環(huán)節(jié)中定期開展地基沉降觀測，及時掌握地下水、地質(zhì)等因素對地基產(chǎn)生的沉降與破壞作用，進(jìn)而采取針對性措施予以解決，以此提升高層建筑的地基承載力與穩(wěn)定性[1]。同時，地基沉降值是高層建筑施工期間一項(xiàng)重要的觀測指標(biāo)，通過做好地基檢測與沉降觀測工作，可以有效提高工程項(xiàng)目的整體施工質(zhì)量。鑒于此，當(dāng)前應(yīng)建立健全地基檢測技術(shù)與體系，合理選用地基檢測方法，對傳統(tǒng)地基檢測技術(shù)進(jìn)行不斷的改進(jìn)與優(yōu)化，以此提高高層建筑地基檢測效率與質(zhì)量。參與檢測的技術(shù)人員，要不斷提高自身專業(yè)水平和業(yè)務(wù)能力，減少檢測環(huán)節(jié)中出現(xiàn)的失誤與問題，不斷提高檢測精度與準(zhǔn)確性。地基檢測與沉降觀測工作中，要結(jié)合高層建筑地基工程的實(shí)際狀況，對地基的位置、大小等因素做出分析，對地基的持力層進(jìn)行核對與檢查，重點(diǎn)關(guān)注施工現(xiàn)場的土層、地下水狀況，以免出現(xiàn)滲漏、塌方等相關(guān)問題。需要注意的是，開展地基工程檢測時，要預(yù)先對施工現(xiàn)場的地基位置做出了解，并掌握可能接觸的電纜、管道，以防觀測工作影響到線路的正常使用。

2 高層建筑施工中地基檢測技術(shù)與要點(diǎn)研究

2.1 有效控制測量基準(zhǔn)點(diǎn)

作為測量與檢測工作的重要基礎(chǔ)，加強(qiáng)對基準(zhǔn)點(diǎn)的控制與選擇有著重要意義。在進(jìn)行基準(zhǔn)點(diǎn)的選擇時，要結(jié)合測量目標(biāo)優(yōu)選出最佳的基準(zhǔn)點(diǎn)，確保后續(xù)檢測工作的有序開展，增強(qiáng)地基檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確效果。首先，所選擇的基準(zhǔn)點(diǎn)要能夠覆蓋觀測目標(biāo)。在進(jìn)行單體高層建筑的地基測量與檢測時，所選擇的基準(zhǔn)點(diǎn)要達(dá)到三個。但是，地基檢測時要結(jié)合建筑的規(guī)模，對基準(zhǔn)點(diǎn)的選擇進(jìn)行一定的調(diào)整。其次，基準(zhǔn)點(diǎn)是搭建數(shù)據(jù)測量網(wǎng)的重要基礎(chǔ)，為確?；鶞?zhǔn)點(diǎn)能夠全面覆蓋高層建筑群，并確保地基檢測工作的有序開展，在進(jìn)行基準(zhǔn)點(diǎn)的選擇時，應(yīng)確?；鶞?zhǔn)點(diǎn)的位置長期有效。比如，可以將基準(zhǔn)點(diǎn)選在墻角等位置，避免基準(zhǔn)點(diǎn)的變動給后續(xù)的測量與檢測產(chǎn)生影響。

2.2 科學(xué)建立水準(zhǔn)控制網(wǎng)

為保證高層建筑地基檢測與沉降觀測的有序開展，應(yīng)結(jié)合施工現(xiàn)場實(shí)際情況建立水準(zhǔn)控制點(diǎn)，以此控制水準(zhǔn)控制網(wǎng)。這一過程中，要考慮施工環(huán)境與各施工流程對水準(zhǔn)控制網(wǎng)建立的影響。在制定觀測方案時，應(yīng)確保水準(zhǔn)點(diǎn)的設(shè)置滿足以下要求：①施工期間每幢高層建筑周圍至少應(yīng)該設(shè)置3個水準(zhǔn)點(diǎn)；②每一個水準(zhǔn)點(diǎn)之間的距離不能超過100m；③施工場地范圍內(nèi)至少應(yīng)設(shè)置2個水準(zhǔn)點(diǎn)，以便形成閉合圖形，便于校驗(yàn)；④設(shè)置水準(zhǔn)點(diǎn)時，要確保水準(zhǔn)點(diǎn)處于建筑物、震動范圍以外，并結(jié)合施工現(xiàn)場具體情況做出適當(dāng)調(diào)整；⑤水準(zhǔn)點(diǎn)的埋設(shè)應(yīng)滿足規(guī)范要求。比如，二級水準(zhǔn)測量的水準(zhǔn)點(diǎn)深度應(yīng)超過1.5m。

3 高層建筑施工中地基沉降觀測技術(shù)研究

3.1 合理選擇觀測儀器、地點(diǎn)與時間

3.1.1 觀測輔助儀器的選擇

為增強(qiáng)地基沉降觀測效果，應(yīng)合理選擇必要的觀測輔助儀器。首先，在開展沉降觀測工作之前，要結(jié)合觀測精度要求與現(xiàn)場的實(shí)際情況，合理選擇觀測設(shè)備，并做好觀測輔助設(shè)備的調(diào)試與校正。其次，對于所選擇的觀測設(shè)備，應(yīng)認(rèn)真閱讀設(shè)備操作指南或說明書，并對其操作要點(diǎn)與具體方法進(jìn)行研究，以便掃清后續(xù)觀測的障礙。此外，所選擇的觀測儀器如果是首次觀測，應(yīng)當(dāng)對觀測單位、計(jì)量單位進(jìn)行合理的設(shè)置，并對觀測指標(biāo)進(jìn)行校核。另外，觀測設(shè)備使用結(jié)束之后，要按要求進(jìn)行調(diào)整、存放與保養(yǎng)，確保設(shè)備的工作性能不受影響。需要注意的是，地基沉降觀測之前要對相關(guān)的技術(shù)人員進(jìn)行培訓(xùn)，確保觀測期間嚴(yán)格按照操作規(guī)范進(jìn)行操作，提高工作效率與觀測效果。比如，在進(jìn)行分層沉降標(biāo)志的埋設(shè)時（如圖1所示），要嚴(yán)格根據(jù)規(guī)范要求埋設(shè)到位。

圖1 分層沉降標(biāo)志的埋設(shè)

3.1.2 觀測時間與觀測點(diǎn)的選擇

高層建筑地基沉降觀測質(zhì)量受到觀測時間、觀測點(diǎn)以及觀測人員、設(shè)備等因素的影響，通過合理選擇觀測時間和觀測點(diǎn)，能夠有效提高觀測工作的精度，降低觀測誤差。對于觀測儀器的選擇，應(yīng)優(yōu)先選擇觀測精度高的精密水準(zhǔn)儀。同時，觀測儀器的選擇應(yīng)考慮外界環(huán)境、溫差等因素的影響。實(shí)際觀測期間，應(yīng)結(jié)合高層建筑的特征與所處條件，科學(xué)選擇觀測方法與流程，對于觀測環(huán)節(jié)中可能遇到的影響因素應(yīng)進(jìn)行預(yù)先考慮，并采取針對性措施予以解決。工程施工之前，要制定可行合理的沉降觀測方案，對于觀測周期與觀測點(diǎn)的位置做出研究，對于觀測點(diǎn)位置的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)由建筑、設(shè)計(jì)、測量等單位一同確定，施工單位要全面配合測量人員開展相關(guān)工作。這一過程中，監(jiān)理人員、測量人員要進(jìn)行密切的溝通，并就沉降觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行全面、準(zhǔn)確的記錄與計(jì)算。在開展觀測點(diǎn)的布設(shè)工作期間，要考慮施工現(xiàn)場周圍水、電、氣等管道的影響，以免影響到觀測工作的進(jìn)度。此外，觀測點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在樁基的正上方，以便對地基的形變狀況做出實(shí)時觀測[3]。其中，圖2為高層建筑觀測點(diǎn)的常見布設(shè)方式。

圖2 沉降觀測點(diǎn)的布設(shè)

3.2 觀測精度的控制要點(diǎn)

①地基沉降觀測工作開始前，要對高層建筑的沉降觀測要求做出分析，并結(jié)合自身所掌握的測量理論與觀測知識，選擇效率高、精度高的儀器設(shè)備，在觀測之前應(yīng)當(dāng)對觀測設(shè)備的操作技巧進(jìn)行掌握，以便后續(xù)工作的有序開展；②結(jié)合觀測方案與所選設(shè)備，制定可行、科學(xué)的沉降觀測方法與流程；③對于地基沉降觀測過程中遇到的各類問題，要及時查明原因，并利用誤差處理方法進(jìn)行平差計(jì)算，以便獲得精確的沉降觀測數(shù)據(jù)；④沉降觀測誤差要滿足《工程測量規(guī)范》中的規(guī)定。比如，高層建筑地基沉降測量誤差不能超過變形值的1/10～1/20，對于1～2mm的變形量要能準(zhǔn)確反映出來。

3.3 地基沉降觀測應(yīng)注意的問題

首先，沉降觀測應(yīng)做好沉降數(shù)值的準(zhǔn)確記錄。隨著高層建筑高程的不斷增大，地基結(jié)構(gòu)所承受的壓力越來越大，隨著沉降數(shù)值的不斷累積，將會對建筑的安全性造成嚴(yán)重的影響。因此，具體觀測過程中應(yīng)嚴(yán)格做好每一層建筑結(jié)構(gòu)的沉降觀測，施工結(jié)束后觀測工作才能結(jié)束。其次，每次沉降觀測均要采取相同的路線，不管是地基檢測還是沉降觀測，均要從工程實(shí)際角度出發(fā)，做好測量儀器設(shè)備的管理與校正，每次測量結(jié)束之后要及時進(jìn)行維護(hù)。此外，如果施工現(xiàn)場附近存在障礙物，基準(zhǔn)點(diǎn)的設(shè)置應(yīng)盡量繞避，觀測期間應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范流程進(jìn)行操作，降低人為誤差對測量精度的影響。

4 結(jié)語

高層建筑數(shù)量的逐年增加，對地基檢測與沉降觀測工作提出了更為嚴(yán)格的要求。高層建筑施工期間，要對地基檢測工作引起高度重視，結(jié)合施工現(xiàn)場實(shí)際情況，做好地基沉降觀測，合理選擇觀測點(diǎn)、觀測周期，對所用的觀測設(shè)備與儀器進(jìn)行定期的維護(hù)與校正，觀測期間嚴(yán)格按照測量流程與方案進(jìn)行操作，提高地基沉降觀測精度，確保高層建筑的施工質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)與規(guī)范要求。