淺談沉降觀測(cè)技術(shù)在高層建筑上的應(yīng)用

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摘要：隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，物質(zhì)文明的極大提高及建筑設(shè)計(jì)施工水平的日臻成熟完善，同時(shí)，也因土地資源日漸減少與人口增長(zhǎng)之間日益突出的矛盾，高層及超高層建（構(gòu)）物越來(lái)越多。本文就沉降觀測(cè)技術(shù)在高層建筑施工中應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)單的闡述。

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

1、沉降觀測(cè)技術(shù)高層建筑施工中應(yīng)用的必要性

如上文所述，隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，國(guó)內(nèi)各大城市都對(duì)高層建筑的建設(shè)具有較大的需求，尤其是商業(yè)建筑、住宅小區(qū)和辦公樓都采用高層建筑;高層建筑建設(shè)項(xiàng)目的施工過(guò)程中，應(yīng)用沉降觀測(cè)技術(shù)對(duì)于其施工質(zhì)量具有關(guān)鍵性影響，為了保證建構(gòu)筑物的正常使用壽命和建構(gòu)筑物的安全性，并為以后的勘察設(shè)計(jì)施工提供可靠的資料及相應(yīng)的沉降參數(shù)，建構(gòu)筑物沉降觀測(cè)的必要性和重要性越加明顯，極可能導(dǎo)致建筑物出現(xiàn)安全問(wèn)題，這對(duì)于建筑物周邊的居民和參加人員來(lái)說(shuō)是威脅到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全的重大事故，也很顯然地造成較大的損失。所以，在高層建筑物的施工作業(yè)中，需要施工技術(shù)人員進(jìn)行嚴(yán)格的觀測(cè)，并將所得沉降觀測(cè)成果進(jìn)行分析和研究，對(duì)可能出現(xiàn)的不均勻沉降或沉降過(guò)大等問(wèn)題予以有效控制，全面控制高層建筑的施工質(zhì)量，并保證其施工的安全性。

2、沉降觀測(cè)的基本要求

（1）儀器設(shè)備要求。根據(jù)沉降觀測(cè)精度要求高的特點(diǎn)，能夠精確地反映出建構(gòu)筑物在不斷加荷作用下的沉降情況，減少測(cè)量人員粗差，因此沉降觀測(cè)應(yīng)使用高精度電子精密水準(zhǔn)儀DS1（DS05）、水準(zhǔn)尺采用銦合金尺。

（2）人員素質(zhì)的要求。必須接受專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)及技能培訓(xùn)，熟練掌握儀器的操作規(guī)程，熟悉測(cè)量理論，能針對(duì)不同的工程特點(diǎn)、具體情況采用不同的觀測(cè)方法及觀測(cè)程序，對(duì)實(shí)施過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題能夠會(huì)分析原因，并正確地運(yùn)用誤差理論進(jìn)行平差計(jì)算，做到按時(shí)、快速、精確地完成每次觀測(cè)任務(wù)。

（3）沉降觀測(cè)的周期和時(shí)間應(yīng)符合下列規(guī)定。

建筑施工階段的觀測(cè)應(yīng)符合下列規(guī)定：

1）宜在基礎(chǔ)完工后或地下室砌完后開(kāi)始觀測(cè);

2）觀測(cè)次數(shù)與間隔時(shí)間應(yīng)視地基與荷載增加情況確定。民用高層建筑宜每加高2-3層觀測(cè)一次，工業(yè)建筑宜按回填基坑、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)程中若暫時(shí)停工，在停工時(shí)及從新開(kāi)工時(shí)應(yīng)各觀測(cè)1次，停工期間可每隔2月-3月觀測(cè)1次。

建筑運(yùn)營(yíng)階段的觀測(cè)次數(shù)，應(yīng)視地基類(lèi)型和沉降速率大小確定。除有特殊要求外，可在第一年觀測(cè)3次-4次，第二年觀測(cè)2次-3次，第三年后每年觀測(cè)1次，至沉降達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)或滿(mǎn)足觀測(cè)要求為止;觀測(cè)過(guò)程中，若發(fā)現(xiàn)大規(guī)模沉降、嚴(yán)重不均勻沉降或嚴(yán)重裂縫等，或出現(xiàn)基礎(chǔ)附近地面荷載突然增減、基礎(chǔ)四周大量積水、長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)降雨等情況，應(yīng)提高觀測(cè)頻率，并應(yīng)實(shí)施觀測(cè)預(yù)案。

建筑沉降達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)可由沉降量與時(shí)間關(guān)系曲線(xiàn)判定。當(dāng)最后100d最大沉降速率小于0.01mm/d-0.04mm/d時(shí)，可認(rèn)為已達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。在施工過(guò)程中，沉降速率≥2mm/d時(shí)，應(yīng)立即報(bào)警，應(yīng)減緩加載速度增加觀測(cè)次數(shù)，施工暫停。對(duì)具體沉降觀測(cè)項(xiàng)目，最大沉降速率的取值宜結(jié)合當(dāng)?shù)氐鼗恋膲嚎s性能來(lái)確定。

（1）沉降觀測(cè)點(diǎn)要求

a.沉降觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè)

沉降觀測(cè)點(diǎn)要埋設(shè)在最能反映建構(gòu)物沉降特征且便于觀測(cè)的位置，一般要求在建筑物上設(shè)置的沉降觀測(cè)點(diǎn)橫向要對(duì)稱(chēng)，相鄰點(diǎn)之間間距以15-30m為宜，分布在主角點(diǎn)，均勻地分布在建筑物周?chē)裨O(shè)的沉降觀測(cè)點(diǎn)要符合各施工階段的觀測(cè)要求，特別要考慮到裝修裝飾階段因墻或柱飾面施工而破壞或掩蓋住觀測(cè)點(diǎn)）通常情況下，建筑物設(shè)計(jì)圖紙上有專(zhuān)門(mén)的沉降觀測(cè)點(diǎn)布置圖，觀測(cè)點(diǎn)設(shè)置應(yīng)按設(shè)計(jì)要求布置。

b.沉降觀測(cè)點(diǎn)的標(biāo)志符合規(guī)定。

標(biāo)志的立尺部位應(yīng)加工成半球形或有明顯的突出點(diǎn)，并宜涂上防腐劑;標(biāo)志應(yīng)美觀，利于保護(hù)。

（2）施測(cè)要求

儀器、設(shè)備的操作方法與觀測(cè)程序要熟悉、正確。在首次觀測(cè)前要對(duì)所用儀器的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)校正，必要時(shí)經(jīng)計(jì)量予以鑒定。連續(xù)使用3-6個(gè)月從新對(duì)所有儀器、設(shè)備進(jìn)行檢校。在觀測(cè)過(guò)程中，操作人員要相互配合，工作協(xié)調(diào)一致，認(rèn)真仔細(xì)，做好步步校核。

3、具體施測(cè)及步驟

（1）建立水準(zhǔn)控制網(wǎng)

一般來(lái)說(shuō)，高層建筑的沉降觀測(cè)控制網(wǎng)的布置需要設(shè)置3個(gè)水準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)，一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)兩個(gè)工作基準(zhǔn)點(diǎn)，要把測(cè)區(qū)包圍住，建筑變形測(cè)量的基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在變形影響范圍以外且位置穩(wěn)定、易于長(zhǎng)期保存的地方，應(yīng)避開(kāi)高壓線(xiàn)，工作基點(diǎn)可以離測(cè)區(qū)近一些，但也要利于保存，不被破壞的地方，便進(jìn)行觀測(cè)，水準(zhǔn)網(wǎng)線(xiàn)路要形成個(gè)閉合環(huán)路線(xiàn)，基準(zhǔn)點(diǎn)埋設(shè)完后，根據(jù)地質(zhì)條件確定，放置時(shí)間一般不少于7d，定期要利用基準(zhǔn)點(diǎn)對(duì)兩個(gè)工作基點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)，是否發(fā)生沉降，基準(zhǔn)點(diǎn)要定期復(fù)測(cè)，建筑施工過(guò)程中1-2個(gè)月復(fù)測(cè)1次，施工結(jié)束后宜每季度或每半年復(fù)測(cè)1次?；鶞?zhǔn)點(diǎn)深度要大于1.5m。各個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)之間的距離保持在100m范圍內(nèi)為宜。

（2）建立固定的觀測(cè)路線(xiàn)

由廠區(qū)水準(zhǔn)控制網(wǎng)，依據(jù)沉降觀測(cè)點(diǎn)的埋設(shè)要求或圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的沉降觀測(cè)布點(diǎn)圖，確定沉降觀測(cè)點(diǎn)的位置。在控制點(diǎn)與沉降觀測(cè)點(diǎn)之間建立固定的觀測(cè)路線(xiàn)，并在架設(shè)儀器站點(diǎn)與轉(zhuǎn)點(diǎn)處做好標(biāo)記樁，保證每次觀測(cè)，沿著同意路線(xiàn)，確定合理的觀測(cè)路線(xiàn)，盡量走地勢(shì)起伏小，儀器架設(shè)站數(shù)少，遠(yuǎn)離施工危險(xiǎn)區(qū)，確保沉降觀測(cè)順利進(jìn)行。

（3）沉降觀測(cè)

根據(jù)編制的工程施測(cè)方案及確定的觀測(cè)周期，首次觀測(cè)點(diǎn)穩(wěn)固后及時(shí)進(jìn)行。

1）精度等級(jí)

根據(jù)建筑物的特性和建設(shè)、設(shè)計(jì)單位的要求選擇沉降觀測(cè)精度的等級(jí)。在沒(méi)有特殊要求情況下，一般性的高層建構(gòu)筑物施工過(guò)程中，基準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測(cè)和監(jiān)測(cè)點(diǎn)沉降觀測(cè)采用二等水準(zhǔn)測(cè)量的觀測(cè)方法就能滿(mǎn)足沉降觀測(cè)的要求。我們?cè)趽犴樖醒菸涞V務(wù)局“上大壓小”沉降觀測(cè)就采用二等水測(cè)量的觀測(cè)方法。

各項(xiàng)觀測(cè)指標(biāo)要求如下：

a.往返較差、附和或環(huán)線(xiàn)閉合差：Δh=Σa-ΣbsNn-，表示測(cè)站數(shù)。（或Δh=Σa-Σb≤1. 0L-，L表示觀測(cè)路線(xiàn)距離）

b.前后視距：≤30m

c.前后視距差：≤1. 0m

d.前后視距累積差 ≤3. 0m

e.沉降觀測(cè)點(diǎn)相對(duì)于后視點(diǎn)的高差容差：≤1. 0mm

f.水準(zhǔn)儀的精度不低于N2級(jí)別

每期觀測(cè)后，應(yīng)計(jì)算各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的沉降量、累計(jì)沉降量、沉降速率及所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)的平均沉降量。根據(jù)需要，可按下式計(jì)算基礎(chǔ)或構(gòu)件的傾斜度α：

α=（SA-SB）/L

式中：SA、SB-基礎(chǔ)或構(gòu)件傾斜方向上A、B兩點(diǎn)的沉降量（mm）;

L-A、B兩點(diǎn)間的距離（mm）.

根據(jù)各觀測(cè)周期平差計(jì)算的沉降量，列表進(jìn)行匯總，并繪制各觀測(cè)點(diǎn)的下沉曲線(xiàn)。該曲線(xiàn)以時(shí)間橫坐標(biāo)，以荷載值和沉降量為縱向坐標(biāo)（上半部為荷載值，下半部為各沉降觀測(cè)周期的沉降量）。根據(jù)沉降量統(tǒng)計(jì)表和沉降曲線(xiàn)圖，可以預(yù)測(cè)建筑物沉降趨勢(shì)，從而正確指導(dǎo)施工。

（5）觀測(cè)中的注意事項(xiàng)

嚴(yán)格按測(cè)量規(guī)范的要求施測(cè)。前后視觀測(cè)最好用同一水準(zhǔn)尺。各次觀測(cè)必須按照固定的觀測(cè)路線(xiàn)進(jìn)行。觀測(cè)時(shí)要避免陽(yáng)光直射，且各觀測(cè)環(huán)境基本一致。待成像清晰、穩(wěn)定時(shí)再讀觀測(cè)讀數(shù)。架設(shè)儀器時(shí)，盡量架設(shè)在土質(zhì)堅(jiān)硬的地方，避免儀器沉降，觀測(cè)站數(shù)要偶數(shù)站，誰(shuí)是起點(diǎn)，閉合還那個(gè)水準(zhǔn)尺，測(cè)量員在立尺時(shí)，尺墊要立在松動(dòng)土?xí)r，要踩敦實(shí)，避免下沉。

4、結(jié)語(yǔ)

我國(guó)城市人口密度增大趨勢(shì)加快，城市高層建筑的建設(shè)需求也越來(lái)越大，高層建筑在城市中可以有效地將城市商業(yè)中心、辦公樓以及城市居民集中起來(lái)，從而節(jié)約城市用地，為城市居民的生活工作提供了更多的便利，但也引發(fā)更多的工程質(zhì)量難題需要工程技術(shù)人員關(guān)注。高層建筑物的施工建設(shè)過(guò)程中，應(yīng)用沉降觀測(cè)技術(shù)可以很好地對(duì)施工工藝提供指導(dǎo)，為可能出現(xiàn)的沉降變形問(wèn)題提供建立解決方案的依據(jù)。高層建筑的沉降觀測(cè)工作人員必須認(rèn)識(shí)到該技術(shù)的重要性，還要擁有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，掌握相關(guān)的觀測(cè)儀器的操作技巧，更科學(xué)合理地得到可靠的沉降觀測(cè)成果。

參考文獻(xiàn)：

[1]《建筑測(cè)量變形規(guī)范》JGJ 8-2016

[2]《工程測(cè)量規(guī)范》GB 50026-2007

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