沉降觀測在干掛空心陶瓷板高層建筑施工階段的技術(shù)運(yùn)用

李彥軍

（甘肅省會(huì)寧縣住房保障事務(wù)中心，白銀 730900）

1 前言

高層建筑施工中，經(jīng)常應(yīng)用干掛空心陶瓷板（陶土板、陶板）這一材料，該材料起源于歐洲，原料為天然陶土，經(jīng)過擠壓之后成形，需要在1200℃高溫條件下燒制。干掛空心陶瓷板在歐洲與東南亞地區(qū)建筑中十分常見，尤其被大量應(yīng)用在建筑中作為主要的幕墻材料。我國建筑行業(yè)關(guān)于干掛空心陶瓷板的應(yīng)用，目前依然處于發(fā)展階段。目前國內(nèi)建筑業(yè)發(fā)展速度飛快，對(duì)于干掛陶板幕墻這一建筑材料也形成了更加多元化的認(rèn)知，特別被應(yīng)用于建筑幕墻裝飾施工中，不僅獲得了非常理想的裝飾效果，還因此獲得了建筑行業(yè)從業(yè)者的一致好評(píng)。目前高層建筑施工階段應(yīng)用干掛空心陶瓷板比較廣泛，實(shí)際施工過程中需要重點(diǎn)開展沉降觀測。所謂沉降觀測，是組織施工期間，為了克服地基承載壓力增加而引發(fā)地基以及地基附近環(huán)境變化，采取的保證施工安全的措施。沉降觀測可以提前發(fā)現(xiàn)建筑不正常沉降與不均勻沉降問題，保證建筑物結(jié)構(gòu)可靠性。為此，本文針對(duì)沉降觀測在干掛空心陶瓷板高層建筑施工階段的應(yīng)用做出分析，提出沉降觀測技術(shù)應(yīng)用可行策略。

2 干掛空心陶瓷板

干掛空心陶瓷板作為建材的一種，是由德國一家公司研發(fā)，該建材的原料為天然粘土，此外不會(huì)添加其他任何成分，所以具有綠色環(huán)保性能。天然粘土經(jīng)過高溫?zé)浦蟪尚停诮ú念I(lǐng)域具有綠色環(huán)保、無輻射的優(yōu)勢，在高層建筑施工中應(yīng)用也不會(huì)導(dǎo)致光污染[1]。另外，干掛空心陶瓷板的尺寸十分規(guī)范，色澤豐滿，可以同時(shí)滿足設(shè)計(jì)人員與業(yè)主對(duì)于建材的要求。高層建筑施工階段應(yīng)用空心陶瓷板，還表現(xiàn)出高強(qiáng)度、穩(wěn)定性的優(yōu)勢，即便是比較寒冷的氣候，依然可以抵御惡劣天氣對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的侵害。干掛空心陶瓷板表面十分平整，彰顯出濃厚的自然氣息，視覺效果上非常穩(wěn)重，這也是其作為幕墻裝飾材料比較顯著的特點(diǎn)。

干掛空心陶瓷板主要應(yīng)用的是條形中空設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)方法使陶瓷板重量得到減輕，并且優(yōu)化了材料本身的透氣性，還具有防噪、節(jié)能保溫等其他性能。高層建筑施工中選擇干掛空心陶瓷板這一材料，接縫位置經(jīng)過合理設(shè)計(jì)，保證了幕墻表面排水的流暢性，以免產(chǎn)生沉積物，還可增強(qiáng)幕墻表面的潔凈度與美觀性。按照業(yè)主與設(shè)計(jì)師提出要求，空心陶瓷板可以隨意切割，均可滿足高層建筑施工需求。

3 高層建筑干掛空心陶瓷板施工沉降觀測現(xiàn)狀

干掛空心陶瓷板普遍被應(yīng)用在建筑外墻裝飾環(huán)節(jié)，可以優(yōu)化建筑物整體視覺效果，使環(huán)境效應(yīng)、社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益達(dá)到最大化，正因如此干掛空心陶瓷板也成為設(shè)計(jì)師、業(yè)主廣泛應(yīng)用的幕墻裝飾材料[2]。干掛空心陶瓷板在施工中，關(guān)鍵在于“干掛”工藝，應(yīng)用此工藝的重點(diǎn)是要在高層建筑主體結(jié)構(gòu)設(shè)置主要受力點(diǎn)，再利用結(jié)構(gòu)物上已經(jīng)固定的預(yù)埋件及連接金屬掛件，使空心陶瓷板材達(dá)到懸空的效果，并且連接原本分散板材，建構(gòu)結(jié)構(gòu)體外一層裝飾面?！案蓲臁惫に噾?yīng)用在空心陶瓷板材施工中，往往在陶瓷板背面無需灌注砂漿、細(xì)石混凝土，通過連接件與錨固預(yù)埋件自身強(qiáng)度，便可承受來自飾面的外力。空心陶瓷板材、墻體之間，還會(huì)形成寬度為100mm空氣層。結(jié)合建筑行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，“干掛”工藝比較多的在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工中應(yīng)用，而且不適合磚墻、輕型與加氣混凝土墻等。

節(jié)能與裝飾層面，干掛空心陶瓷板均能夠保證理想的施工效果。但是高層建筑施工階段，建筑物地基可能發(fā)生不均勻沉降，導(dǎo)致干掛空心陶瓷板的應(yīng)用效果受到影響，還有可能引發(fā)安全隱患。面對(duì)高層建筑地基不均勻沉降這一問題，沉降觀測便體現(xiàn)出極為重要的作用。高層建筑施工階段，采用沉降觀測進(jìn)行地基監(jiān)控，可以預(yù)防施工環(huán)節(jié)地基的不均勻沉降問題，為高層建筑安全提供保障[3]。通過沉降觀測還可以采集到準(zhǔn)確技術(shù)參數(shù)、沉降參數(shù)，為勘察設(shè)計(jì)、制定沉降預(yù)案提供參考，并且可以為現(xiàn)場施工提供指導(dǎo)，以免地基沉降導(dǎo)致建筑主體結(jié)構(gòu)破損，或是威脅到高層建筑的使用功能?，F(xiàn)階段高層建筑干掛空心陶瓷板施工采用沉降觀測技術(shù)，現(xiàn)行施工規(guī)范與驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)中，還需要有更加詳細(xì)的沉降觀測技術(shù)性要求與驗(yàn)收規(guī)范。

4 干掛空心陶瓷板施工階段沉降觀測技術(shù)要求

4.1 沉降觀測條件

沉降觀測技術(shù)在建筑行業(yè)已經(jīng)十分普遍，通過沉降觀測可以保證高層建筑安全性。一般應(yīng)用沉降觀測技術(shù)，要求施工人員充分掌握施工技術(shù)和高層建筑結(jié)構(gòu)，而且應(yīng)該樹立大局觀，詳細(xì)記錄前期技術(shù)測試結(jié)果，滿足業(yè)主和設(shè)計(jì)人員對(duì)高層建筑根本要求，提升沉降觀測技術(shù)水平，進(jìn)一步增強(qiáng)高層建筑的安全性。為此，結(jié)合干掛空心陶瓷板施工階段沉降觀測應(yīng)用現(xiàn)狀，分析沉降觀測技術(shù)需要滿足如下條件：

4.1.1 面向觀測設(shè)備和觀測人員

針對(duì)高層建筑進(jìn)行觀測，前期施工人員務(wù)必嚴(yán)格檢查所有的觀測設(shè)備，以免觀測設(shè)備存在故障沒有被發(fā)現(xiàn)，會(huì)降低觀測結(jié)果精度，使高層建筑施工質(zhì)量面臨失控。準(zhǔn)備階段選擇觀測設(shè)備時(shí)，建議科學(xué)應(yīng)用水平尺。水平尺很大概率會(huì)受附近環(huán)境干擾，施工人員應(yīng)該重點(diǎn)控制高層建筑施工現(xiàn)場附近的環(huán)境，施工人員完成檢測工作之后，還需要檢查設(shè)備結(jié)構(gòu)、記錄數(shù)據(jù)，及時(shí)糾正測試誤差。一旦發(fā)現(xiàn)測試結(jié)果有差異，必須展開重復(fù)測試，計(jì)算測試結(jié)果平均值。高層建筑沉降觀測施工，還需做好施工人員的培訓(xùn)，要求所有沉降觀測人員掌握有關(guān)于高層建筑沉降的理論、技術(shù)操作要點(diǎn)，根據(jù)高層建筑結(jié)構(gòu)總結(jié)沉降情況，經(jīng)過統(tǒng)一調(diào)整后，保證高層建筑結(jié)構(gòu)整體安全性。

4.1.2 面向觀測時(shí)間

高層建筑沉降觀測工作，需要控制好觀測周期，而且需要在觀測周期以內(nèi)，定期對(duì)高層建筑物進(jìn)行觀測，詳細(xì)記錄每一次觀測結(jié)果，最后可以根據(jù)記錄的觀測結(jié)果分析建筑地基的沉降情況，為后續(xù)觀測工作提供參考。一旦觀測過程中突然出現(xiàn)中止，或者是觀測工作未嚴(yán)格按照規(guī)定檢測時(shí)間，必然會(huì)對(duì)周期性觀測效果造成影響，此情況下即便是補(bǔ)救也無法得到對(duì)應(yīng)時(shí)間測試結(jié)果。尤其是高層建筑的沉降觀測，施工人員只是了解建筑結(jié)構(gòu)的情況下，無法開展沉降觀測，這也不能保證沉降觀測結(jié)果的精度。

4.1.3 面向觀測點(diǎn)

沉降觀測期間，必須科學(xué)選擇觀測點(diǎn)，這是選擇有效開展沉降觀測工作的重要條件，而且可以保證觀測精準(zhǔn)性。一般在選擇觀測點(diǎn)時(shí)，觀測人員需要透徹分析高層建筑圖紙，觀測點(diǎn)位置可以直接通過高層建筑水平墻、垂直墻，外墻、邊緣等部位交點(diǎn)分析得出，確定最佳觀測位。

4.2 沉降觀測流程

結(jié)合高層建筑干掛空心陶瓷板施工經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)沉降觀測流程如下：

（1）在施工現(xiàn)場創(chuàng)建水準(zhǔn)測量控制網(wǎng)。高層建筑施工現(xiàn)場附近需要布置水準(zhǔn)點(diǎn)，一般在3個(gè)以上，而且水準(zhǔn)點(diǎn)之間的距離小于100m。每一個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)必須組成閉合環(huán)線圖形，后視還需要保證有2個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)，這主要是為了配合閉合檢校。埋設(shè)所有水準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)，一般以建筑物開挖地段、地面沉降、震動(dòng)區(qū)以外為主，必須滿足二等水準(zhǔn)測量規(guī)范（如表1），控制點(diǎn)、沉降觀測點(diǎn)中間，還應(yīng)設(shè)置固定觀測路線，確保沉降觀測可以沿著一條路線展開。

表1 二等水準(zhǔn)測量規(guī)范要求

（2）針對(duì)布設(shè)基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測。按照規(guī)范，保證經(jīng)濟(jì)適用基礎(chǔ)上，施工人員需要在施工現(xiàn)場檢查確定待測建筑距離超過建筑基礎(chǔ)最大深度2倍的地區(qū)外，布設(shè)超過三個(gè)高程基準(zhǔn)點(diǎn)。其中1個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)是高程起算點(diǎn)，此方面可以根據(jù)二等水準(zhǔn)，對(duì)所有高程基準(zhǔn)點(diǎn)實(shí)施聯(lián)測，從而構(gòu)成閉合環(huán)，還可構(gòu)建獨(dú)立性的高程控制網(wǎng)。待確定了基準(zhǔn)點(diǎn)穩(wěn)定性之后，通常是在7d以上，便可開始基準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測作業(yè)。第一次水準(zhǔn)聯(lián)測應(yīng)進(jìn)行兩次及以上的獨(dú)立觀測，確定符合閉合差要求，便可利用數(shù)據(jù)平差計(jì)算得出基準(zhǔn)點(diǎn)高程值。

（3）正式開始現(xiàn)場施工之后組織沉降觀測。按照前提編制觀測方案以及確定的觀測周期，從地基部分開始，縱橫軸線上方以設(shè)計(jì)位置為對(duì)象，可以埋設(shè)現(xiàn)場臨時(shí)性沉降觀測點(diǎn)。第一次沉降觀測需要在確定觀測點(diǎn)已經(jīng)穩(wěn)定之后再展開，通常建筑主體一層的室內(nèi)地坪標(biāo)高+0.5 m位置，需要布設(shè)固定觀測點(diǎn)，根據(jù)規(guī)范進(jìn)行埋設(shè)作業(yè)。施工人員按照時(shí)間觀測周期、高層建筑的層數(shù)，可以采取分段觀測方法。

（4）完成沉降觀測任務(wù)后，施工人員需要及時(shí)整理觀測數(shù)據(jù)。高層建筑施工現(xiàn)場進(jìn)行沉降觀測，針對(duì)觀測記錄必須要在完成所有觀測任務(wù)后進(jìn)行現(xiàn)場核對(duì)、整理，確定無誤之后展開平差計(jì)算，得到所有測點(diǎn)高程值和周期沉降量。隨后施工人員按照沉降量，繪制所有觀測點(diǎn)下沉曲線圖，在圖紙中創(chuàng)建下沉曲線坐標(biāo)，隨之可以確定時(shí)間、荷載值、沉降量等關(guān)鍵參數(shù)。綜合整理的觀測數(shù)據(jù)，可以預(yù)測高層建筑地基沉降趨勢，及時(shí)向有關(guān)部門反映沉降情況，為干掛空心陶瓷板現(xiàn)場施工提供指導(dǎo)。一般情況下高層建筑每日連續(xù)沉降量為1mm，此時(shí)便需要停止施工，及時(shí)采取應(yīng)急對(duì)策應(yīng)對(duì)沉降。

5 高層建筑干掛空心陶瓷板施工階段沉降觀測質(zhì)量控制方法

5.1 加強(qiáng)沉降觀測質(zhì)量管理

按照高層建筑特征與干掛空心陶瓷板施工要求，建議對(duì)沉降觀測質(zhì)量管理按照“三檢”制度進(jìn)行，所有采集到的原始數(shù)據(jù)可以保證完整性和精準(zhǔn)性，而且確定與成圖規(guī)范一致。施工現(xiàn)場可以安排小組自檢與校核，觀測期間沉降組織自測，確定自檢合格后再由質(zhì)量檢查人員、設(shè)計(jì)人員等進(jìn)行審核，確定“三檢”均合格，方可進(jìn)入到后續(xù)的觀測流程。

5.2 優(yōu)化沉降觀測管理

首先，高層建筑所有施工人員必須嚴(yán)格落實(shí)質(zhì)量保證體系，加強(qiáng)每一名施工人員質(zhì)量觀念，形成“質(zhì)量第一”的觀念，保證干掛空心陶瓷板沉降觀測質(zhì)量。其次，施工現(xiàn)場觀測人員應(yīng)該熟練掌握施工測量、干掛空心陶瓷板觀測等的專業(yè)知識(shí)與技能，而且面對(duì)觀測過程中的突發(fā)問題可以及時(shí)做出應(yīng)對(duì)。再次，干掛空心陶瓷板施工期間，采用觀測儀器設(shè)備務(wù)必提前組織檢定，確定合格之后進(jìn)場。儀器設(shè)備使用過程中也不能忽略維護(hù)、保養(yǎng)，使其能夠始終維持在最佳的運(yùn)行狀態(tài)。最后，按照委托方所提高資料，編制干掛空心陶瓷板沉降觀測技術(shù)方案。施工人員做好技術(shù)交底，針對(duì)觀測全過程展開質(zhì)量控制，對(duì)于一些關(guān)鍵的觀測環(huán)節(jié)，還需設(shè)置質(zhì)量管控點(diǎn)。

5.3 組織變形異常與沉降分析

干掛空心陶瓷板的觀測，其間必須嚴(yán)格按照觀測技術(shù)方案，而且沉降觀測過程也需要參照正常流程展開。每組織一次觀測都必須及時(shí)向委托方報(bào)備，由其安排工作人員旁站，檢查是否存在異常。另外，施工人員還需定期展開沉降分析。干掛空心陶瓷板施工期間，建議每加高2層～3層進(jìn)行1次觀測的觀測，一直到主體結(jié)構(gòu)封頂即可結(jié)束觀測。待主體結(jié)構(gòu)封頂之后，可以將觀測頻率調(diào)整為每月1次。當(dāng)高層建筑進(jìn)入到沉降穩(wěn)定階段，需要按照“100d沉降速率小于0.01mm/d～0.04mm/d”做出判斷，若低于該標(biāo)準(zhǔn)便可判定沉降進(jìn)入到穩(wěn)定階段。

6 結(jié)論

綜上所述，干掛空心陶瓷板是建筑行業(yè)一種比較普遍的建筑材料，高層建筑干掛空心陶瓷板施工過程中，為了規(guī)避不均勻沉降等質(zhì)量問題，沉降觀測非常必要。根據(jù)編制沉降觀測方案，明確開展觀測的基本條件與技術(shù)要求，其間還需要在干掛空心陶瓷板施工過程中做好質(zhì)量控制工作，提高沉降觀測技術(shù)水平的同時(shí)，也可以為今后干掛空心陶瓷板在高層建筑中的應(yīng)用總結(jié)有價(jià)值的經(jīng)驗(yàn)。