高層建筑沉降觀(guān)測技術(shù)及數據分析論文

　　【摘要】為了對建筑的安全性能提供嚴格保障，產(chǎn)生了針對高層建筑物的變形觀(guān)測。不管是在高層建筑施工的準備期、施工期還是運營(yíng)期，變形觀(guān)測中的沉降觀(guān)測對建筑本身建設的安全性、穩定性都有著(zhù)舉足輕重的作用。沉降觀(guān)測也成為施工生產(chǎn)中的必要生產(chǎn)項目，是高精度、高質(zhì)量的高層建筑的安全前提。本文重點(diǎn)闡述了高層建筑物沉降觀(guān)測中精密水準測量的原理和方法，并對觀(guān)測期間產(chǎn)生的數據給予了分析。

　　【關(guān)鍵詞】高層建筑；沉降觀(guān)測；水準測量；數據處理

　　0引言

　　伴隨社會(huì )不斷的進(jìn)步和物質(zhì)需求與精神文明的逐步提高以及日臻成熟和完善的建筑施工技術(shù)水平[1]，同時(shí)，也因日益增多的人口與土地資源的矛盾，高層建筑物越來(lái)越多。

　　為了對建筑的安全性能提供嚴格保障，產(chǎn)生了針對高層建筑物的變形觀(guān)測。所謂建筑物的變形觀(guān)測就是對建筑物本身的水平位移觀(guān)測、沉降觀(guān)測、傾斜觀(guān)測等等。沉降觀(guān)測的意義是：能夠有效的為工程施工質(zhì)量和地基基礎設計質(zhì)量的評估提供依據，并能及時(shí)的反映出建筑體建造過(guò)程中隨著(zhù)負荷的增加，和地基附加壓力的增大，其豎向壓縮變形的沉降從零開(kāi)始直至沉降穩定的變化情況。因此，工程施工過(guò)程中對建筑物進(jìn)行沉降觀(guān)測[4]，具有非常重要的作用。

　　1沉降觀(guān)測原理與方法

　　1.1建筑物沉降的原因

　　1.1.1施工誤差引起的變形

　　在建筑物的施工過(guò)程中，出現因施工誤差而造成建筑物的荷載分布與預計分布不均勻的情況是不可避免的，這種細微的差錯就會(huì )導致建筑發(fā)生形變[5]。

　　1.1.2建筑物的合理變形

　　在建筑物施工和運營(yíng)階段，其自身結構形態(tài)造成荷載分布不均勻會(huì )導致建筑物發(fā)生形變。

　　1.1.3外部因素

　　隨著(zhù)建筑物的建設，由于建筑物的荷載不斷增加，其地基土在壓力的作用下被不斷壓實(shí)，體積縮小，從而引起建筑的沉降變形。

　　1.2沉降觀(guān)測原理

　　沉降觀(guān)測（亦稱(chēng)沉陷觀(guān)測）是變形觀(guān)測中用得最多的，它是指對所設置的觀(guān)測點(diǎn)進(jìn)行持續的垂直位移觀(guān)測，根據工程特點(diǎn)分階段地得出沉降觀(guān)測成果，據此推斷或驗證工程實(shí)施的可靠程度[6]。

　　變形觀(guān)測中沉降觀(guān)測極為重要。沉降觀(guān)測作業(yè)簡(jiǎn)單但精度要求高，它不僅能提供沉降量，還可以推算建筑物的傾斜以及水平構件的撓度等。工程建筑物從施工開(kāi)始到竣工，以及建成運營(yíng)后很長(cháng)一段時(shí)間，沉降是不可避免的。沉降在一定的限度之內屬正�，F象，但一旦超過(guò)某一限度[7]，就會(huì )危及建筑物的安全。

　　1.3沉降觀(guān)測方法

　　沉降觀(guān)測的方法有：水準測量方法、三角高程測量方法、數字攝影測量方法、InSAR方法、GPS方法、地面沉降監測站（基巖標和分層標組）、地下水動(dòng)態(tài)監測等[8]。

　　2高層建筑沉降觀(guān)測實(shí)例

　　2.1工程概況

　　該項目占地面積為67854.09m2，建筑結構形式為框架剪力墻結構，地基類(lèi)型為樁基基礎。建筑設計單位為西南設計院，建筑施工單位為成都建工5公司；設計用途為住宅，層數為25。

　　2.2觀(guān)測點(diǎn)的布設和觀(guān)測

　　2.2.1觀(guān)測點(diǎn)的布設

　　在建筑物的四角、大轉角及建筑物的外墻每10-20m處或每隔2-3根柱基上布設沉降觀(guān)測點(diǎn)。市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)畢業(yè)同時(shí)在高低建筑物、縱橫墻交界處、建筑物裂縫或沉降縫兩側、框架結構建筑物部分基柱上設置觀(guān)測點(diǎn)。間距大約15m，地質(zhì)復雜以及膨脹土質(zhì)的建筑物，在承重內隔墻中部設內墻點(diǎn)。片伐基礎、箱型基礎底板或接近基礎的結構部分之四角處及中部位置設置觀(guān)測點(diǎn)。

　　2.2.2沉降觀(guān)測

　　采用天寶生產(chǎn)的DINI03電子水準儀及相應的銦瓦水準尺和尺墊按照二級水準觀(guān)測精度，從基準點(diǎn)開(kāi)始組成閉合、附合或結合水準路線(xiàn)進(jìn)行觀(guān)測。

　　2.2.3沉降觀(guān)測的周期

　　施工過(guò)程中3#樓每3層觀(guān)測1次，封頂后每2-3個(gè)月觀(guān)測1次，在主體竣工驗收（靜荷載加載完畢）時(shí)如沉降數據達到《建筑變形測量規程》規定的穩定標準，可停止觀(guān)測，否則應繼續進(jìn)行觀(guān)測工作，直至達到穩定標準為止。

　　3沉降觀(guān)測數據綜合分析

　　曲線(xiàn)在首次觀(guān)測后即發(fā)生回升現象。產(chǎn)生這種現象的原因，一方面，可能是初測精度不高；另一方面，也可能是施工區內降水變化引起的；如果是施工區內降水變化引起的，則屬正�，F象。

　　如果是因為初測精度不高所引起的，曲線(xiàn)回升超過(guò)5mm，應將第一次觀(guān)測成果作廢，而采用第二次觀(guān)測成果作為首測成果，如曲線(xiàn)回升在5mm之內，則可調整初測標高與第二次觀(guān)測標高一致。

　　曲線(xiàn)的波浪起伏現象。曲線(xiàn)在后期呈現波浪起伏現象，此現象在沉降觀(guān)測中最常遇到，常常是測量誤差所造成的。曲線(xiàn)在前期波浪起伏所以不突出，是因建筑物下沉量大于測量誤差之故，但到后期，由于建筑物下沉極微或已接近穩定，因此在曲線(xiàn)上就出現測量誤差比較突出的現象。處理這種現象時(shí)，應根據整個(gè)情況進(jìn)行分析，決定自某點(diǎn)起，將波浪形曲線(xiàn)改成水平線(xiàn)。

　　曲線(xiàn)自某點(diǎn)起漸漸回升。產(chǎn)生此種現象一般是由于水準點(diǎn)下沉所致，水準點(diǎn)是逐漸下沉的，而且沉降較小，但建筑物初期沉降量較大，即當建筑物沉降量大于水準點(diǎn)沉降量時(shí)，曲線(xiàn)不發(fā)生回升，到了后期，建筑物下沉逐漸穩定，如水準點(diǎn)繼續下沉，則曲線(xiàn)就會(huì )發(fā)生逐漸回升現象。因此在選擇或埋設水準點(diǎn)時(shí)，特別在建筑物上設置水準點(diǎn)時(shí)，應保證其點(diǎn)位的穩定性，如已查明確系水準點(diǎn)下沉的原因，則應測出水準點(diǎn)的下沉量，以便修正觀(guān)測點(diǎn)的標高。

　　曲線(xiàn)在中間某點(diǎn)突然回升。發(fā)生這種現象的原因，是水準點(diǎn)或觀(guān)測點(diǎn)被碰動(dòng)所致，當水準點(diǎn)碰動(dòng)后低于被碰動(dòng)前的標高及觀(guān)測點(diǎn)被碰動(dòng)后高于被碰動(dòng)前的標高時(shí)，才會(huì )出現回升現象的可能。由于水準點(diǎn)或觀(guān)測點(diǎn)被碰動(dòng)，其外形必有損傷，比較容易發(fā)現對這個(gè)問(wèn)題必須進(jìn)行合理的處理，其辦法是：選擇結構、荷重及地質(zhì)等條件都相同的臨近另一沉降觀(guān)測點(diǎn)，取該點(diǎn)在同一期間內的沉降量，作為被碰動(dòng)觀(guān)測點(diǎn)的沉降量。此法雖不能真正反映觀(guān)測點(diǎn)的沉降量，但如果選擇適當，可得到比較接近實(shí)際情況的結果。

　　4結論

　　沉降觀(guān)測對高層建筑的施工以及運營(yíng)都有極為重要的作用，通過(guò)對沉降觀(guān)測技術(shù)的應用，可以加強對施工過(guò)程的監控，能夠更加合理的指導施工工序，預防在施工過(guò)程中出現不均勻沉降，并及時(shí)向施工部門(mén)反饋詳盡的第一手資料信息，避免造成因建筑體的沉降而導致其結構破壞進(jìn)而造成的巨大經(jīng)濟損失的情況。在今后的高層建筑沉降觀(guān)測作業(yè)中，我們應根據工程特點(diǎn)恰當的選擇觀(guān)測方式，高質(zhì)高效的完成觀(guān)測工程。

　　【參考文獻】

　　[1]黃慶鋒，張亞娟.水準測量技術(shù)在高層沉降觀(guān)測上的應用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2012（22）.

　　[2]羅渝.論高層建筑施工中的沉降測量技術(shù)[J].城市建設，2013（29）.

　　[3]田文陽(yáng).高層建筑施工中沉降觀(guān)測的質(zhì)量控制要點(diǎn)[J].城市建設理論研究（電子版），2013（34）.

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