中小城市高层建筑沉降观测的实践与探讨

张海波

成都天畅土地勘测工程有限公司四川610500

摘要：高层建筑的地基基础是高层建筑体结构最主要的组成部分，因层数多、荷载大而对地基的变形和承载力要求比较高，工程中常采用桩筏（箱）基础，通过桩将荷载传递到地基中合适土层或桩周土体，以保证建筑物对沉降及稳定性的要求。基于此，文章先论述了建筑沉降观测技术，并分析了其在中小城市高层建筑沉降观测中的实践应用。

关键词：中小城市；高层建筑；沉降观测；实践应用

引言

高层建筑往往因为层数多、荷载大而对地基的变形和承载力要求比多层建筑更高，对其基础的设计和施工也相应地提出了更高的要求。高层建筑基础沉降计算始终是分析中的难题，至今还没有很好地解决，在受力机理和变形特性仍还需要更多探讨，而且，沉降计算理论值与工程实际值相差太远，所使用的经验系数变化范围也较大，如何合理又简便地确定高层建筑基础沉降成了一个迫切需要解决的问题。

1高层建筑变形观测及沉降观测概述

1.1高层建筑物变形观测定义

建筑物在施工和营运过程中，由于地质条件和土壤性质的不同，地下水位和大气温度的变化，建筑物荷载和外力作用等影响，导致建筑物随时间发生的垂直升降、水平位移、挠曲、倾斜、裂缝等，统称为变形。用测量仪器定期测定建筑物的变形及其发展情况，称为变形观测。高层建筑物沉降是变形观测一种表现形式。

1.2高层建筑物变形观测意义

各种工程建筑物在其施工和运营使用过程中，都会产生一定的变形，如果这种变形在建筑规范规定限度内时我们可以认为是正常现象，但超过了一定的范围就会影响其正常使用并危及建筑物自身及人身的安全，因此需要对施工中的重要建筑物和已发现变形的建筑物进行变形观测，掌握其变形量、变形发展趋势和规律，以便一旦发现不利的变形可以及时采取措施，以确保施工安全和建筑物的安全，同时也为今后更合理的设计提供资料。

1.3高层建筑物沉降的原因

在沉降观测过程中，了解其产生原因是非常重要的。一般讲，建筑物沉降主要由两方面原因引起，一是自然条件及其变化，即建筑物地基工程地质、水文地质、土壤的物理性、大气温度等。另一种是与建筑物本身相联系的原因，即建筑物荷重、建筑物结构及动荷载作用。

1.4沉降观测的特点

1.4.1观测精度高

由于沉降观测的结果直接关系到建筑物的安全，影响对沉降原因和沉降规律的正确分析，观测必须具有较高的精度。沉降观测的精度要求，取决于该工程建筑物预计允许沉降值的大小和进行观测的目的。一般来讲，如果沉降观测是为了确保建筑物的安全，则测量精度应小于允许沉降值的1/10-1/20；如果是为了研究沉降的过程，则观测精度还应更高。

1.4.2重复观测量大

建筑物由于各种原因产生的沉降都具有时间效应，计算沉降量最基本的方法是计算建筑物上同一点在不同时间的坐标差和高程差。这就要求沉降观测必须依据一定的时间周期进行重复观测。重复观测的频率取决于观测的目的、预计的沉降量大小和沉降速率。通常要求观测的次数，既能反映出变化的过程，又不遗漏变化的时刻。

1.4.3数据处理严密

建筑物的沉降一般都较小，甚至与观测精度处在同一个数量级；同时，重复观测的数据量较大，要从大量数据中精确提取沉降信息，必须采用严密的数据处理方法，数据处理的过程也是进行沉降分析和预报的过程。

2中小城市高层建筑沉降观测的实践

2.1建立水准控制网

根据建设单位提供的水准控制点或城市精密水准点或导线点或自己建立的独立水准点并结合要进行沉降观测工程特点布局、现场的环境条件和布局来建立监测基准网。监测基准网中的水准点又叫基准点。在基准网的观测中，建立监测基准网有以下要求，水准基点要设在建筑物沉降区、施工机器震动区及开挖区的范围以外。水准基点点的开挖深度要符合二等水准测量的要求，或时它的标石埋深应大于邻近建筑物基础的深度，常常标石埋深要大于一米五。在要观测的高层建筑物周围布设的基准点间距小于或等于一百米的三个以上的水准基点，三个以上的水准基点构成闭合路线，这样可以通过它们的闭合差来检验其精度。不管你在建筑物场区内的任何地方架设观测水准仪时，应能至少后视到两个水准基点。我们还要根据建筑工程的特征，综合分析建立合理的监测基准网。

2.2布设沉降观测点及建立固定的观测路线

根据沉降观测方案上的沉降点位布置图，我们专门的布点人员拿上仪器到建筑工地现场布设沉降观测点。我们一般带上冲击钻、梯子、安全带、植筋胶等工具。首先在建筑物的墙体上标上沉降观测点的位置，然后用冲击钻在墙体上打眼，打好眼后把植筋胶涂抹到里面，再把沉降标志上也涂抹一些植筋胶塞到里面，过上一天左右标志就固定到墙体上。沉降观测标志设置好之后，我们就要建立固定的水准基点和沉降点之间的观测路线。因为水准基点和沉降点都要编号，我们可以在工作薄上把观测的顺序,依据它们的点号记录下来，以供下一次沉降观测之用，这样我们把观测路线就固定下来。

2.3进行沉降观测

等到沉降观测标志和墙体完全固定到一起之后，便开始观测由沉降基准点和沉降点组成的闭合线路。首次沉降点的首次观测必须踩用往返两次观测，且往返两次观测均应为偶数站，往返观测水准标尺要互换位置，即同一个沉降点往测和返测要立不同水准标尺。首次观测的沉降点的高程值是以后计算沉降量的依据，所以我们对首次观测高程值要求比较严格，即往返两次测得的沉降点的两个高程值相差不得超过一毫米，满足这个要求之后，取它们的平均值作为首次沉降点的高程值。如果不满足这个要求就需要重新观测。首次观测结束之后的观测可以仅测一次就可以了，因为沉降基准点和沉降点组成的是闭合的线路，我们可以通过闭合差来检验测量的精度。一般来说闭合差小于允许值的一半时测得的高差中误差才满足规范要求。首次的沉降点沉降量为零，以后根据两次观测的高程值之差计算沉降点位的沉降量和总的沉降量。

2.4沉降测量点的布设原则及方法

首先，沉降观测点的布设原则，沉降测量点可分为控制点和观测点。控制点包括基准点、工作基点以及联系点定向点等工作点。观测点的布设是沉降观测的基础，我们按下列总的原则进行布设：从整体到局部，所布设点位能够从总体上控制建筑物的沉降特性；先设计后实施，先在图纸上设计，然后再修改、确定；沉降观测点的位置设在能全面反映和控制建筑物沉降变形特征的位置。

其次，观测点布设的方法，根据沉降观测的具体要求和实地情况，我们在建筑物50m之外选取了A1、A2、A3这三3个点作为基准点，其中Al为城市水准点，A2、A3为新布设的永久性的墙角水准标志。确定工作基点。根据实地情况，我们选择了A1作为工作基点，根据地质情况及建筑结构特点，对整个建筑物布设沉降观测点。

结束语

建筑物的沉降观测是一门交叉学科，它涉及到的工程类型比较多，在科学技术的推动下，电子数字水准仪的出现定会代替了光学水准仪，高层建筑沉降观测技术会渐趋完善。因此，在中小城市高层建筑建设过程中，相关部门应严格把关、规范管理，确保建筑物施工和使用的安全，提高中小城市高层建筑的建设质量。

参考文献

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[2]潘家生.高层建筑沉降观测的实践与探讨[J].科技资讯,2011,05:94.

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