浅谈土木建筑沉降测量技术

孔飒云肖盛

关键词：高层建筑；沉降测量；技术

引言

高层建筑物的沉降原因分析通过对高层建筑沉降的研究,高层建筑发生沉降的原因是复杂的,既有外部的因素,也有其内在的因素,可能是一种原因,也可能是由多种原因共同造成的。总体归结起来造成建筑物沉降的原因主要有设计、勘察、施工、规划、使用、自然灾害等因素。

一、沉降测量的目的及原则

沉降观测实质是测量建筑物上所设水准基准点与观测点随时间推移，其在高度上的差别变化量。建筑从施工开始到竣工验收均有可能发生沉降变形，一旦建筑沉降变形超出安全极限值，则会导致建筑安全事故的发生，造成重大的资源损失甚至人员伤亡。这种情况下，对建筑物整体进行沉降观测就显得极为重要，其直接关系到后期施工防范的科学性，故施工单位应对该项工作予以重视。

沉降观测工作中应该遵循以下几个原则：要有稳定的工作点、基准点和观测点；要使用稳定的设备；观测人员观察时身体要稳定；观测时要有稳定的外环境；要有固定的观测技术和方法。设计和施工人员只有严格遵守这些观测原则，才能减少观测过程中的误差，才能保证所获取的测量结果具有高精度、高准确性的特点，进而保证高层建筑工程施工的顺利进行。

二、高层建筑沉降观测点和基准点的布设

2.1观测点的布设

沉降观测点的布设不仅要考虑沉降区域的密度布设，在某些情况下，还应进行针对性的布设。比如：在高建筑群以及地下用水量大的经济开发区地段，不仅要加密埋设以便预测预警地面沉降现状，还应考虑将监测点布设地点布设在容易长期保存、不易损坏的地方。

设置观测点时要遵循均匀设置的原则，每两个观测点的间距一般为20~35m；对于不同的建筑物，观测点的设置方案也存在差异，比如：针对砖墙类的建筑物，观测点设置位置应为横纵墙的交接、外墙转角处及中央等，同时墙边每隔8~10m处也应设置一个观测点；针对桩基础为箱形基础或浮筏基础的高层建筑，观测点设置位置应在基础周边以及纵、横轴位内；针对建筑本身结构为框架式的建筑物，观测点应设置在每个桩基或部分柱基的上部。

2.2基准点的布设

基准点最为明显的一个特点即是其布设位置具有永久性，故在基准点布设工作中需保证其布设位置的合理性、准确性，且不允许将基准点布设在建筑施工范围内或旧建筑物上部。在布设时，确保一个观测点对应至少3个基准点，且每个基准点与观测点之间的距离应控制在30~50m之间，为了保证基准点布设的稳定性，可在埋设15d后对其进行观测分析。

三、沉降观测技术在高层建筑施工中的应用

3.1水基准控制网

每个工程都有独特的特性，根据自身特性来制定施测方案，并且建立水准控制点。水准控制网是在施测方案和布网原则的要求下建立的，具体有以下几点：高层建筑物周围设立的水准点间隔＜100m，并且还要＞3个；施工场内任何位置的仪器后视水准点要＞2个，水准点之间相互闭合；建筑物水准点的建立和建筑物开采、地面起伏有着明确的关系，水准点埋在地下的深度应符合要求，水准网和基准点合在一起测量计算出各个水准点的高程。

3.2沉降观测

确保场区水准控制网要在图纸设计时就已完成，在图纸上确定观测位置；观测路线在控制点和沉降观测点中确立，且在每个架设设备的地方做好标记，确保观测在同一条路线中。

第一次观测点高程作为以后各次观测的基础使用，要求高精度，因此在施测时要采用高精密水准仪来观测，并且采用至少2次及以上的结果来确定最终测量结果。观测点位置是根据结构面不断移动的，为了方便观测需进行观测点的永久埋设；在工程正式竣工前，施工楼层都要一层一层地进行复测。

3.3观测点的数据测算

每次的观测结果都要再一次查证，确保无误后方可进行平差计算，计算出每个观测点每次的高程值，推算观测点的沉降量，使得高层建筑施工中数据的处理更加科学合理。具体内容为：对各个沉降点的沉降量进行计算，即沉降观测点的本次沉降量是本次观测高层和上一次观测高程的差；累积沉降量的计算即是本次沉降量与上一次累积沉降量之和；绘制沉降速率曲线即为绘制时间与沉降量关系曲线、绘制时间与荷载关系曲线；绘制等值线示意图即是根据总沉降量对等值线示意图进行绘制。

3.4数据统计

在进行数据的整体汇总中，需要针对不同的沉降趋势进行相应的分析，及时将所有的信息反馈给相关部门，并对建筑物的整体沉降系数进行全面性的分析。一般情况下，建筑物的倾斜度可根据沉降曲线计算出来：

q=（|△Cm-△Cn|）/Lmn

式中：q表示建筑物的倾斜度；△Cm、△Cn表示m、n点的总沉降量；Lm表示m、n点的距离。

在进行统计结果的分析时，需要对不同的形式结构进行整体因素管控，做好技术交底工作，让沉降观测技术得到实质性的应用。

四、沉降观测技术应用的注意事项

4.1确定建筑物沉降观测精度的合理性

在高层建筑实际施工中，诸多施工单位对沉降观测要求并不明确，施工单位在选择沉降观测精度上也比较随意，忽略了精度高低直接影响沉降观测成功与否，故在选择沉降观测精度时不能过高或过低，需根据工程需要合理选择。一般情况下，再对高层建筑物进行首次观测时，需采用高级水准仪、铟合金尺按照二等以上方法进行观测，测出的结果比较理想。

4.2沉降量时间变量观测

在沉降观测工作中，其沉降量的曲线变化量较大，为了能够让整体观测的效果得到良好提升，需要对其观测精度进行提升。同时采用多种不同的观测方式对其整体的观测体系进行相应完善，确保观测点处于一个均匀的平面内，从而获取较为精确的观测数据。若曲线在某个点突然出现回升现象，可能是工作人员误碰水准点或观测点导致的，使得标高高于或低于碰触之前的数据，这种情况下，可取相邻观测点相同时间的沉降量替换之前的沉降量。

五、结束语

近年来，高层建筑数量越来越多，规模越来越大，人们对高层建筑施工质量也提出了更高要求。相较于普通建筑，高层建筑施工周期长、技术要求高、施工难度大。由于高度高，对地面荷载较大，高层建筑的建设很容易造成地基变形或沉降，导致建筑安全受到影响。在这种情况下，施工单位必须重视高层建筑沉降测量工作，根据实际情况制定科学合理的沉降测量方案，并将其落到实处。要严格按照规定程序开展测量工作，把握细节，合理应用测量仪器设备，保障高层建筑沉降测量的精确性，从而有效控制建筑沉降问题。

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