高層建筑施工中沉降觀測技術淺析

【摘 要】隨著社會生產力的不斷發展，城市用地越來越緊張，每個城市高層建筑都密密匝匝，為了延長建構筑物的使用壽命，確保建構筑物的安全性，也為了給勘察設計施工提供可參考的沉降參數及數據資料，高層建筑施工中沉降觀測技術越發重要。

【關鍵詞】高層建筑施工；沉降觀測技術；施測過程

1.沉降觀測的注意要點

1.1儀器設備、人員素質的要求

沉降觀測要求測量數據必須具有較高的精確度，只有這樣才能在不斷加荷下對建筑構物的沉降情況進行精準的判斷，通常規定其測量誤差范圍必須低于變形值的1/10～1/20，因此應使用S1或S05級的精密水準儀及高精度銦合金水準尺進行測量[1]。如果在沒有銦合金水準尺而只有一般塔尺的情況下，在測量過程中要盡可能地使用第一段標尺。

沉降觀測人員必須經過系統的學習并接受專業的技能培訓，才能了解并掌握各種儀器的性能及操作方法，才能制定出符合工程現場情況的測量方案，對測量過程中產生的問題能夠及時分析出原因，并及時、精準地完成沉降觀測任務。

1.2觀測時間的要求

對建構筑物進行沉降觀測時，對觀測時間的要求極為嚴格，尤其是第一次進行沉降觀測時，必須嚴格按照規定時間進行，否則無法獲得原始數據，會造成整體觀測任務因原始數據的缺失而失去觀測意義。對于其它時間段的復測而言，應根據工程進展狀況實施定時觀測，不得出現漏測或補測現象。只有嚴格執行上述要求，才能確保建筑購物沉降信息的精準性。通常情況下，高層建筑物的沉降觀測以時間節點或建筑物的加荷情況為觀測周期，比如每30天或每建成一層或數層為一個觀測周期，不管采取哪種方式進行觀測都必須嚴格按照既定觀測方案制定的觀測周期準時進行測量。

1.3觀測點的要求

要想確保建筑構物沉降情況的精準性，沉降觀測點應埋設在最能準確反映其沉降特征并方便觀測的位置。通常情況下，設置在建筑物上的沉降觀測點應橫縱對稱，并且相鄰的觀測點間應保持15～30m的距離。通常會在建筑物設計圖紙上將沉降觀測點的具體位置標注出來。

對沉降觀測點進行直接測定及檢驗的依據就是基準點，基準點的點位在觀測全過程必須保持穩定嗎、，并同被觀測對象間保持一定間距，詳細位置視現場情況而定。要想對基準點的穩定性進行準確校驗，必須布置三個或三個以上的基準點。如果因基準點的位置距離被測對象較遠，而導致影響變形觀測時，應采用淺埋式布設工作基點。以觀測路線長度為依據，可大致估算出各個基準點間的間隔。假設以二等水準進行觀測的話，水準視線長度應小于或等于30米，而單權中誤差μ 的值等于0.3毫米，路線權p為1/n，那么基準點間的間隔L=n·60m，往返觀測最弱點的偶然中誤差值mh=0.5mm。

根據公式：mh=μ/2=μ/2

可得：n≈11

由于水準觀測應為偶數站，那么應該取10這個偶數即n≈10，由此可知各基準點的距離應保持在600米之內。

沉降觀測點是布置在被觀測對象上的測量標志，因此在確定其位置時應滿足以下條件，在施工階段及工程結束后一定期間內能夠隨時實施沉降觀測，并精準地反映出被測對象的沉降量，通常情況下，在建筑物的四角、大轉角及墻柱基上布設觀測點。

1.4沉降觀測的自始至終要遵循“五定”原則

在進行沉降觀測時，必須遵循“五定”原則，分別是：第一，進行沉降觀測時，工作人員所依據的基準點、工作基點以及被觀測對象上埋設的觀測點的點位必須穩定；第二，沉降觀測時使用的儀器和設備要穩定；第三，沉降觀測人員要穩定；第四，實施沉降觀測過程中的環境情況基本相同；第五，觀測程序、鏡位以及觀測方法要穩定。通過上述措施能最大限度地降低觀測數據誤差，使觀測結果具有統一的趨向性，從而確保觀測沉降量的精準性。

1.5沉降觀測精度的要求

在選擇沉降觀測精度等級時，要以被觀測對象的特點及建設單位的要求為依據。如果建設單位沒有特殊要求，通常采用二等水準測量法就能滿足普通高層建筑的沉降觀測要求。為有效保障建筑物的質量安全，在實施觀測過程中，其誤差應低于變形觀測值的1/20。

一般高層建筑物的總體傾斜度α應在0.002～0.003之間。其公式為：α=(SA-Sn)/L

在上式中，SA，Sn代表的含義是在傾斜方向上，A點和B點的沉降量，單位為毫米。

那么沉降量的允許誤差為：△S=SA-Sn=αL

其中，α表示的是建筑物的總體傾斜度；△S表示的是A、B兩點間的差異沉降量，單位為米；L代表的含義為A、B兩端點間的水平距離，單位為米。

只要依據公式得出差異沉降量的數值，我們就可依據實際觀測誤差值為差異沉降量值的1/20～1/10原則得出實際觀測的誤差允許值，進而得出各觀測點的高程中誤差，最終對該工程的沉降觀測精度進行確定。

2.沉降觀測的周期及施測過程

2.1沉降觀測的周期應該正確反映建構筑物的沉降規律，對建構筑物進行沉降觀測時，對觀測時間的要求極為嚴格，尤其是第一次進行沉降觀測時，必須嚴格按照規定的時間進行，否則無法獲得原始數據，會造成整體觀測任務因原始數據的缺失而失去觀測意義。通常情況下，基礎為砂類土層的建筑物的沉降在施工階段基本已經完成，不過基礎為粘土類的建筑物的沉降在施工階段僅完成一小部分，所以其沉降周期不是固定的。根據多年工作經驗，在施工過程中此類建筑物的沉降觀測頻率較高，通常以三天、七天和十五天為一個觀測周期，或者以建筑層數為觀測周期，同時在確定觀測周期時，還應考慮施工期間的地基和加荷情況。比如因某些原因需要暫停施工，那么在停工和復工時都要對建筑物的沉降進行觀測，從而掌握建筑物在這段期間的沉降量，為復工后沉降觀測方法及頻率等方面的調整提供依據。當建筑物竣工后，對其進行沉降觀測的頻率可適當減少，根據建筑物的地基特點及沉降速度，可以將其沉降周期劃分為不同時間段，通常為30天、60天、90天和180天等。通過對沉降量與時間所形成的曲線來判定建構筑物的沉降是否進入穩定期。對重點工程項目而言，如果在最后三個觀測周期內，建筑物的沉降量不超過兩倍的測量誤差，則可判定其沉降已進入穩定期。對一般工程而言，如果其沉降速度低于0.01～0.04mm/d的話，則表明其步入穩定期[2]。

2.2根據既定的沉降觀測計劃，待建筑物的觀測點穩定后應及時實施首次沉降觀測。高層建筑的沉降觀測應從地基開始，在基礎的從橫軸線上將臨時觀測點埋設在預先測定好的位置，待其穩固后及時進行首次觀測。由于首次觀測的高程值是之后每次觀測的比較依據，因此必須采用N2級精密水準儀進行觀測，同時每個觀測點應進行兩次觀測，以便對觀測結果進行比較，如果同一觀測點的高差上下幅度不超過0.5毫米時，我們可以認定首次觀測結果真實可靠[3]。之后建筑層每增加一層，臨時觀測點也隨之上移一層，當到+0.00點時，根據相關規定埋設永久觀測點，然后建筑物每完工一層就進行一次復測，直到工程竣工為止。

3.結論

總而言之，利用沉降觀測法進行觀測時，應找準建筑物設置的觀測點和固定測點，并用數據來描述其沉降程度，但凡超過三層的建筑物及構筑物在進行設計時都要求設置觀測點，而人工、土地基等應按設計要求設置沉陷觀測，自施工開始至施工結束都應根據工期及工程進度進行觀測和記錄。 [科]

【參考文獻】

［１］馮云德.城市地下管線竣工測量技術研究[J].科技資訊，2009（26）:45-46.

［２］馮云德.建筑物沉降觀測技術方法探討[J].北京測繪，2009（04）:23-24.

［３］汝鵬飛.高層建筑沉降觀測技術若干理論的研究[J].黑龍江科技信息，2009（06）:17-18.