淺析高層建筑的沉降測量技術

晁萌偉

【摘要】高層建筑沉降測量具有一定的特殊性，并且為了保證高層建筑的安全建設以及完工后的安全使用，高層建筑需要更加穩定以及布設更為科學的基準點來進行沉降測量工作。本文探討分析了高層建筑物沉降原因，闡述了高層建筑的沉降測量技術，并總結高層建筑沉降測量的工作注意事項。

【關鍵字】高層建筑；沉降測量技術；應用

隨著高層建筑的普遍性，對于建筑的從業人員要求也越來越高。通過對高層建筑連續的沉降測量，掌握建筑物的沉降規律，并且及時采取有效的防范補救措施，保證高層建筑的安全建設以及完工后的安全使用，同時保證建筑物的美觀。

一、高層建筑中物沉降原因分析

由于建筑物施工過程中載荷的不斷增加以及土地地質原因都會引起建筑物的不均勻沉降發生。為了避免由于沉降而導致建筑物大面積的損毀與變形，必須在施工過程中采取有效的措施加以應對。通過對目前的建筑物沉降研究分析，導致建筑物沉降的原因主要有以下幾個方面：

1、采用不合理的地基處理方法。在工程建設中，會根據不同的實際情況采用不同的地基處理方法，并且這些方法的使用范圍以及所能夠達到的效果也不盡相同。地質差異以及工程差異等都是造成地基處理方法不同的原因，甚至在同一工程中會采取多種地基處理方法。但實際工程建設中，往往會因為采取相同的方法處理軟弱程度不同的地基而導致不均勻沉降現象發生。

2、地基土本身的不均勻。由于建筑物實際建設用地并不是單一勻質的地基土，而在前期設計階段，往往會對其進行單一勻質化的假定，這樣一來，設計與實際之間就具有一定的誤差。所以，實際中建筑物并不能像設計中計算的一樣完全均勻沉降。

3、建設過程中出現問題。因為在建筑前期的勘探過程中，未能發現地下不良的地質情況或者沒有針對這些不良地質情況采取有效措施，還可能因為在地基建設過程中施工不當等原因，都可能造成地基發生不均勻沉降。

4、建成后使用過程中的意外因素。建筑物建設完成后，因為地基中大量的漏水會導致地基的局部沉降；在地面臨時退房大量的物資，會突然增加局部載荷也有可能造成局部地基沉降。另外，臨近建造的新的建筑物業會造成原來建筑物的不均勻沉降。

5、地基安全儲備面積的不同。在建筑物前期的設計過程中，設計者會針對地面設計計算各部分地基的承載情況，設計者除了會保證載荷較大部分的地基設計，還會在載荷較小部分預留一定的承載量，而這種設計也會導致由于地面載荷與地基設計不符而發生不均勻沉降。

二、高層建筑的沉降測量技術

由于高層建筑地基載荷比較大，沉降現象比較顯著，對高層建筑的安全建設與使用有重要影響，所以對高層建筑而言，沉降測量要求更高。下面就沉降測量技術的基本應用過程進行介紹。目前，沉降測量技術主要分成以下五步來完成：

1、沉降觀測點的標志。在設立建筑物沉降點的時候需要根據建筑物的特征采用相應的標志，并且沉降觀測點的標志要盡量做到以下三點要求：（1）牢固性。要保證在長期的觀測過程中，此標志都能夠很好的反映觀測點的位置，不能隨意變動。（2）美觀性。要根據建筑物本身的風格、材料以及建筑物在建設過程中以后建成后的實際情況來布設沉降觀測點的標志，盡可能不影響建筑物的美觀。（3）隱蔽性。建筑物沉降測量點的布設應該盡可能隱蔽，防止在建設過程中被有意或無意的破壞、移位等。

2、布設測量的基準點。沉降觀測點的布設，必須在整個工程建設過程中保持穩定，并且能夠全面的體現出建筑物地基的沉降特點。在確定沉降觀測點的時候，一般都要綜合考慮建筑物工程結構以及實際的地質情況，要盡可能的避開電氣設施、暖水管道等有礙觀測的設施。在高層建筑沉降測量中一般至少要設立三個觀測點，并且這些觀測點要在建筑物周圍50～100m的范圍以內。為了使這些觀測點具有永久的使用性能，觀測點最好設立在穩定性好的地方，比如墻角以及埋石點等。

3、觀測的過程。在基準點埋設二十天以后就進行參考網的測量，為了確定基準點是否穩定，還要不定期的對其進行觀測。一個非常重要的技術問題就是在處理建筑物變形數據的時候需要對網中點的穩定性進行檢查。此時可以對變形數據進行穩定點群的篩選，目前主流的篩選方法有Delft法、Karlstuhe法、Hannover法等。此外，還可以采用先進的GPS定位儀來進行建筑物沉降量觀測，這種方法簡單易行。此方法具體的觀測過程可以總結如下：假定建筑物選定了三個基準點A、B、C。其中A、B兩點的穩定性比較好，C點在后期的發生了下沉，此時就能夠以A點來作為水準點和基準點。在下一層的澆筑完成之后，再在建筑物上埋設觀測點，以A點為基準點，觀測建筑物的沉降情況，一定要考慮到比較小的變形還有施工的因素。按照相關部門的規定，建筑物沉降觀測的周期需要在施工的后期做出一定程度的調整，并沉降測量工作一直要持續到建筑主體完工以及住戶入住以后。

4、資料的整理以及分析。在每一階段的沉降觀測結束之后，都需要及時的整理測量所得數據，并且通過平差計算，各個基準點相對高程計算以及此階段平均沉降量的計算等，對建筑物的變形情況進行預測分析。分析結束以后，要輸出此階段建筑物沉降觀測結構表、P-T-S曲線圖、各個觀測階段的沉降展開圖、建筑物的沉降曲線圖以及此階段沉降分析報告。在整個整理分析沉降數據的過程中，如果發現存在異常的沉降情況，就要及時通知相關部門，采取有效措施加以應對。

三、高層建筑中沉降測量需要注意的幾種情況

為了盡可能的保證觀測的可靠性與真實性，應該對觀測點進行組網觀測，也就是說要形成觀測條件較多的復合網。一般在開始觀測的時候，應該對各個觀測點觀測兩次，以保證初期觀測結果的準確性。如果在觀測過程中，發生某些觀測點存在異常情況，應該對這些點進行重點觀測，并且要詳細調查異常原因，做出詳細記錄。在建筑物建設過程中，由于建設環境的影響，觀測條件相對較差，對觀測應該實行更加嚴格的等級控制，具體可以分成下面幾種情況：

（1）為了形成能夠與基準點聯測，并且能夠通過計算得到各個水準點高程的水準點控制網，需要在震動位置、地面沉降以及工程開挖區域以外再另行布設埋深滿足二等水準測量要求（>1.5m）的水準點。

（2）由于高層建筑沉降觀測的要求，需要在建筑物周圍100m的范圍內，至少布設三個水準點，并且各個水準點要能夠構成一個閉合的檢校圖形，在一個水準點架設的測量儀器要能夠后視觀測到兩個或者兩個以上的水準點。

（3）由于強度較大的工程建設可能會對觀測結果產生很大的影響，為了保證觀測結果的準確性，觀測人員與施工人員之間要保持良好的溝通，掌握工程進度，在施工期間合理安排測量。

（4）有的建筑物外側表面要鋪設特殊材料的保護層，對于此類建筑物要分建設過程中和工程結束以后兩種情況來合理布設沉降觀測點，以保證能夠連續的進行觀測。

結束語

城市化建設的快速推進，使得城市的高層建筑也越來越多，在高層建筑的實際建筑過程中，隨著工程不斷推進，建筑體載荷也在不斷的增加，導致建筑體普遍存在沉降現象。為了保證高層建筑的安全建設與后期的安全使用，在施工過程中就必須對沉降量進行觀測，以此來反映建筑物的變形情況。

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