沉降監測技術在超高層建筑施工中的應用

摘 要：城市建設的加快，超高層建筑在城市建設中不斷涌現。由于建筑物所處的地理位置和外在條件，對基礎和結構有著不同的設計要求。在超高層建筑物施工過程中應用沉降觀測加強過程監控，指導合理的施工工序，預防在施工過程中出現不均勻沉降，及時反饋信息為勘察設計施工部門提供詳盡的一手資料，避免因沉降原因造成建筑物主體結構的破壞或產生影響結構使用功能的裂縫，造成巨大的經濟損失。根據本人在超高層建筑施工過程中沉降觀測的應用，在此對超高層建筑施工過程中沉降觀測工作淺談之見，重點探討了沉降監測精度、周期、施測及內業成果整理。

關鍵詞：超高層 沉降監測 建筑施工

中圖分類號：TU974 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）10（b）-0000-00

1 沉降觀測內容、精度、周期的基本要求

1.1 沉降觀測的內容

對于基礎和建筑物而言，主要觀測的內容是沉降觀測，并計算沉降量、平均沉降。若為不均勻沉降則要計算相對傾斜。設建筑物觀測點在起始觀測周期的高程為H0，本次觀測周期的高程為Hi，該點的絕對沉降

整個建筑物或其中一部分，其平均沉降δ均可以用建筑物上n個點絕對沉降之和的算術平均值來表示

均=

有時還須指出建筑物的最大沉降δmax和最小沉降δmin的點。

兩個點（i，j）或（m，n）者兩個周期的沉降差

△δi j=δi-δj

△δm n =δm-δn

建筑物的的基礎土壤或建筑體本身的厚度為Z時，其固節變形△δz可根據埋設在基礎上下兩層變形觀測點上的沉降差來確定

△δz=δ上層-δ下層

建筑物的傾斜是由固定在建筑物某一軸線兩端的i，j點的沉降差來確定，建筑物的穩定性最常見的是計算相距L的i，j的傾斜，即相對傾斜α

。

1.2 選擇觀測精度的等級

工業與民用建筑物，規定其相鄰柱基的差異沉降為0.002L，此處的L為相鄰柱基中心之間的距離，則沉降觀測的允許值為

δ允=0.002L

為了確定建筑物的安全，則觀測中誤差應為允許變形1/10—1/20。

1.3 觀測周期確定

變形觀測的間隔時間即為觀測周期，由于要在一定的時期內完成一個周期的測量工作。根據作業量和參與人數，一個周期可以從幾個小時到幾天，觀測的速度盡可能快，避免在觀測期間某些標志產生一定的位移。觀測周期與各工程的大小、測點所在位置的重要性、觀測目的以及觀測一次所需時間的長短有關，也有按荷載階段來確定周期。

不同的情況對觀測周期有不同的要求，一般觀測周期的決定方法有以下幾種：

a、依荷載視施工的進度而定。b、依沉降速度而定（反映2-2mm）。c、由上一次的沉降速率估算下一次的觀測時間。（只有當沉降量大于測量誤差的2倍以上復測才有意義）。

2 水準點的布設

1、基準點的布設：在建筑物周圍穩定地方布設3個基準點，能構成相互檢核，埋設符合選用觀測等級水準測量的要求。

2、觀測點的布設：應以能全面反映建筑物地基變形特征并結合地質情況及建筑物結構特點確定，且便于觀測的位置，符合相關規定的要求。點位布置主要在以下位置：（1） 建筑物的四角、大轉角處；（2） 建筑物外墻每隔10-15m處；（3） 每隔2-3根柱基上；（4） 高低建筑物、縱橫墻交接處；（5） 建筑物沉降縫、伸縮縫兩側；（6） 建筑物不同結構的分界處。

3 外業觀側的實施

首次觀測前要對所用儀器的各項指標進行檢測校正，必要時經計量單位予以鑒定。在觀測過程中，操作人員對儀器的操作方法與觀測程序要熟悉、正確；做到要相互配合，工作協調一致，認真仔細，做到步步有校核。沉降觀測的自始至終要遵循“五定”原則：所謂“五定”，即通常所說的沉降觀測路線、沉降觀測方法、 同一儀器設備、固定觀測人員、觀測環境和條件基本一致。

根據建筑物的特性和建設、設計要求，按照上述公式選擇沉降觀測精度的等級，一般性的高層建構筑物施工過程中，采用二等水準測量的觀測方法就能滿足沉降觀測的要求。

各項觀測指標要求如下：（1）往返較差 、附和或環線閉合差： △h=∑a-∑b≤1.0 ，表示測站數。（2）前后視距 ： ≤30m。（3）前后視距差 ： ≤1.0m。（4）前后視距累積差 ≤3.0m。（5）基輔分劃（黑紅面）讀數之差 ： ≤0.3mm。（6）基輔分劃（黑紅面）所測高差之差 ： ≤0.5mm。（7）沉降觀測點相對于后視點的高差容差 ：≤1.0mm。（8）水準儀的精度不低于N2級別。

4 內業成果整理

1、將各次觀測記錄整理檢查無誤后，進行平差計算，求出各次每個觀測點的高程值。從而確定出沉降量。2、根據各觀測周期平差計算的沉降量，列統計表，進行匯總。

3、繪制各觀測點的下沉曲線，首先建立下沉曲線坐標，橫坐標為時間坐標，縱坐標上半部為荷載值，下半部為各沉降觀測周期的沉降量。將統計表中各觀測點對應的觀測周期所測得沉降量畫于坐標中，并將相應的荷載值也畫于坐標中，連線，就得到對應于荷載值的沉降曲線。4、根據沉降量統計表和沉降曲線圖，我們可以預測建筑物的沉降趨勢，將建筑物的沉降情況及時的反饋到有關主管部門，正確地指導施工。特別座在沉陷性較大的地基上重要建筑物的不均勻沉降的觀測顯得更為重要。5、利用沉降曲線還可計算出因地基不均勻沉降引起的建筑物傾斜度6、對沉降觀測的成果分析，我們還可以找出同一地區類似結構形式建筑物影響其沉降的主要因素，指導施工單位編好施工組織設計正確指導施工大有裨益，同樣也為勘察設計單位提供寶貴的一手資料，設計出更完善的施工圖紙。

5 結束語

在超高層建筑沉降監測中，精度、施測方法、內業數據處理能準確反映建筑物沉降，周期能及時反映建筑物沉降情況。因此，建筑物沉降觀測中觀測精度、觀測周期、施測方法、內業數據處理是必須重視的環節，才能及時反饋信息為設計、施工提供詳盡的一手資料，避免因沉降原因造成建筑物主體結構的破壞或產生影響，建筑物沉降監測是必要的和重要的。

參考文獻

[1] 李青岳《工程測量學》 測繪出版社

[2] 孔祥元《控制測量學》武漢大學出版社

[3] 《建筑變形測量規程》JGJ/T8-97；