高層建筑沉降技術總結分析

辛剛

摘 要：經濟社會的高速發展，人們生活水平的逐漸提高，城市中的高層及超高層建筑物越來越多。為保證建（構）筑物的正常使用壽命和安全性，為施工單位提供可靠的資料及相應的沉降參數，高層建筑物沉降觀測的必要性和重要性愈加明顯，避免因沉降原因造成巨大的經濟損失。

關鍵詞：高層建筑 基準點 沉降觀測

中圖分類號：TU433 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）11（b）-0063-02

1 項目概況

筆者所在單位承接了鳳凰城小區A-1#、A-2#、A-5#、A-8#、A-9#樓沉降工程項目，筆者是主要負責人。該項目位于泰安市高新區南區，東靠鳳凰支路，西鄰主要交通干道鳳祥路，南靠鳳凰小區，北接西天門大街。為了保證建筑物在建設期間及投入使用后一段時間內的安全，也為了保證施工順利進行，擬對5座高層建筑物進行沉降監測。項目主要內容包括基準點和工作基點的布設及測量、主樓沉降觀測、數據處理及分析、檢查驗收等。

2 沉降監測基準點及觀測點的布設

2.1 基準點布設

根據該工程實際情況，基準點選在西天門大街上，總共布設4個穩固可靠的工作基點，選定其中之一點作為主點，其余作為檢核用的副點，主點和副點應有一定的距離。基準點長約10 cm的鋼樁植入在道路上，編號BM1～BM4。各基準點之間進行二等水準聯測，并構成統一的高程基準，設BM1高程為100 m，其余基準點高程根據觀測高差得出。控制網復測周期應根據點位的穩定情況確定，一般宜2～3月一次。

2.2 建筑物沉降觀測點布設

（1）建筑物四角、大轉角處及沿外墻每10～20 m處或每隔2～3根柱基上；（2）高低層建筑物、新舊建筑、縱橫墻等交接處的兩側；（3）建筑物的沉降縫兩側。

3 觀測方法與數據處理

3.1 儀器檢驗

儀器i角檢驗：在相距50 m的兩處選擇兩點并用鋼釘固定，編號A、B，在兩點的中間位置安置水準儀，用變動儀器高的方法測得A、B兩點的高差，取兩次測量高差的平均值，得兩點的高差為-0.479 30 m；在距前尺約10 m處另選一點C，安置水準儀，用變動儀器高的方法再次測得兩點的高差為-0.479 75 m，根據i角計算公式，可以得到此次沉降監測所使用的儀器i角等于1.8″，小于《建筑變形測量規范》中i角不大于15″的要求。

3.2 作業技術要求

（1）基準點觀測：視距<30 m，前后視距差<0.7 m；視線高>0.5 m；往返較差、附和或環線閉合差<±0.3，n為測站數。（2）沉降監測點觀測：視距<50 m，前后視距差<2 m；視線高>0.3 m；環線閉合差<±1.0，n為測站數。（3）為消除誤差的影響，盡量采用了“五定”的觀測方法，即沉降觀測依據的基準點、工作基點和被觀測物上的沉降觀測點，點位要穩定；所用儀器、設備要穩定；觀測人員要穩定；觀測時的環境條件基本上要一致；觀測路線、鏡位、程序和方法要固定。

4 資料分析與結論

4.1 資料分析

4.1.1基準點的穩定性分析

進行沉降觀測之前，對4個基準點進行了聯測，在沉降觀測過程中，按要求每2～3個月測量1次，共進行了4次聯測比較，4個基準點相互驗證。由第二期基準點觀測數據可知：由于基準點兩期檢測高程之差應小于±0.15（n為兩點之間聯測時的測站數），BM1、BM3、BM4基準點穩定性好，符合規范或規程的要求，可以作為沉降觀測所用的基準點；BM2基準點有所變動，BM2的高程由101.160 49 m改正為101.160 14 m，作為基準點高程。由第三期基準點觀測數據可知：BM1、BM2、BM4基準點穩定性好，符合規范或規程的要求，可以作為沉降觀測所用的基準點；BM3基準點有所變動，BM1的高程由101.752 25 m改正為101.752 40 m，作為基準點高程。最后一期觀測的基準點穩定性良好，符合規范或規程的要求，可以作為沉降觀測所用的基準點。

如表1第四期的基準點觀測數據。

4.1.2沉降觀測資料分析

為從整體上進行科學合理地分析該工程的沉降變形情況，我們對所布設的每個樓沉降觀測點的17期觀測資料，通過建筑沉降分析系統ST4.42，可以得到每個樓的V-T-S沉降曲線圖。以A-1#為例，如圖1所示。

（1）本期沉降量分析。

本期沉降量是指每期實測標高與上一期實測標高之差。以A-1#為例，通過17期沉降點觀測資料分析，各監測點的本期沉降量數值表現為“+”或“-”，總體以負值為主（即下沉）；表現為極小數值的“+”和“-”反映出觀測值所隱含的誤差情況，較大數值的“-”反映出大樓各監測點的沉降，較大數值的“+”反映大樓沉降過程中的群樁效應或地下水位的上升；根據計算各點沉降量在10 mm以內，表明大樓地基及地基處理非常好。

（2）總沉降量分析。

沉降量與荷載的關系：土是由復雜的成分組合而成的，其中包含了固態、液態、氣態3種物質，這就必然使得巖土里面存在間隙。當地基受到地面建筑物載荷時，地基開始壓縮，當然這并不會一直壓縮下沉下去。地基壓縮到一定程度時，且由于地基不可再壓縮，地基已基本穩定，下沉速度開始變慢。從圖1的V-T-S沉降曲線圖中我們可以明顯地看出各監測點的沉降量隨荷載的增加而下降，每兩層觀測一次，荷載增加快，沉降速度加快，沉降直線下降，封頂后，沉降速度變慢，下沉曲線變緩。

4.2 分析結論

該工程以A-1#樓為例，在整個觀測期內監測點最大的下降量為8.10 mm，最小的下沉量為4.64 mm，各點沉降基本均勻；其中A7點在最后4期由于破壞無法取得有效數據，但從該點破壞前的下沉速率逐漸變慢情況，說明該點不影響整體監測結果。

5 結語

沉降觀測客觀地反映了大樓隨荷載、隨時間的變化規律。根據采用國家二等水準觀測，各項技術指標滿足國家規程或規范及規范要求，用真實可靠的數據來保證高層建筑的實質性安全，不僅為社會為經濟帶來效益，更為大眾百姓的安全居住帶來長久保障。

參考文獻

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