高層建筑的變形測量研究

鄧青春

[摘 要]本文以四川省通江縣“諾水云天”為例，對高層建筑進行沉降觀測。在科學合理布設變形觀測點的基礎上，采用閉合水準測量方法數據采集，再對數據進行平差計算與比較，得到了該高層建筑的沉降情況。觀測結果有力的保障本建筑的施工、營運及周邊建筑安全。

[關鍵詞]高層建筑；沉降觀測；諾水云天

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2015.10.107

[中圖分類號]TU196.1 [文獻標識碼]A [文章編號]1673-0194（2015）10-0-01

高層建筑由于各種因素的影響，在工程建筑物及其設備的運營過程中，會發生變形。這種變形如果超過了規定的限度，就會影響建筑物的正常使用，嚴重時還會危及建筑物的安全。因此，在工程建筑物的施工和運營期間，必須對它們進行變形觀測。“諾水云天”位于四川省通江縣縣城中心地段，南臨紅軍廣場，西靠鐘鼓樓，東接通江中學，北面與二完小相對，項目區地勢呈梯級，定位為高檔景觀電梯住宅，共29層。該項目的建成將對周邊區域景觀環境及城市面貌起到重要作用。

1 變形觀測方法

1.1 變形觀測方法

建筑物變形觀測包括沉降觀測、傾斜觀測（垂直度觀測）、位移觀測、裂縫觀測四類。結合項目周圍地形和現實條件情況，本次對“諾水云天”周邊房屋進行的是沉降觀測，即測出建筑物或基礎上的觀測點，因時間推移或地基變化所引起的高程差異，比較不同周期的觀測值即得沉降量。

沉降觀測方法首先按建筑場地地形、地質條件和對變形觀測的精度要求，合理布設變形控制網點。在建筑物附近比較穩固的位置埋設工作基點，直接用以測定建筑物上的觀測點的位移，盡可能在變形影響以外的穩固位置埋設基準點（檢查點），用以檢核工作基點本身的穩固性。工作基點與基準點一般都組成網形，用精密水準測量的方法來施測和檢驗。高程變化值的測定通常用精密水準方法，也可用液體靜力水準儀、氣泡傾斜儀、電子水準器等進行測量。

1.2 變形觀測點的布設

在建筑物的4角點、中點、轉角處等能反映變形特征和變形明顯的部位布設沉降觀測點；對設有后澆帶及施工縫的建筑物，還在其兩側布設沉降觀測點；對新建建筑物與原有建筑物的連接處，在其兩側的承重墻或支柱上布設沉降觀測點。按照相關規定，每個工程應當在施工作業范圍外至少埋設3個水準點，并確保其不受施工影響。在進行沉降觀測前，須檢驗水準點的穩定性，只有穩定的水準點方可作為沉降觀測的基準點。對“諾水云天”，經過實地考察，結合該區域的周邊建筑環境設置了6個基準點，24個觀測點。

2 觀測數據采集與處理

2.1 數據采集

采用閉合水準測量方法，已知6個基準點，首先需要對這6個點進行平差觀測，同時保證在施工過程中不會受沉降或位移的影響，然后得出相應每個基準點的數據，觀測計算使用。

觀測時將水準儀架設在基準點1號點，后視水準基點6號點，接著依次前視基準1號點周圍各沉降觀測點，如G10、G11、G12、G13、G14、G15等，最后再次后視水準基點6號點，兩次后視讀數之差不應超過±1mm，同時記錄兩次數據。觀測時，將水準儀架設在基準點2號點，后視水準基點1號點，依次前視基準2號點周圍各沉降觀測點，同樣，再次后視水準基點1號點，2次后視讀數之差不應超過±1mm，記錄兩次數據。依次進行觀測，最后，架設水準儀在6號基準點，后視1號基準點，形成閉合路線。將采集到的數據利用軟件進行平差，然后處理。

2.2 數據處理

對“諾水云天”進行了4次觀測，觀測數據初步處理后，運用“青華山維”軟件進行平差處理。首先，第一次觀測先測基準點的閉合導線，然后任意假設基點1的高程為300m，再根據測量出的各基點的相對高差計算出其余3個基點在施工前的初始高程，以便與以后的數據進行比較。其次，計算出觀測點的高程，觀測點的高差，在以后的每一次觀測后都計算出觀測點的高程和高差，并且將前后的觀測計算結果進行校差。每次觀測后都要將成果上交到“諾水云天”的工程部，包括觀測記錄表、計算成果表、校差表，并以此為監測依據，防范安全事故的發生。

3 觀測結果與原因分析

通過比較可以看出，在施工過程中，周邊房屋都有沉降變化。第一、第二次較差數據反映出第25號觀測點下降幅度最大，該點也是距離施工區最近的點之一，其次是第13、14、15、18號觀測點，它們也分別臨近施工區，受施工的影響比其余各點都要大。第二、第三次數據比較來看，除第25號點下降較大外，各點都是穩定的沉降變化。第四次測量數據與前幾次比較有明顯的變化，特別是第一、第四次數據較差，多個觀測點下降幅度都較大，尤其是距離施工區較近的觀測點。從校差觀測成果資料來看，沉降幅度是隨著基坑的不斷開挖而不斷增加的，特別是靠施工區最近的二完小沉降最大，在實地也看到地面裂縫越來越寬，墻體有多處明顯的裂痕。

引起建筑物變形的原因主要是自然條件及其變化，即建筑物地基的工程地質條件、水文地質條件、土壤的物理性質、大氣溫度等因素引起建筑物變形。由于基礎的地質條件在施工中地基挖深，抽取地下水的同時對周邊房屋的影響進一步加大。其次是周邊的建筑環境，從觀測點平面布置圖上也可以看出，該地段房屋建筑已經很密集，街道狹窄，施工區與周邊建筑的最近距離不到50cm，這存在很大的安全隱患。

主要參考文獻

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