高層建筑施工中沉降觀測(cè)技術(shù)要點(diǎn)

張彩萍

(中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心山西總隊(duì) 030031)

大型的工程建筑物日漸增多，無(wú)疑會(huì)對(duì)原有的地表形態(tài)產(chǎn)生一定的影響，并且對(duì)建筑物的地基也會(huì)產(chǎn)生很大的壓力，這些因素的存在，就必然會(huì)導(dǎo)致高層建筑地基的不穩(wěn)定和周圍地層結(jié)構(gòu)的變形，為了保證建筑物擁有正常的使用壽命和一定的安全性，就不得不對(duì)其實(shí)行沉降觀測(cè)，通過(guò)沉降觀測(cè)系數(shù)分析匯總，一方面施工人員可以清晰的知道建筑物下面的圖層結(jié)構(gòu)和地質(zhì)風(fēng)貌，可以及時(shí)的觀測(cè)出大樓的安全性，另一方面也為以后的勘察設(shè)計(jì)提供了可靠的參考資料和相應(yīng)的沉降參數(shù)，從而確保以后建筑的安全和穩(wěn)定性。

1 沉降觀測(cè)技術(shù)定義

沉降觀測(cè)，從其字面意思上來(lái)理解，即是指對(duì)建筑物沉降指數(shù)的記錄，在《建筑學(xué)》一書中這樣說(shuō)道，沉降觀測(cè)是指通過(guò)對(duì)高層建筑的沉降指數(shù)的觀測(cè)，記錄和分析，來(lái)為施工單位和有關(guān)部門提供一種可依據(jù)的數(shù)據(jù)參考，從而來(lái)保證大樓的整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，確保施工安全的一種觀測(cè)技術(shù)。現(xiàn)行的建筑標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，高層建筑物，高聳構(gòu)筑物，以及重要的古代建筑遺址等都需要進(jìn)行沉降觀測(cè)，尤其是在高層建筑物施工的過(guò)程當(dāng)中， 更應(yīng)該加強(qiáng)沉降系數(shù)觀測(cè)，對(duì)施工過(guò)程的整體沉降系數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，指導(dǎo)施工單位進(jìn)行合理的施工，從而對(duì)施工過(guò)程中出現(xiàn)的不均勻沉降等現(xiàn)象，能夠及時(shí)的采取處理措施，為勘察設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)確的資料，避免因建筑物的沉降造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

2 高層建筑施工中沉降變形現(xiàn)象的引發(fā)因素

在國(guó)內(nèi)現(xiàn)階段的高層建筑施工中，沉降將變形現(xiàn)象較為普遍，是施工中應(yīng)重點(diǎn)控制的技術(shù)和質(zhì)量問(wèn)題之一。從專業(yè)技術(shù)的角度進(jìn)行分析，引發(fā)高層建筑沉降變形的因素主要有內(nèi)部因素和外部因素兩種，其具有不同的特征，只有對(duì)兩者引發(fā)的沉降變形進(jìn)行具體的分析，才能制定和應(yīng)用行之有效的沉降觀測(cè)技術(shù)方案。

1.1 合理變形

合理變形是高層建筑自身的構(gòu)造形態(tài)設(shè)計(jì)不合理，導(dǎo)致荷載分布的不均性，進(jìn)而形成不同程度的沉降變形現(xiàn)象，但是此類沉降變形一般小于設(shè)計(jì)方案中的允許變形值，無(wú)需進(jìn)行任何技術(shù)處理和調(diào)整，隨著時(shí)間的推移會(huì)逐漸趨于穩(wěn)定。

1.2 施工誤差變形

施工誤差引發(fā)的高層建筑沉降變形則也施工操作的不規(guī)范性有著密切的聯(lián)系，由于施工中部分工藝和技術(shù)參數(shù)的誤差，導(dǎo)致建筑出現(xiàn)局部或大范圍的沉降變形，對(duì)于建筑的安全性能造成極大的危害。

1.3 基礎(chǔ)形變

高層建筑在施工的工程中都要掩埋很深的地基，地基的作用能夠在一定程度上減少建筑物的沉降系數(shù)，然而由于地質(zhì)結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性以及地下巖石活動(dòng)等一些列的不可抗力因素都會(huì)導(dǎo)致建筑物出現(xiàn)較為明顯的沉降，從而破壞高層建筑的整體結(jié)構(gòu)，使其處于不穩(wěn)定的狀態(tài)，為生產(chǎn)建設(shè)帶來(lái)極為不安全的因素，在整個(gè)施工過(guò)程中對(duì)整棟建筑進(jìn)行實(shí)時(shí)的沉降觀測(cè)，不僅能夠降低這些風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生，還能夠指導(dǎo)施工單位進(jìn)行科學(xué)的建筑規(guī)劃，從而確保高層建筑的穩(wěn)定性。

2 高層建筑施工中沉降觀測(cè)技術(shù)的要點(diǎn)分析

2.1 沉降觀測(cè)基點(diǎn)和參考點(diǎn)的分析

高層建筑施工過(guò)程中，基礎(chǔ)部分的沉降和變形位置、形態(tài)是不斷變化的，如果始終在一個(gè)固定的地點(diǎn)進(jìn)行沉降觀測(cè)，難以全面反映建筑的實(shí)際沉降和變形情況。沉降觀測(cè)技術(shù)人員要仔細(xì)查閱和記錄項(xiàng)目所在地近幾年的相關(guān)氣候、地質(zhì)、水文資料，并且結(jié)合工程項(xiàng)目的整體建設(shè)方案，準(zhǔn)確選取不同時(shí)期最能反映項(xiàng)目所在地沉降特征的位置，而且要堅(jiān)持便于觀測(cè)的原則。一般高層建筑物周圍要布設(shè)三個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，且其而后高層建筑物的距離相距適當(dāng)?shù)木嚯x，一般以五十到一百米為宜，基點(diǎn)可以利用已經(jīng)建好的埋石點(diǎn)和建筑物墻角的參考點(diǎn)，也可以另外選取在該地區(qū)基礎(chǔ)穩(wěn)定，修建時(shí)間長(zhǎng)的建筑物上進(jìn)行基準(zhǔn)點(diǎn)的設(shè)置，如果不能滿足以上條件，可以選擇隱蔽性和通視性良好的地方進(jìn)行基點(diǎn)的掩埋，要確保其穩(wěn)定性，否則將無(wú)法使用，基點(diǎn)是建筑物沉降的參考指標(biāo)，在高層建筑的平面設(shè)計(jì)圖上繪制出觀測(cè)點(diǎn)的分布，通過(guò)各個(gè)基點(diǎn)和高層建筑之間相對(duì)位置的變化，便能夠較為清晰的指導(dǎo)建筑物的沉降高度。在工作記錄點(diǎn)和觀測(cè)點(diǎn)之間建立固定的觀測(cè)路線，保證每次的觀測(cè)均沿同一條線路進(jìn)行觀測(cè)，并且每次的觀測(cè)有同一個(gè)人進(jìn)行完成，從而以最大限度的來(lái)減少對(duì)建筑物沉降數(shù)據(jù)的測(cè)量誤差，使得數(shù)據(jù)更加的清晰準(zhǔn)確，保證工程的順利進(jìn)行。

2.2 沉降觀測(cè)周期性

在整個(gè)施工過(guò)程中，沉降的觀測(cè)應(yīng)該具有一定的周期，以及隨著高層建筑負(fù)荷的增加，來(lái)檢測(cè)其沉降的變形規(guī)律，例如建筑物的高度每增加一層就要對(duì)其進(jìn)行觀測(cè)一次，以此來(lái)繪制出建筑物的沉降高度和其自身重量因素的關(guān)系曲線，還可以按照一定的時(shí)間對(duì)建筑物的沉降進(jìn)行觀測(cè)，如以三天為一個(gè)觀測(cè)周期，以此為根據(jù)來(lái)繪制出高降高度同時(shí)間和高度的增加的雙重變化規(guī)律，將這些數(shù)據(jù)，通過(guò)計(jì)算機(jī)特有的應(yīng)用程序進(jìn)行處理，便可以對(duì)建筑物的綜合沉降規(guī)律進(jìn)行處理，從而確保工程的安全性和穩(wěn)定性。

一般建筑物的沉降穩(wěn)定周期在半年到一年等不等的周期，其周期的長(zhǎng)短和當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)結(jié)構(gòu)以及建筑物的高度和自身重量有不可分割的關(guān)系，在施工的過(guò)程中準(zhǔn)確的記錄高層建筑的沉降系數(shù)，然后繪制圖表，根據(jù)圖表走勢(shì)，對(duì)其進(jìn)行仔細(xì)的分析研究，便能偶較為準(zhǔn)確的判定建筑物的沉降周期是否進(jìn)入了穩(wěn)定期，確保其安全性。

2.3 合理確定沉降觀測(cè)精度

在我國(guó)現(xiàn)行的高層建筑施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范中，對(duì)于沉降觀測(cè)的精度做出了具體的規(guī)定，操作人員主要參照國(guó)家建筑主管部門組織頒發(fā)的《工程測(cè)量規(guī)范》（GB50026-93），并且進(jìn)行高層建筑的等級(jí)劃分。由于高層建筑用途、抗震性能、使用年限、結(jié)構(gòu)類型的不同，對(duì)于其沉降觀測(cè)的精度要求也略有差異。國(guó)內(nèi)高層建筑施工中，施工單位多是按照設(shè)計(jì)圖紙的規(guī)定進(jìn)行沉降觀測(cè)，但是有部分設(shè)計(jì)圖紙中未明確標(biāo)注出建筑沉降觀測(cè)的等級(jí)和精度要求，導(dǎo)致施工單位隨意進(jìn)行觀測(cè)精度的選擇，難以保障沉降觀測(cè)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用效果。這對(duì)上述問(wèn)題，技術(shù)人員都要認(rèn)識(shí)到沉降觀測(cè)對(duì)于建筑質(zhì)量的影響，選擇合理的沉降觀測(cè)精度，既不要造成資源的浪費(fèi)，也要盡量提升沉降觀測(cè)結(jié)果的精確性。

2.4 其他注意事項(xiàng)

嚴(yán)格按測(cè)量規(guī)范的要求施測(cè)。前后視觀測(cè)最好用同一水平尺，各次觀測(cè)必須按照固定的觀測(cè)路線進(jìn)行。沉降觀測(cè)不能在陽(yáng)光直射時(shí)進(jìn)行，要保證每個(gè)觀測(cè)環(huán)境是同一情況的，以便成像清晰、穩(wěn)定，讀數(shù)精確，可以讓上級(jí)部門隨時(shí)觀測(cè)，隨時(shí)檢核計(jì)算結(jié)果。在雨季前后要聯(lián)測(cè)，檢查水準(zhǔn)點(diǎn)的標(biāo)高是否有變動(dòng)。每次觀測(cè)的結(jié)果都應(yīng)當(dāng)向上級(jí)部門報(bào)告，當(dāng)建筑物每天(24h)連續(xù)沉降量超過(guò)1mm時(shí)，則要通知施工隊(duì)伍停工，具體的問(wèn)題還要通報(bào)有關(guān)部門及時(shí)解決。

3 結(jié)束語(yǔ)

在高層建筑工程項(xiàng)目的建設(shè)中，沉降觀測(cè)是施工環(huán)節(jié)應(yīng)用的主要技術(shù)類型之一，對(duì)于工程項(xiàng)目的施工質(zhì)量和建筑的安全性具有重要的影響。施工單位必須對(duì)于項(xiàng)目所在地的周期性沉降進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并且逐漸掌握該區(qū)域的沉降規(guī)律，及時(shí)對(duì)施工計(jì)劃和技術(shù)方案進(jìn)行調(diào)整和完善，確保高層建筑施工的順利開展和進(jìn)行。