高層住宅小區沉降監測與觀測數據的綜合探討

張盛昌

（惠州市建設工程質量檢測中心　廣東惠州　516003）

建筑物出現整體性沉降現象，是指建筑物受到地下水水位的變化、地質構造不同等因素的影響在施工過程中或入住使用過程中所產生的住宅變形問題。因此，高層建筑物的整體結構的安全問題值得考量，有必要通過觀測和分析沉降數據，將建筑基礎變形因素，施工誤差等因素考慮在內，同時科學利用各種現代化的沉降監測技術，對建筑物的沉降趨勢進行研究。

1　工程概況

在建的層高統一為17層的住宅小區，建設項目共3棟，各棟住宅間相互獨立，分別設為1#，2#，3#號樓。因為可能會對地下水位產生影響是在該住宅小區施工前接到的提示。所以進行了現場勘探并查閱了相關資料，在1#、2#、3#號樓同時開啟了沉降監測，為使得地下水位變化不會影響到小區高層建筑。假設高程水準基點，將獨立的高程系統導入到監測項目，按照相對高程基準核算出監測點沉降位移。

2　高層建筑物沉降監測方案的分析

2.1　監測沉降的時間安排

進行監測的首次數據很重要，要從住宅施工第1層進行，并由兩次獨立監測值的平均值產生。時間變動問題是沉降監測過程有可能出現的，測量方要做好時間調整后的監測工作，前提是高層住宅項目的業主方要提前通知測量方。后面進行沉降監測時間安排為：建筑物增加2層就要觀測1次，待總工期結束后連續觀測1年每3個月觀測1次。竣工后第2年變為6個月觀測1次[1]。

2.2　沉降監測點的布置

根據原有的實踐經驗得出，開展沉降監測工作首先要選準觀測點。布置觀測點進行監測高層住宅小區的沉降情況要在觀測數據容易反饋的區域內。從本住宅小區的施工過程來看，需要在小區地面代表性區域內和建筑物的承重結構布置沉降觀測點。監測工作原則要保持從整體到局部，埋設于柱體或地面內的目標點，同時要求觀測點頂部高出標識面≥5.0mm的高度，標識觀測點要用金屬水準進行標志，從整體上保證所布置的各監測點對建筑結構沉降特性能夠整體上得到控制。

2.3　沉降監測施工程序簡析

①在監測前要由專業人員負責檢查與核對測量所使用儀器的精準性，并依據二等水準測量標準實施沉降監測工作，同時要遵照相關標準與規范要求確定測量誤差的范圍。②要在沉降監測工作開展前先引用高程系統獨立進行兩次觀測基準點的工作，還要對整個監測方案的穩定性做一個評估，保證監測設備運行正常；需要注意的是在高層建筑物施工區比較安全穩固的地方埋設三個基準點，進行基準點設置開展監測工作，并派沉降監測人員進行分析研究前期監測所得出的勘察數據和資料。③將之前所取得的基準點觀測數值引入沉降監測中，依據建筑設計院所設計的圖紙在1#、2#、3#號樓承重樓柱上設置24個沉降觀測點，并且以城市測量規范為標準對24個觀測點進行沉降監測工作。④對建筑物的沉降監測結束后，將監測沉降的成果表、沉降監測點的設置圖、監測時長一載重一沉降曲線分布圖等沉降監測過程中所得出的相關數據資料進行統一分析、整理，以指導實踐。

3　高層建筑物沉降監測

3.1　確定監測精度

對于精度要求是依據變形監測目的設立的：①目的在于研究變形過程的監測，觀測過程的誤差要求小于容許變形值；②為衡量高層建筑物的安全而監測的，則觀測結果的誤差要求小于容許變形值的1/10～1/20。使用如下運算公式進行沉降點觀測精度的估算式，將Δ設為容許變形值；設置信區間內最大誤差與中誤差之比為t；安全系數為K。按照上述要求，估算時經常預設數值t=2，K＝0.05。確定建筑物變形觀測精度，還要結合高層住宅小區實際情況，引入“監測過程可以實現的精度最高值”。要確定高層住宅小區沉降觀測精度，通過參考以上資料與方法得出沉降點中誤差m≤±1mm高程中為最弱點，要依據國家Ⅰ等水準測量基準網的技術要求進行觀測[2]。

3.2　儀器選用和監測方法

①監測時要由專人負責，保障每次相同線路的監測都固定觀測人和儀器。基準點設置依據國家Ⅰ等水準測量的技術標準，監測點依照Ⅱ等水準測量技術要求。②監測要求使用精密水準儀—蔡司Ni004水準尺為配套銦鋼。

3.3　監測結果的分析

首先需要檢驗儀器設備保障其準確性，具體是通過監測人員對沉降監測現場的所有儀器設備功能和精確度實行校驗。同時，在建筑物使用過程中的監測通過固定時間開展聯合監測，采用沉降水準測量法，從起始點出發、閉合返回起始點的閉合沉降水準環線，配置固定的專業人員和監測儀器，同時聯測環節只有當所埋設基準點埋設時間在5d以上到了凝固狀態后方可開展，保證基準點滿足監測要求。

4　高層建筑物沉降監測數據的整合分析

采用閉合沉降水準環線施行水準測量時，內業平差計算要求遵循整體工程測量規范壓球。依據水準測量數值，在2014年7月30日就該測區主體建筑第17層共設置的24個監測點進行了第十次測量，每個監測點都得出一次監測數據。第1層主體建筑承重結構的50～60cm就是沉降觀測點的位置所在。因為本高層住宅小區的監測項目沉降觀測范圍比較小，所以在整合分析監測數據時，因重力不正常導致的矯正作業和因水平面不平導致的修正作業是可以省略的。觀察圖2所反映的沉降監測：C1～C10沉降量大，而且增加緩慢，C11～C13沉降量是趨于穩定同時有下降的趨勢。繪制沉降觀測點成果表是通過觀察現場設置的各個沉降監測點的高程變化，通過分析數據得出。如圖1所示，通過綜合整理以第13層為例沉降監測數據得出該高層建筑物的等沉降曲線圖，其中C11點-2.95mm為沉降量最大值，C1點-1.31mm是沉降量的最小值。由圖1可知，所監測的高層住宅小區，其建筑物的主體結構是趨于穩定的。

5　結束語

綜上所述，要對建筑物的沉降情況準確分析并就其沉降趨勢進行預測，需要整理加工對高層住宅小區進行監測所得出的數據資料。本文通過觀測高層建筑物在沉降程度方面的表現，對高層建筑物沉降變形情況進行監測，進而對高層建筑物的穩定性和安全性給予更加準確的分析。對建筑物施工過程中和竣工使用中出現沉降現象方可實施有效的防范措施，降低危險事故發生幾率。

圖1　第13層等沉降曲線示意圖