高層建筑沉降觀測相關問題

龔開正

（中國建筑第七工程局有限公司，河南鄭州 450000）

0 引言

在城市高層建筑數量不斷增加的背景下，人們越來越重視高層建筑的安全質量問題。為了保證高層建筑工程施工的安全性，變形觀測技術在其發揮著重要的作用，不僅可以為工程施工提供安全的環境，并且可以提高高層建筑整體的穩定性，有效避免高層建筑出現傾斜或者裂縫的情況。通過沉降觀測，可以為工程的施工質量提供保障，為地基基礎設計質量的評估提供借鑒依據，并且在建筑施工的過程中，負荷力不斷增加，地基的附加壓力也會隨著提高，進而反映出豎向壓縮變形沉降穩定的變化情況。因此，沉降觀測在高層建筑施工中發揮著至關重要的作用。

1 建筑物變形觀測概述

1.1 建筑物變形觀測的背景

在建筑變性觀測中，其含義是在完成建筑工程項目施工之后，以人們對建筑物施工安全的要求為基礎，針對某個建筑物的變形情況進行測量。通過研究測量結構，可以直觀反映出建筑物的使用情況，建筑物變形觀測的準確性與企業對建筑變形情況的判斷有著直接的關系。因此，企業要深入了解并掌握建筑變形觀測技術，研究變形觀測所存在的問題，有效防止由于測量數據的不準確而導致存在建筑物的安全質量問題。

1.2 沉降觀測原理

沉降觀測又被稱作為沉陷觀測，在建筑物變形觀測中得到了廣泛應用，是指利用持續的垂直位移對所設置的觀測點進行觀測，根據分階段工程的特點，獲取出沉降觀測的成果，并以此作為依據，對工程實施的可靠程度進行判斷和驗證，同時還可以對建筑物的傾斜及水平構件進行計算。在建筑工程完成竣工工作，建成運營一段時間之后，就會很容易出現沉降的現象，在超過一定數值之后，就會威脅建筑物整體的安全性。

1.3 建筑物變形觀測方法

變形是設計的變化，其在空間和時間上的位置是由一定因素決定的，影響建筑物變形的因素一般包括自然環境和地質條件。建筑設計的觀測方法有多種，如降水觀測、邊坡觀測、邊坡觀測、裂縫觀測等，本文介紹了沉降觀測和降水觀測。沉降觀測應比較建筑物觀測點的位置數據，建筑物的一部分作為觀測點。降水監測與高層建筑觀測進行了對比。高層建筑外部產生水平和垂直等方向的變形，通過監測建筑物的沉降可以有效地監測建筑物的豎向變形。傾斜觀測是研究一些與觀測整個建筑物的空間變形和變形有關的問題，它經常用于變形監測：水準測量、GPS、自動測量和數字攝影測量。高空建筑物變形觀測最常用的方法是水準儀，通過觀測點的降水量，可以精確測量高聳建筑物和控制點的高度，其周期性的高程變化是高層建筑變形的依據。水準測量方法對高層建筑的變形類型非常敏感，可以滿足不同觀測條件和不同精度的需要。

2 進行沉降觀測需要注意的問題

觀測時應注意以下幾點：

①在施工過程中，設置并安好觀測標志之后，就可以實施觀測工作，可在建筑物封閉部分進行觀測。每增加一層（包括地下部分）至少要觀測1～2 次；②完成建筑施工竣工后，根據計算出的營業額確定計算周期，一般在第一年的1～3 個月內觀測1 次，每年至少觀測5 次，然后每年觀測2～3 次，直到沉降數值處于穩定狀態為止；6 個月內的沉降總穩定值小于S～2mm。在特殊情況下，如遇突發性強降雨或嚴重裂縫，觀測期應相應延長；③觀測時間要按照地基土層進行確定。砂土地基的觀測時間為2 年，粘性土地基的觀測時間為5 年，軟土地基的觀測時間為5 年以上；④在觀測過程中，應避免嚴重天氣氣候變化，觀測距離不能超過25～30m，確保觀測結果滿足精度要求。

3 觀測的實施步驟

3.1 建立水準控制網

在對高層建筑物進行沉降監測時，為了滿足重復精密水準測量要求就需要建立相應的水準測量控制網，并確?？刂凭W具有較高的精準度。首先，需要在建筑外圍布設一條水準環路線，為了對各監測點高程和水準進行精密測定，還需要在水準環中固定適量的基準點，其次，可以通過處理外業數據來獲得各水準點和沉降點的最可靠值。在對沉降進行監測之前，需要按照三級布點要求來對沉降監測點、工作基點和基準點進行布置，而且這樣布置可以有效降低區域性對地面沉降所產生的影響。如果監測地點的建筑物比較少，可以按照單一層次進行布網，將基準點和位于建筑物上的觀測點連接為一個統一的基準控制網，如果檢測地點的建筑物比較多而且比較分散，則需要將基準點、工作基點和需要連測的觀測點按照兩個層次進行布置。

表1 4# 樓A 單元戶型監測點各次觀測累計沉降量

3.2 確定觀測路線

在選擇沉降觀測點具體位置時，先要了解所要監測建筑物的工藝構造、空間布局和施工設備等，然后按照水準基準控制網并結合設計圖紙中對沉降監測點和埋設沉降觀測點的布置要求來進行沉降觀測點布置。除此之外，還要對水準基準點和沉降觀測點之間的路線進行規劃和測量，等到測量結束后還要將水準基點進行編號，并對沉降點進行一一編號，為了給下一次測量提供便利，還需要對測站點和轉折點進行特殊標記，通過這種方法建立的觀測路線具有較高的完整性和平穩性。

3.3 進行沉降觀測

第一次觀測可以將位于建筑物縱橫線上的穩定沉降點作為觀測點，通常情況下，以后各次沉降觀測都可以將首次沉降觀測使用的高程作為參考基準，為了確保檢測精度的準確性，需要對同期兩次的觀測結果進行分析處理。閉合水準線路對觀測精度有著較高要求，如果最終獲取的閉合水準線路閉合差在容許值50%范圍內，那么這個閉合差存在的誤差就是在測量規范要求允許范圍內。

4 沉降觀測數據處理

案列說明：

4#樓A 單元戶型數據處理

各周期監測后即進行數據平處理。本項目觀測過程中確知基準點穩定，平差方式為固定點平差，處理后當期數據單位權中誤差和各點位中誤差均在設計規定之內時，監測成果是合格的。否則，應該檢查、分析原因，及時實施補測或重測，如表1 所示。

5 數據分析

本沉降監測項目共布設10 個監測點，沉降監測自2019-02-25—2019-08-30，一共做了七次觀察。從表1 可以看出，在第二次觀察中，有些數據是陰性的，而在第三次觀察之后，所有的數據都是陽性的。

一般原因如下：

（1）施工荷載低，地基恢復。

（2）由于初測精度較低，觀測結果誤差較大所致。

措施：如果觀察期較短，第一次觀測結果可以丟棄，第二次觀測結果可以作為第一次觀測結果使用。為了避免這種現象的發生，應在首次觀測時提高測量精度。每個觀測點的首次測量應在同一時期的兩個觀測周期后確定，并以觀測結果的平均值作為變形測量的起始值，以保證第一次觀測結果的可靠性。

建筑物本身的負荷小而穩定。如果建筑物靠近其他大型建筑物，地基就會受到干擾。在附近大型建筑物的倒塌過程中，周圍建筑物的地基受到嚴重影響。隨著地基的升高，建筑物也隨之彎曲。

6 監測預報

綜上所述，累積沉降和拆除速度的觀測數據偏低。因此，建筑物各監測點的高差處于安全區域，處于安全狀態，未達到申報報警值。在《建筑變形測量規范》（JGJ 8—2007）后，建筑物的沉降速度小于0.01～0.04mm/d，可視為已進入穩定階段，進入穩定期。

7 結束語

建筑變形監測技術的應用，促進了我國測繪企業的發展，提高了工程的安全性，也促進我國建筑業秩序的發展。為了保證觀測精度，提高測繪質量，有必要對變形監測技術進行深入研究，為變形監測提供技術支持。此外，在變形監測過程中，要選擇合適的觀測點，選擇高素質的觀測人員，科學確定觀測時間和觀測次數。