高層施工中沉降觀測技術的應用

姚崢

摘要：隨著現代化進程的不斷加快，城市中的高層建筑數量不斷增加，由于建筑物的增加和荷載的增加，在地基和上部結構的共同作用下，建筑物可能沉降不均勻，輕的光線會導致建筑物傾斜或破裂，影響正常使用;沉重的光線會危及建筑物安全，因此，有必要觀察沉降，分析和研究沉降和變形規律，以便及時采取相應的預防措施，以確保建筑物的安全。

關鍵詞：高層建筑;施工;沉降觀測技術

對于高層建筑，在地質特征，水文條件，施工處理等因素的共同作用下，地基容易出現一定的不均勻沉降問題，如果嚴重，它將威脅到建筑物的質量，甚至可能傾斜或倒塌，因此，為避免上述情況，在施工過程中經常采用沉降觀測技術，以便及時發現隱患，并有效地進行防治，從而為提高整體性能和綜合效益奠定了基礎。

1、高層建筑施工中沉降的特征及其發展規律

1.1高層建筑施工中沉降特征

一般來說，高層建筑施工中具有以下的特征：

1.1.1高層建筑施工中特征之沉降量比較大

由于高層建筑施工中路基的重要組成部分就是粉粒以及黏粒，并且天然含水量很大，粘粒的含量也很高，一般的孔隙比是e>1.0，所以，受到負荷以后其壓縮量大，高層建筑施工路基中的沉降量遠遠超過一般的路堤沉降量。

1.1.2高層建筑施工中沉降特征之側向變形比較大

在飽和軟土受到負荷的初期，軟土中的水并不能得到及時的排除，這就使軟土的土體更加容易被側向擠出，并且會隨著水的排除而逐步排除，高層建筑施工中土體進行收縮，就促使了高層建筑施工中豎向沉降得到了進一步的發展。

1.1.3高層建筑施工中沉降特征之滲透性比較低，并且其需要的壓縮穩定時間長

由于高層建筑施工中其地基的顆粒組成主要是以粘粒為主，因此，盡管其孔隙比比較大，但是其單位空隙卻比較小，這就造成了水在其空隙中進行流動時會很困難，所以，高層建筑施工中在受到負荷后，很難將水進行迅速的排除，使其沉降發展緩慢。

1.2高層建筑施工中沉降發展規律

地基土在路堤荷載的作用之下，地基土的應力狀態發生變化，引起地基變形，最終在高層建筑施工中出現沉降現象，大量高層建筑的沉降觀測數據表明，高層建筑施工中的沉降變化已經基本經歷了高層建筑施工中的沉降，高層建筑中沉降的發展，建筑物，高層建筑和高層建筑物的沉降穩定性，建筑施工中沉降極限的過程。

1.2.1高層建筑施工中沉降發展規律之沉降發生階段

在剛剛進行加載時，測點土體處在彈性的狀態之中，高層建筑施工中軟土之中的孔隙水得不到及時的排除，由于高層建筑施工中土體的側向變形，使得高層建筑施工中的土體發生了瞬間的剪切變形，在路堤荷載作用荷載增加的最開始階段中，高層建筑施工中的沉降呈線性增加的趨勢。這也就是我們所說的高層建筑施工中沉降發展規律之沉降發生階段。

1.2.2高層建筑施工中沉降發展規律之沉降發展階段

伴隨著路堤荷載作用荷載的不斷加大以及其時間的不斷延長，軟土地基中孔隙水已經被逐漸的排出來，超靜孔隙水的壓力也逐漸的減少，高層建筑施工中土體隨著逐漸的壓密而產生了體積的壓縮和變形，進入了彈塑性這一狀態，伴隨著其彈塑性的不斷展開，測點中的高層建筑施工中沉降的速率也隨之而快速的增加，我們稱這個階段為高層建筑施工中沉降發展規律之沉降發展階段。

1.2.3高層建筑施工中沉降發展規律之沉降穩定階段

當路堤荷載的荷載不再增加時，高層建筑結構中的孔隙壓力也接近于完全消散，此時，高層建筑施工中的加固過程尚未完全完成，土壤骨架為粘性蠕變，它也開始逐漸出現，并且測量點的沉降隨著時間的不斷變化而繼續增加，但是高層建筑的沉降率逐漸變小，這就是高層建筑施工中定居發展法的所謂定居穩定階段。

1.2.4高層建筑施工中沉降發展規律之沉降極限階段

當高層建筑施工中沉降的時間以及足夠長時，高層建筑施工中的沉降量也隨之達到了極限的狀態，其沉降的速率已經降低為零，這個時候高層建筑施工中的沉降量也就是最終沉降量，這也就是高層建筑施工中沉降發展規律之沉降極限階段。

2、高層建筑施工中沉降預測技術的應用

高層建筑施工中沉降的預測技術主要被分為了兩種，一種是其利用軟土的本構模型，并且對Biot固結理論有限元分析的方法進行采用，但是，由于本構模型和高層建筑施工中的工程實際上存在著較大的差距，其預測的結果是很難讓我們滿意的，并且，軟土土體本構模型的建立還需要大量的軟土土工試驗來驗證，土工的參數確定可靠性并不是很高，所以，采用Biot固結理論有限元分析的方法是難以用于指導工程實踐的。另一類高層建筑施工中沉降的預測技術就是根據實際測量高層建筑施工中沉降的數據進行高層建筑施工中沉降與實踐發展關系的推算，從而用其來進行高層建筑施工中未來沉降量的預測，例如我們所接觸的星野法、Asaoka法以及雙曲線法等等，但是，筆者在這里想要強調的是，任何一種單一的模型預測結果都是與高層建筑施工中工程實際的結果存在著比較大的差異的。所以，在這里，筆者對高層建筑施工中沉降的發展規律進行了結合，采用變權重組合S型成長模型來對高層建筑施工中沉降發展規律以及其預測技術進行探討。

3、結語

本文中，筆者首先高層建筑施工中特征之沉降量比較大、高層建筑施工中沉降特征之側向變形比較大以及高層建筑施工中沉降特征之滲透性比較低，并且其需要的壓縮穩定時間長這三個方面對高層建筑施工中沉降特征進行了分析，接著又從高層建筑施工中沉降發展規律之沉降發生階段、高層建筑施工中沉降發展規律之沉降發展階段、高層建筑施工中沉降發展規律之沉降穩定階段以及高層建筑施工中沉降發展規律之沉降極限階段這四個方面對高層建筑施工中沉降發展規律進行了簡要的探討，最后，筆者又對高層建筑施工中沉降觀測技術的應用進行了淺談。

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（作者單位：阜陽市測繪院有限責任公司）