基于 高层建筑物沉降观测及形变分析

基于 高层建筑物沉降观测及形变分析

刘志行

中国地震局第一监测中心 天津市 300180

摘要：由于城市化进程的不断加快，耕地面积日益减少，导致高层建筑物不断增多。但高层建筑物容易产生沉降，尤其是不均匀沉降。沉降轻者会使建筑物发倾斜或出现裂缝，重者则可能会引起更加严重的安全事故。因此，为了保障高层建筑物的安全，必须要在施工过程中采用有效的沉降观测技术来指导其合理施工、控制其质量水平。

关键词：高层建筑物；沉降观测；形变

1高层建筑物沉降观测基本特点

当前要想对各个区域高层建筑物实际沉降情况进行判定，要在建筑工程项目基础施工阶段设置不同沉降位置点，如果基础工程施工阶段未能布置相应沉降观测点，可以采取临时布置措施。在基础施工阶段布置不同沉降位置点，有部分技术人员会忽视沉降点周边环境布设情况。如果施工场地较为混乱，各类杂物堆放较多，会导致基础沉降点受到不同程度覆盖。此外，施工现场环境较为混乱，人员流动性较大。在基础施工过程中不同工种衔接施工中会对建筑物沉降点产生较大影响。所以综合各项因素，当前沉降观测过程中要更加技术，避免丢失相应的沉降数据。

2高层建筑物沉降形变产生原因

(1)建筑沉降形变。高层建筑物不同部位受其使用功能所致，出现荷载不均匀分布，继而产生沉降形变问题，由于实践中该类沉降形变应在可控范围内，为设计规范的允许值，因此被称为合理形变。施工过程中，随着建筑的使用用该类形变会逐步稳定，不会影响建筑结构及使用安全。(2)施工误差形变。高层建筑物施工不规范、施工工艺不达标、施工技术不过关等容易产生误差形变问题，该问题会导致高层建筑物局部出现严重形变，建筑物沉降量或沉降差变形过大，超过规范设计允许值，影响到建筑物结构及使用安全。(3)地基基础形变。高层建筑物施工过程中通常都要有很深的地基基础，较深的地基基础有助于降低沉降变形量，但是因为地基各岩土层本身的压缩变形不均匀性，导致建筑基础及上部结构产生不均匀沉降，当这种不均匀性突出，而引起的较大的不均匀沉降，也可能危及建筑物结构安全，影响建筑物的使用。故因须前期对建筑物区域的地质进行岩土工程勘察分析，通过结构设计及地基加固等措施处理地基变形产生的不均匀沉降问题。随着地基岩土的压缩，该类形变会逐步稳定。

3高层建筑物沉降观测流程分析

当前相关建筑测绘专业人员在开展建筑物沉降观测过程中要明确具体观测流程，要首先准备相应的仪器设备以及施工材料，布置不同观测基准点、工作基点、沉降点等，开展沉降观测，对不同沉降数据进行分析。对于高层建筑物建设来说，不同沉降点在实际埋设过程中要规范各项操作，避免出现人为错误。在沉降观测之前，要埋设基准点以及永久性沉降点，结合施工现场具体情况布设不同施工机电以及基础沉降点，对不同施工点进行检查。沉降观测中起始位置就是重要的基准点，在埋设过程中要提升安全性。技术人员要对项目施工现场实际情况进行分析，拟定基准点埋设数量以及具体埋设位置，基准点高程系统要与建筑物自身高程系统保持一致性。在高层建筑工程基础阶段施工建设过程中，布置基础沉降点以及各个永久性沉降点时，要对建筑物基本建设规模进行分析，结合施工区域地质条件等确定沉降点具体个数。在沉降点选取过程中要优先选取四角、承重墙、较大转角、沉降缝周边等位置中，避免在承重柱、阳台和转角位置。当前如果要在地下室位置埋设永久沉降点，可以在地面相应位置布设与沉降点相互对应的工作基点，能保障地下沉降点和基准点相关连接，作为过渡点。

4常用建筑物沉降观测各项要求

在高层建筑物沉降观测中对观测时间具有相应的时间限制要求，在首次观测中要对不同阶段进行复测，工程项目施工建设中不能补测。掌握沉降变化规律与变化情况，对观测周期进行设定，不论采取什么方式都需要在施测方案中观测周期进行判定。为了能全面反映出建筑物实际沉降情况，可以将观测点埋设在容易观测的位置。建筑物沉降监测点要纵横向对称，在建筑物周边均匀分布。不同监测点要满足各个施工阶段观测要求，能实现连续性观测。在观测之前要对不同仪器设备进行校正，在实际观测过程中，相关人员要相互配合，每个步骤都要进行校核。对建筑物基本建设特性以及设计单位要求进行分析，判定观测沉降具体等级。如果观测测绘没有较多特殊性要求，正常高层建筑物都选取二等水准测量方法，能全面满足沉降观测各项要求。

5高层建筑物沉降观测具体案例探析

5.1工程概况

某项高层建筑工程项目在设计中地上与地下建筑面积分别为15层和1层，桩体主要是应用预应力混凝土管桩，上部分施工主要是选取钢筋混凝土框架、核心筒结构。结合项目施工建设要求，要对施工图纸以及施工沉降观测要求进行分析，根据不同规范为项目设计制定规范化的沉降观测技术方案。

5.2观测和分析

首先要根据其实际的情况，对观测的精度进行确定。 在进行沉降观测的时候要采用一级的精度来进行观测。主要使用的工具是精密水准仪等设备仪器。在进行具体沉降观测工作的时候，主要每一层施工完成后，就对其沉降进行相应的观测。第二部分就是施工完成后，要在一年之内，每两个月对高层建筑进行一次观测，若在最后的观测中，发现高层建筑物的沉降速率小于0.02mm/d，那么就不需要再继续观测。此外，在进行沉降观测工作中，若是出现什么大的问题和异常情况，又或者是出现地震等突发的情况，则需要立刻向相关部门进行报告。在施工期间对建筑物进行沉降观测的时候，发现在其第二次和第四次的时候，出现了不均匀的沉降变化，而且在其的相关的观测点上表现的非常明显。但是在之后的观测之中其沉降的变化比较稳定，没有出现非常大的变化。在建筑主体工程完成后一年之内，又对建筑物进行了沉降观测，在这其中第一次出现了很大的沉降现象，而在之后的观测中，就相对的稳定了下来，在最后的一百天中进行观测的时候，其沉降的速率也是小于规定的数值的，所以该建筑物的建设是符合相关的沉降要求的。

6提高高层建筑沉降观测准确度的主要措施

第一，选购合适的观测仪器设备。要想达到这些观测要求，除了要求观测人员具备专业技术能力，建筑企业必须选购先进的观测仪器设备，确保仪器设备具有较高的观测精度。第二，定期组织全体观测人员参与专业化的教育培训活动，一方面促使他们能够充分掌握好各项观测理论知识和实践技能，另一方面是为了不断提升他们的综合素质，树立先进的工作理念。第三，建筑企业观测人员在利用沉降观测技术对建筑展开观测作业时，要结合建筑施工的具体条件，选择最为恰当的观测时间，这样能够为沉降观测结果准确性提供基础保障。

7观测中的注意事项

(1)严格按测量规范的要求施测。(2)前后视观测最好用同一水平尺。(3)各次观测必须按照固定的观测路线进行。(4)观测时要避免阳光直射，且各观测环境基本一致。(5)成像清晰、稳定时再读数。(6)随时观测，随时检核计算，观测时要—气阿成。(7)沉降观测的图示与记录要精细。完成沉降观测工作，要先绘制好沉降观测示意图，沉降观测示意图应画出建筑物的底层平面示意图，注明观测点的位置和编号，注明水准基点的位置、编号和标高及水准点与建筑物的距离。并在图上注明观测点所用材料、埋入墙体深度、离开墙体的距离。(8)沉降观测的记录应采用建设部制定的统一表格。观测的数据必须经过严格核对无误，方可记录，不得任意更改。当各观测点第一次观测时，标高相同时要如实填写，其沉降量为零。(9)在雨季前后要联测，检查水准点的标高是否有变动。(10)将各次所观测沉降情况及时反馈有关部门，当建筑物每天(24h)连续沉降量超过1mm时应停止施工，会同有关部门采取应急措施。

8结语

高层建筑虽然在很大程度上解决了城市土地资源紧缺问题，但是施工难度与一般建筑相比，要大很多，施工中遇到的问题也相对较多，尤其是高层建筑物的沉降问题。为了保障高层建筑物的安全，必须要在施工过程中采用有效的沉降观测技术来指导其合理施工、控制其质量水平。现如今城市中的高层建筑物越来越多，而鉴于高层建筑物容易发生沉降问题，所以必须要重视对其的沉降观测，认真分析数据和形变，以保障高层建筑物的质量安全。

参考文献：

[1]于军，夏二朋.高层建筑物沉降观测及形变分析[J].门窗，2017(8):229.

[2]李光洪.高层建筑物沉降观测及形变分析[J].中国科技投资，2018(2):31