高层建筑物沉降观测及其数据分析

高层建筑物沉降观测及其数据分析

班展望

镇江市勘察测绘研究院 212000

摘要：随着我国城市化进程的加快，高层及超高层建筑越来越多。高层建筑施工过程中，随着上部结构逐步建成、地基荷载相应增加，高层建筑物通常会产生下沉现象，为防止不均匀沉降引起高层建筑物倾斜，需要进行沉降观测。沉降观测对于及时发现工程异常采取补救措施，确保高层建筑在施工期间和运营期间的安全，具有极其重大的意义。

关键词：高层建筑物；沉降观测；数据分析

引言

本文从现行的规范内容出发，沉降观测涉及古建筑、高层建筑、连续生产设施基础等多个方面的内容。在监控沉降观测的过程中，可以合理地安排施工的流程，保证沉降的速度具有一定的均匀性。为了能够更好地反馈相关的信息，给施工部门提供更多的可靠资料，应该从源头上避免沉降问题带来的各种破坏现象，减少裂纹的出现，提升经济效益。

1变形监测的概念

根据变形监测对象的不同，我们可以将变形监测分为三种：以建筑工程为监测对象的变形监测，以地球为监测对象的全球性监测，以及以某一区域为对象的变形监测。变形监测主要是指对监测对象的空间位置进行监测，监测对象可能在长时间的发展过程中会出现位移或者变形。工程监测的监测对象一般是建筑物或者与工程建设相关的人或事物，在工程监测中，我们可以对固定的监测点进行定位监测，根据监测点的数据变化情况，来判断建筑物是否出现了变形。全球性的变形监测主要是对地球自转速度以及各种自然现象的监测，例如地球的自转速度、地壳的变形情况以及潮汐变化情况。而区域性的监测一般是对某一固定区域地表的变形和沉降情况进行的监测。

2高层建筑物沉降原因分析

鉴于高层建筑物地基土质软硬度不均，且有许多隔层和暗沟，通过施工前的地质勘察无法准确判定和发现地基土质的差异状况，在施工期间因为受到压力作用影响，极易产生不均匀沉降问题。同时，受到建筑物周边气候、水质环境的影响，建筑物的地下水位会有所升高，甚至存在管道漏水现象，若在地下水位勘察不准确的情况下，上升的地下水和管道渗漏问题极易诱发建筑物地基被浸泡，地基土质进一步变软，从而引发沉降问题。在高层建筑物设计阶段，因为没有合理计算和设计建筑物结构载荷，荷载较大的建筑构件横截面尺寸过小，由此导致受压面积不足，构造不合理等，进一步引发建筑裂缝及沉降问题。同时，相邻建筑物间距设计不合理，若距离太近，建筑墙体设计的尺寸比例不合理，在地基处理不妥的情况下也会发生不均匀沉降。

3变形监测的内容分析

在工程的变形监测过程中，我们要根据变形监测结果对建筑物的安全性进行判断。在变形监测中，我们要对建筑物的垂直位移情况水平位移情况，以及建筑物的倾斜、扭转和弯曲情况进行测量，此外我们还要监测建筑物的裂缝情况。通过水平位移的监测，可以帮助我们判断建筑物在平面上的变化情况，可以体现建筑物位移的方向。通过垂直位移监测，可以帮助我们判断建筑在垂直方向上的变化情况。倾斜和偏距的监测与水平垂直监测有相似之处，其中偏距的监测可以了解建筑物水平位移的情况，而倾斜度的监测可以体现建筑物垂直位移的情况。建筑倾斜和偏距的数据也可以通过水平和垂直监测得出。

4沉降观测的基本要求

4.1仪器设备

在不断加荷的环节中，需要对建筑物的沉降情况进行如实反映。通常来说，测量的误差应该控制在1/10~1/20，所以，需要采用精密水准仪来服务于高层建筑工程的建设。在水准尺的选择中，一般会选择高精度的铟合金水准尺作为主要的工具。因为这种工具受到外部环境的影响较小，特别是在温差变化较大的情况下，也可以发挥应有的作用。倘若没有合适的铟合金水准尺，那么，就需要选择一般的塔尺作为测量仪器。与此同时，需要结合设定的期限来保证仪器设备能够正常使用。

4.2设定观测点

由于沉降观测点的设定状况对建筑物沉降观测结果有着直接影响。因此，在设定观测点时，为确保观测数据的准确性和观测画面更加清晰，推荐采用对比性更强的定点观测方式。同时，在观测过程中要做到全面定点观测。全面定点观测期间，为避免观测出现误差而影响建筑沉降分析结果，观测人员在确定点位之后不能随意变动观测点、基准点等参数。

4.3观测方法

根据《规范》规定，二等沉降观测的基准网采用往返观测、监测网采用单程观测。其中观测顺序为：偶数站：前—后—后—前；奇数站：后—前—前—后。每期观测开始前，都对数字水准仪的i角进行测定，其i角值均小于15″。观测前半小时，把水准仪放于露天阴影下，让仪器与外界气温接近一致。观测前，必须不少于20次的单次测量预热。晴天进行观测时，用测伞遮蔽阳光。

4.4观测周期

本次在建筑物一层浇注完后，埋设好沉降观测标志，并进行初次观测，之后建筑物每浇注2层荷载观测1次，直至主体封顶观测1次，填充墙完成后观测1次，共观测9次。在建筑物竣工后第一年每隔2-3个月观测1次，第二年每隔6个月观测1次，第三年后每年观测1次，建筑物沉降稳定状态，共观测8次。当建筑物出现下沉、上浮，不均匀沉降比较严重，或裂缝发展迅速，每日或数日连续观测。

4.5观测精度

高层建筑的沉降观测是一项长期、连续的工作，为了保证观测成果的真实与准确性，应尽可能做到“四定”，即固定观测人员、使用固定的水准仪和水准尺、使用固定的水准基点、按固定的施测路线测站进行。每次观测前，为了保证水准测量的精度，对所使用的仪器和设备，应进行检验校正。观测时，必须记录观测时的气象情况和荷载变化。每次观测结束后，应及时检查记录的数据和计算是否准确，精度是否合格。

4.7水准控制网建设

在构建水准控制网过程中，首先是科学埋设沉降观测的水准基点，作为观测的初始控制点，其埋设位置通常为沉降变形受影响程度最低的位置，埋设时要满足安全、可靠、稳定及后续操作便利等要求。水准基点的布设数量一般为一个项目对应3个。为确保建筑物沉降观测的可持续性，可联合观测埋设位置相邻的高程点一起观测，在其受到破坏不能观测时，也可使用高程点恢复测量。

4.6沉降观测

从工程的施测方案和观测周期出发，要确保观测点在首次观测的过程中具有一定的稳固性。通常来说，一般的建筑物在首次观测时，需要按照设计的位置进行相关的埋设工作，检测其沉降测量点是否具有一定的稳固性。通过充分地比较分析，以较高的精确度来实现各个方面的联合。在这个过程中，一般会选择N2或N3种格的精密水准仪。与此同时，2次观测之后才能够确定观测点的实际高程。至于地下室较多的高层建筑，应该按照实际的层数进行观测点的设置。每一层施工就需要进行一次性的复测，保证最终的竣工结果符合设计需求。

结束语

沉降观测是高层建筑施工中一项必不可少的工作，也是一项持续时间长、精度要求高、全面系统的工作。施测过程中要求测量人员必须严格遵守沉降观测的程序，注重技术要点的把控，边工作边校核，以减少测量误差的产生，确保沉降观测数据的精准。

参考文献

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