浅析高层建筑物沉降观测与相关技术

浅析高层建筑物沉降观测与相关技术

甘澍

中建二局第一建筑工程有限公司，湖南长沙 410000

摘要：我国建筑行业的发展越来越迅速，人们随之对高层建筑提出了更高的要求。由于建筑层数的增加，也会随之增加更多居住人口，人口压力过大可能会导致高层建筑出现塌陷的情况，导致发生大量安全事故。为了使高层建筑变得更加稳固安全，我们必须认识到沉降观测技术的作用，并了解清楚高层建筑的整体负荷能力。文章介绍了沉降观测的首要条件，分析了沉降观测技术的原则，探讨了高层建筑中测量程序及步骤，对同类研究具有参考意义。

关键词：高层建筑；沉降观测技术；应用

前言：对于我国城市发展而言，其高层建筑的数量在未来阶段将会持续增加，虽然对我国城市地区土地压力的缓解发挥较大的作用，但高层建筑物本身要具备较好的质量，否则将会给人们的生命财产安全带来极大的威胁。所以，施工单位必须提高对于沉降观测工作的认识，熟练掌握高层建筑沉降观测的技术要点。

1. 进行沉降观测的重要性
   1. 能够及时发现高层建筑地基变形问题

对于高层建筑来说，其往往有着较大的荷载，而其地基更是需要对整个建筑物的荷载加以承担。我国高层建筑的地基可依据下垫面性质划分为岩基和土基2种，前者往往有一层岩石附着在表面，极易发生风化作用，而后者中则包含了液体、气体以及土壤等多种元素，由上述元素混合形成。由此可见，我国高层建筑的地基往往存在较大的性质差异。相较于普通建筑物，高层建筑对下垫面有着更为严苛的要求，受到楼高的影响，高层建筑地基需要比普通建筑地基承受更多的荷载，因此需要有更强的承载能力，与此同时，还需要保障地基有着较为均匀的沉降量。将沉降监测技术应用在高层建筑地基监测工作中，可以使相关人员对高层建筑下垫面的具体性质有更为直观的了解，且加以有效掌握，进而在此基础上更为准确地对地基作出评价。

1.2有效保障建筑物的使用安全

在修建高层建筑时，其地基往往需要承受较大的压力，如此一来，地基的应力状态较初始情况将发生一定的改变，这也是造成地基出现变形和沉降现象的主要原因。在实际施工过程中，会不断压缩高层建筑的下土层，如此则会致使建筑物发生沉降现象。通常情况下，如果高层建筑的下土层是由沙土所构成的，那么地基在实际建筑施工的过程中就已经完成了沉降。但倘若不是沙土，而是有着较高含水量的黏土类土层，地基在实际建筑施工过程中则无法完成沉降，往往只能实现较小的一部分。如此一来，相关人员需要在进行高层建筑实际施工时，针对地基强度和承载力之间的关系加以充分考虑。地基的承载力和强度往往会受到地基土壤含水量、土层自身特点以及均匀性等因素的影响。通过沉降观测技术，可使相关工作人员对高层建筑地基不均匀沉降现象及整个高层建筑的荷载性质得到充分的了解，进而让高层建筑在使用时所存在的各种问题被及时发现，并得到针对性的解决。一旦高层建筑出现了不均匀沉降的现象，相关工作人员能够立刻采取必要的解决措施，对其进行及时处理，进而使建筑物使用的安全性得到有效保障。

1.3减少建筑物的隐患

高层建筑相较于普通建筑，其地基有着更为复杂的承载力，在进行高层建筑地基承载力计算工作时，相关工作人员应当对各方面因素加以充分考虑。在实际高层建筑施工过程中，地基承载力计算错误的情况时有发生，如若其计算结果与实际承载力之间偏差较大，则会使建筑出现沉降不均匀的情况，进而影响到建筑物的安全性。对于高层建筑而言，其往往有着较大的负载，一旦其实际负载总量比地基的最大承载力更大，建筑本身会有剪切破坏的现象发生，一旦整个建筑完成交付，正式投入使用，会出现安全隐患。而将沉降观测技术应用在高层建筑中，可对上述问题加以有效解决，相关工作人员可通过沉降观测技术准确判断高层建筑地基的荷载量，以此达到使高层建筑安全隐患减少的目的。

2. 高层建筑物沉降观测技术分析

高层建筑物沉降观测工作主要按照《建筑变形测量规范》（JGJ8—2007）、《建筑物沉降、垂直度检测技术规程》（DGJ32/TJ18—2012）、《国家一、二等水准测量规范》（GBＲ897—2006）等相关规范要求进行。

2.1观测点布设与观测精度控制

在开始进行高层建筑物沉降观测前，首先需要对建筑现场情况进行充分了解，布设好观测网，这样才能为后续各项观测工作的顺利开展提供有利条件。观测网布设的主要内容是在建筑物周围埋设沉降观测基准点和观测点，具体布设数量依照建筑规模而定，其中基准点是整个观测网的原始参考点位，所以在埋设过程中必须保证其具有足够的稳定性，避免出现位置偏移而造成测量误差。一般情况下，基准点应选在沉降区域以外，且易基岩位置为佳。至于观测点，也应尽量设置在不易被破坏的位置，同时要避开市政管线等障碍物。观测精度对最后的观测结果分析是否精准可靠有着直接影响，同时也与后期的沉降方案制定有着密不可分的联系，所以相关测量人员必须严格按照高层建筑物沉降测量规范执行各项操作。目前我国大部分高层建筑物沉降测量所遵循的都是二等水准测量技术规范。

2.2观测周期设置

高层建筑物沉降观测是一项系统化的工作，为了确保监测数据的全面性，通常需要进行一段周期的持续监测，这就涉及到观测周期设置。通过合理设置观测周期，不仅可以有效掌握高层建筑物的沉降速率，而且还能起到控制观测成本的作用。根据以往观测经验，高层建筑物的施工前期阶段，沉降率一般比较高，所以设置沉降观测次数也应有所增加，后期随着沉降速率的降低，也可以同步减少观测频率。具体的观测频率设定需根据施工过程中的天气情况、工程进度等多方条件综合分析确定，一般高层建筑物每增加一层施工，就需要进行一次观测，如果中间存在停工现象，则停工期间也必须每月监测一次，且重新开工之前还需要再进行一次观测。建筑投入使用之后，第一年应保持1~2月观测一次的频率，对于沉降速度较快的建筑应适当增加观测次数，沉降速度慢的可以每2~3个月观测一次；第二年开始可以每6个月观测一次，第三年之后可以每1年观测一次。如果观测过程中出现暴雨等异常天气，导致高层建筑物积水的，应当加密观测频率。

2.3沉降稳定性判断

沉降观测周期具有全过程特征，实际观测过程中应当一直持续到高层建筑物沉降达到稳定状态时。对于如何判断建筑物沉降是否达到稳定，我国相关建筑物变形测量规范中有明确说明：建筑物沉降稳定性判断需根据沉降量与时间关系曲线进行分析，常规的高层建筑物如果最后两个观测周期内的沉降率不超过0.04mm/d，一般就可以认定为进入稳定期。

2.4统计表汇总

计算每一个观测周期所记录到的沉降量，并将这些数据制作成统计表，用曲线绘制出每一个观测点的沉降数据。第一步就要完成沉降曲线的设置坐标，横坐标数据为时间，负载值为纵坐标的前半部分，每个周期的沉降量为纵坐标的下半部分。最后，将来自观测点的相应沉降数据绘制在曲线表中，将相应的载荷值链接到坐标，并绘制最终沉降曲线表。

3.结束语：

综上所述，在高层建筑的建筑过程中，对工程施工与建筑产品的整体质量来说，沉降观测是必不可少的，施工单位也愈加重视施工安全问题，只有确保施工安全，才能保证工程质量过关，同时更好地保障施工人员的生命安全。

参考文献：

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［3］王德金.浅谈沉降观测技术在高层建筑物施工中的应用［J］.工程与建设，2008，22（2）：194-196.

［4］苏占邦，张云红.沉降观测技术在西宁高层建筑安全中的应用［J］.青海大学学报（自然科学版），2010，28（4）：30-34+75.