浅谈高层建筑施工沉降观测技术

来源:用户上传      作者: 肖立峰　刘凤荣

　　与多层建筑相比，高层建筑具有节省用地、节约市政工程费用等优势，但也存在使用人数多，造价高，发生突发事件逃生速度慢，出现问题带来的后果比较严重等劣势。加强对高层建筑沉降的监测尤为重要。
　　
　　一、沉降观测的基本要求
　　
　　1、仪器设备、人员素质要求。根据沉降观测精度要求高的特点，为能精确地反映出建筑物在不断加荷作用下的沉降情况，一般规定测量的误差应小于变形值的1／10～1／20，为此，要求沉降观测应使用精密水准仪（S1或S05级），而且要求受环境及温差变化影响小。若使用一般塔尺，则尽量使用第一段标尺。
　　2、观测时间要求。建筑物沉降观测对时间有严格限制条件，特别是首次观测必须按时进行，否则沉降观测得不到原始数据，使整个观测失去完整观测意义。
　　3、对观测点的要求。为了能够反映建构筑物的准确沉降情况，沉降观测点要埋设在最能反映沉降特征且便于观测的位置。一般要求建筑物上设置的沉降观测点纵横向对称，且相邻点之间间距以15～30米为宜，均匀地分布在建筑物周围。通常情况下，建筑物设计图纸上有专门沉降观测点布置图。
　　4、沉降观测自始至终要遵循“五定”原则。所谓“五定”，即通常所说的沉降观测依据的基准点、工作基点和被观测物上的沉降观测点，点位要稳定；所用仪器、设备要稳定；观测人员要稳定；观测时的环境条件基本一致；观测路线、镜位、程序和方法要固定。客观上尽量减少观测误差的不定性，使所测的结果具有统一的趋向性，保证各次复测结果与首次观测结果可比性一致，所观测的沉降量更真实。
　　5、施测要求。仪器、设备的操作方法与观测程序要熟悉、正确。在首次观测前要对所用仪器的各项指标进行检测校正，必要时经计量单位予以鉴定。连续使用3～6个月要重新检校。在观测过程中，操作人员要相互配合，工作协调一致，认真仔细，做到步步有校核。
　　6、沉降观测精度的要求。根据建筑物的特性和建设、设计单位的要求选择沉降观测精度的等级。在没有特殊要求情况下，一般性高层建构筑物施工过程中，采用二等水准测量的观测方法即能满足沉降观测的要求。各项观测指标要求如下：（1）往返较差、附和或环线闭合差：△h≤观测路线距离的平方根；（2）前后视距≤30m；（3）前后视距差≤1.0m；（4）前后视距累积差≤3.0m；（5）沉降观测点相对于后视点的高差容差≤1.0mm；（6）水准仪的精度不低于N2级别。
　　7、沉降观测成果整理及计算要求。原始数据要真实可靠，记录计算要符合施工测量规范要求，依据严谨有序、步步校核、结果有效的原则进行整理及计算。
　　
　　二、具体施测程序及步骤
　　
　　1、建立水准控制网。根据工程的特点布局、现场的环境条件制订测量施测方案，由建设单位提供的水准控制点（或城市精密导线点）根据工程的测量施测方案和布网原则的要求建立水准控制网。要求：（1）一般高层建筑物周围要布置三个以上水准点，水准点的间距不大于100米；（2）在场区内任何地方架设仪器至少后视到两个水准点，并且场区内各水准点构成闭合图形，以便闭合检校；（3）各水准点要设在建筑物开挖、地面沉降和震动区范围之外，水准点的埋深要符合二等水准测量的要求（大于1.5米），根据工程特点，建立合理的水准控制网，与基准点联测，平差计算出各水准点的高程。
　　2、建立固定的观测路线。由场区水准控制网，依据沉降观测点的埋设要求或图纸设计的沉降观测点布点图，确定沉降观测点的位置。在控制点与沉降观测点之间建立固定的观测路线，并在架设仪器站点与转点处作好标记桩，保证各次观测都沿着统一路线进行。
　　3、沉降观测。根据编制的工程施测方案及确定的观测周期，首次观测应在观测点稳固后及时进行。一般高层建筑物有一层或数层地下结构，首次观测应从基础开始，在基础的纵横轴线上按设计好的位置埋设临时沉降观测点，等临时观测点稳固好，进行首次观测。
　　4、将各次观测记录整理检查无误后，进行平差计算，求出各次每个观测点的高程值。从而确定出沉降量。
　　5、统计表汇总。（1）根据各观测周期平差计算的沉降量，列统计表，进行汇总。（2）绘制各观测点的下沉曲线。首先建立下沉曲线坐标，横坐标为时间坐标，纵坐标上半部为荷载值，下半部为各沉降观测周期的沉降量。将统计表中各观测点对应的观测周期所测得沉降量画于坐标中，并将相应的荷载值也画于坐标中，连线，就得到对应于荷载值的沉降曲线。（3）根据沉降量统计表和沉降曲线图，可以预测建筑物的沉降趋势，将建筑物的沉降情况及时反馈到有关主管部门，正确指导施工。特别是在沉陷性较大的地基上重要建筑物的不均匀沉降的观测显得更为重要。（4）利用沉降曲线还可计算出因地基不均匀沉降引起的建筑物倾斜度：q=（△Cm-△Cn）/Lmn，△Cm，△Cn分别为m，n点的总沉降量，Lmn为m，n点的距离。（5）对沉降观测的成果分析，可以找出同一地区类似结构形式建筑物影响其沉降的主要因素，指导施工单位编好施工组织设计，对指导施工大有裨益，同样也为勘察设计单位提供宝贵的一手资料，便于设计更完善的施工图。
　　6.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―气呵成。（7）在雨季前后要联测，检查水准点标高是否有变动。（8）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。
　　
　　三、需探讨的两个问题
　　
　　1、确定建筑物沉降观测精度的合理性。由于现行规范对施工单位施工过程的沉降观测要求不明朗，这对施工单位在建筑物沉降观测精度选择随意性较大，但是精度的高低直接关系到沉降观测成败。
　　2、在沉降观测过程中，沉降量与时问关系曲线不是单边下行光滑曲线，而是起伏状现象，尚需探讨。
　　（作者单位：肖立峰，大庆建筑安装集团有限责任公司；刘凤荣，大庆市城建开发设计院）

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