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摘要：随着城市建设的迅猛发展，城市规模越来越大，建筑物越来越高，由此带来的安全隐患越来越大，由于高层建筑一般采用桩基基础，且荷载较大，对高层建筑的内部基础和设备的位置关系有很高的精度要求，其施工安装阶段将给高层建筑本身及周边建筑群体带来复杂的形变影响。为了保障建筑物施工和运营的安全，就必须对其进行沉降观测。本文结合笔者多年的实际工作经验，并结合具体的实例，对高层建筑物沉降原因、沉降观测前的准备工作及沉降观测的实施过程和观测数据的处理方法等进行了论述，最后指出如何通过沉降观测技术准确地反映出高层建筑物的沉降情况。
关键词：高层建筑物；沉降观测；数据处理
前言
随着我国现代化进程的不断加快，城市各类高耸建筑物和重要建筑物日益增多。由于建筑物的增高、荷载的增加，在地基基础和上部结构的共同作用下，建筑物将发生不均匀沉降，轻者将使建筑物产生倾斜或裂缝，影响正常使用，重者将危及建筑物的安全。为了保证建筑物的正常使用寿命和建筑物的安全性，并为以后的勘察设计施工提供可靠的资料及相应的沉降参数，建筑物沉降观测的必要性和重要性愈加明显。同时，建筑物的稳定性和可靠性已成为人们关注的焦点，变形预测是建筑工程防灾减灾的重要内容之一。通过定期对高层建筑和重要建筑进行沉降观测，掌握其变形规律，并合理预测变形大小，以便及时采取适当的预防或善后措施，确保建筑物的安全使用。
1建筑物沉降的原因
高层建筑物的全部重量是靠地基来承担的，由于荷载不断增加，地下水位涨落等原因，都会引起建筑物沉降，其主要因素有以下两个方面。
1.1内部因素
建筑物自身的构筑形态造成荷载分布不均衡使建筑物产生不均匀沉降，这种变形将随着时间的推移而趋于稳定。此外，施工差异导致变形也属于内部因素，由于施工差异而造成荷载分布和预计分布不符，从而造成建筑物变形，这种变形对局部来讲一般很小，但考虑从下部到上部的累积变形间的相互影响时，它是建筑物达到危险变形的一个重要因素。
1.2外部因素
引起建筑物沉降的外部因素很多，建筑物基础的地质构造不均匀、土壤的物理性质不同、大气温度变化、地基的塑性变形、地下水位季节性和周期性的变化、建筑物本身的荷重、建筑物的结构及动荷载的作用，建筑物周围大量挖方等，均会引起建筑物沉降。
2沉降观测的基本要求
2.1对观测时间的要求
在对建筑物进行观测过程中，观测时间有着严格要求，不仅要保证首次观测时一定要按时进行，而且要保证在之后的复测也要根据现场施工情况定时展开，不得遗漏或延期。这才能把沉降问题有规律的显示出来。这样测出的数据才有可信度，并能反映出真实情况。在观测高层建筑时，我们要对建筑的整体结构和沉降问题进行合理的分析，但都是在施测方案中所规定的观测周期下准时进行的。
2.2工作人员技能要求
进行测量的人员必须经过专业培训，对仪器使用方法能够熟练掌握，在实际测量过程中能够根据实际的工程情况选出合理的施工方法和程序，而且能够运用科学的理论和技巧来灵活处理工程中出现的各类问题，而且要报正测量过程的及时性和准确性，并能够在规定的时间内完成预定的任务。并且工作人员要通过不断的学习和时间对自己的技能进行加强，进行自我的学习、创新。只有不断的完善自己，才能应对工程中的各类问题，保证测量工作长期的准确性。
2.3各种设施的要求
我们在观测过程中所采用的设备一定要有较高的准确度。沉降观测要求测量准确，在不断加压下的沉降情况，我们要进一步提高精度，为能够准确的反映出建筑物，常规定测量误差要介于变形值的1/10～1/20为满足精度要求常使用精密水准仪，水准尺的选择也常选用高精度铟合金水准尺，确使尺子不会受环境变化影响。
2.4我们在设置观测点时应该按照以下的要求
在对建筑物进行沉降观测时，为了准确的查清其中的情况，我们在设置观测点的时候，我们一定把观测点设置在容易观测的位置，这样便可以准确的观察到建筑物的特点。我们在对建筑物的观测点进行设置的时候，一定要保证建筑物的可视点要横向和竖向都非常对称，而且保证观测点的相邻的一些点之间的布置要具有均匀性的特点，在设置两点之间的距离时，我们要保证两点之间的距离在 15m～30m左右，太长不易观察，太短会不经济。同时我们要注意，观测点的设置一定要符合我们在具体施工阶段的若干观测要求。为了在后续的装修和装饰过程中保证正常的观测，我们一定要保证装饰的工程进行时不要影响观测点的观测。
2.5施行具体观测时，我们要注意的若干要求
我们在进行具体的观测之前，一定要通过查阅资料或者自主学习区熟悉各种设备和仪器以及工程实施的方法和步骤，在使用仪器之时，我们要保证仪器是经过校准和修正后的，这样才能保证测量过程的精度要求。而且我们要定期对各种测量仪器进行校准，以保证测量数据的准确性和合理性。
2.6关于沉降观测结果的处理
我们记录时一定要保证数据的可靠性，并且在后续处理的过程中，要准确，要按照具体的公式，并查阅相关的资料后进行合理的计算。并对计算出的结果进行有效的汇总和整理，最终做好有效的整理工作。
3沉降观测的外业工作
以某高层建筑（高层建筑地上18层地下2层）为例介绍高层建筑物的沉降观测内容，作业主要依据《建筑变形测量规范》JGJ/T8-1997进行。
3.1水准基点与工作基点的布设
建筑物沉降观测是依靠建筑物附近的水准基点进行的，因此水准基点应埋设在坚固、稳定、能长期保存，方便使用的地方，水准基点设置应不受施工现场及其它外部因素变化的影响。在整个观测时间内都保持稳定，水准基点最少要埋设三个，相互之间距离不超过60m，以便相互校正。在距被观测建筑物50m处的已建多年的稳定建筑物上埋设墙角水准点作为本次沉降的工作基准点。工作基准点距最近水准基点约50m。
3.2沉降观测点的布设
为了能够反映出建筑物的准确沉降情况，应以建筑物的大小、荷重及基础构造等因素来确定观测点的位置，沉降观测点纵、横向对称，且均匀地分布在建筑物的周围及内部。一般建筑物承重柱、转角处、沉降缝的两侧、纵横墙交接处或每隔10～20m的承重墙上设置观测点。经过现场踏勘，为方便作业，在该工程建筑物四角及主要转角设置10个、 中心设备间设置2个沉降观测点，共12个观测点。
图 1 该建筑物沉降点位布置图
3.3观测周期的确定
应根据工程进度、工程性质、地基土质情况，以及建筑结构情况确定，该建筑物沉降观测频率为：施工阶段建筑物每增加2～3层观测一次，如果施工期中途停工时间较长，应在停工时和复工前进行沉降观测，封顶以后的第1、2、3、6、12、18、24个月各观测一次，直至每100天沉降量小于1mm为时停止观测。
4沉降观测
本次观测采用经过检定的LEICA公司高精度电子水准仪NA3000和铟钢水准尺，记录采用电子手簿。沉降观测一般应遵循固定仪器、固定观测人员、固定水准尺、固定观测线路的原则进行。
4.1高程联测
基准点高程采用四等水准与城市高程点联测，引入起算数据，然后按一级沉降观测要求测设基准点独立控制网，将基准点及工作基点联测成环状，沉降点控制网采用往返观测形成闭合路线。
4.2沉降点的观测
根据编制的工程施测方案及观测周期，首次观测在观测点设置稳固后及时进行。按一级建筑物沉降观测的要求，观测采用往返测量或单程双测站观测，并形成一等水准闭合环，各沉降观测点要位于水准闭合路线上。首次观测应独立进行两次，以提高初始观测值的精度及成果的可靠度。
5数据处理及成果分析
5.1观测数据处理
本沉降采用通过专业的数据平差软件进行处理，计算出各沉降点的高程值，及沉降量、沉降速度等。主要成果如下。
沉降点累计沉降量见表1
沉降点沉降速度汇总见表2
平均沉降过程 V-T-S 线见图2mm
表 2 沉降点沉降速度汇总表
图2平均沉降过程线图
5.2数据分析
通过表1、2的数据及用饱和指数函数模型进行回归分析的平均沉降过程线图（图 2）可以看出：各沉降点沉降均匀，施工阶段荷载增加快、沉降速度大，封顶以后沉降速度逐渐减小，于封顶后9个月各沉降点沉降速度均小于每 100天1mm，该建筑物沉降稳定，停止观测。观测数据的统计分析是沉降观测内业的主要内容，一般可采用回归分析的方法，函数模型有线性函数、指数函数或双曲线函数等几种，选用其中一种函数模型来进行回归计算，得到的回归方程能大致地描述整个沉降过程，根据沉降量统计表和沉降模型曲线图，可预测建筑物的沉降趋势，将建筑物的沉降情况及时反馈有关主管部门，正确地指导施工。特别在沉降较大的地面上对重要建筑物的不均匀沉降的观测显得更为重要。对沉降观测的成果分析，还可发现影响建筑物沉降的主要因素，指导施工单位及时调整施工方案。同样也可为勘察设计单位积累经验数据，为同一地区类似结构形式建筑物的勘察设计提供宝贵资料。
6结语
建筑物的沉降观测是一项技术要求高，耗时长且易受外界条件影响的工作，因此应严格按照测量规范的要求作业，尽量减小人为和其他外界因素的影响，通过合理地布设基准点和沉降点，采用恰当的观测方法和数据处理方法，得到可靠的观测数据，最终就能够合理、科学、准确地反映、分析、预测出建筑物的整体沉降状况。
参考文献：
[1]丁立岩．高层建筑物施工中沉降观测技术的应用[J]．建筑设计管理， 2014（02）
[2]王滨，郝煜．高层建筑物的沉降观测问题[J]．科技传播，2012（02）
[3]王朝林．浅谈高层建筑物沉降观测[J]．甘肃科技，2011（04）
论文作者:钞红丽
论文发表刊物:《建筑建材装饰》2015年12月上
论文发表时间:2016/9/5
标签：建筑物论文; 水准论文; 荷载论文; 观测点论文; 基点论文; 测量论文; 基准点论文; 《建筑建材装饰》2015年12月上论文;