滨州市建筑设计研究院 山东滨州 256600
摘要：伴随土地供应的日益紧张，高层建筑成为当前城市建设的主要形式，高层建筑施工过程中伴随地上荷载的增加，桩基结构有潜在不均匀沉降的情况，为有效监测高层建筑施工、竣工与运营期的变形稳定性问题，通常采用等级精密水准联测的方式，预先布设一定数量的监测点，然后采用精密水准仪等设备周期性采集监测点高程变化数据，经过相应的数据分析来判定与预测高层建筑沉降变化情况。本文拟以某居住小区监测项目为例，探究其沉降的相关流程与形变规律，为类似高层建筑物沉降监测提供技术参考以及为工程质量安全管理提供信息支持和技术服务。
关键词：建筑工程；沉降；观测测量；应用分析
伴随现代建筑行业的快速发展，工程数量与建筑规模迅速提升，同时对建筑工程的整体施工质量和水平也提出更高要求。建筑沉降问题直接关系到工程质量以及施工安全。观测单位在进行沉降观测时要严格遵守相关的技术要求，合理设置基准点和观测点，利用相应的观测仪器设备，提高观测测量的工作效率和准确性，及时掌握沉降变形的实际情况，为工程建设施工组织决策提供可靠参考依据，避免建筑工程由于沉降变形问题而影响工程质量和施工安全。
1 沉降观测概述
关于建筑物沉降监测点的布设，应客观反映监测对象的实际状态及其变化趋势，监测点布置在内力及变形关键特征点上，并满足监控要求，且不妨碍监测对象的正常工作，减少对施工作业的不利影响。监测设施均要做明显标记，监测点是监测工作的重要标志，需要现场各方的共同保护，以保证数据的连续性并能够及时准确地获得数据；依照“五定”原则实施开展，通过固定观测人员、固定监测设备、固定观测路线、固定数据量测方式与固定数据采集环境，来尽量控制和减弱人为、环境因素对监测成果的影响，使得周期性观测数据具备可比性、确定性与可靠性。
2 建筑物沉降观测技术指标
从技术原理分析，短视线精密水准测量法、液体静力水准测量法、三角高程测量法等，都是建筑物或构筑物的常有的监测方法。短视线精密水准测量法，可消弱某些外界条件（大气折光、对流等）观测误差，提高测站的精度；精密水准方法操作相对简单、线路布设相对灵活，是当前建筑沉降观测的最主要方法；液体静力水准测量法，便于实现测量自动化，适用于水坝等线型构筑物，但对常规建筑物适用性较差；三角高程测量，通过测定斜距、垂直角等方法，利用公式计算待测点高程的方法，该方法多用于不便于进行水准观测的地区。为满足工程现场观测要求，当前多采用短视线精密水准观测的方法，开展建筑物沉降观测工作。
工程沉降监测过程中，监测点位分为基准点、工作基点与沉降监测点，其中基准点与工作基点在小区域观测中，采用《国家一、二等水准测量规范》与《建筑变形测量规范》作为技术标准，采用闭合环或附和线路形式，以二等水准标准进行基准点与沉降监测点间的联测。
其施测周期与稳定性判定要求如下：
（1）主体施工期间自第3层起，每3层观测1次。
（2）主体结构施工完成后装饰施工期，预计装修期半年左右，按沉降速率随时间的递减规律，分别在施工完成后的第1月、第3月、第5月各观测。
（3）竣工交付使用后每半年观测一次，直至楼体稳定终止，即最后几期所测各点的沉降速率均应小于0.01-0.04mm/d，说明基础沉降已趋于稳定，即可停止观测，然后移交给建设单位，作业精度如下表所示：
3 监测实施与成果分析
现有某市居住小区监测项目，其施工建设与运营阶段需对其主体开展相关的沉降监测工作，自埋设监测点起始，实施周期性数据采集，至封顶共阶段性监测161天，并对相关数据进行汇总分析，进行沉降过程阐述与成果数据分析：
（1）沉降观测参考基准点：工程中在远离建筑物沉降区之外，埋设沉降观测参考基准点、工作基点4个，编号BM1-BM4，便于基准点几何水准联测，将参考基准点兼作工作基点使用，作为本项目的高程起算基准点，由此4点构成闭合基准网，经多次高程基准网复测成果表明，该基准点基准网稳定可靠。
（2）沉降观测点：根据《建筑变形测量规范》的规定，并结建筑物设计要求，沉降观测点选择在建筑物的四周和重要的承重部位、沉降缝和后浇带两侧，并根据楼体规模和沉降缝留置情况，6#A楼布设沉降观测点8个，点位分别置于建筑物四角及构建物中间部位，布点高度均为标准F1层±0之上0.3米处。
（3）数据成果分析。将高层建筑物周期性采集的沉降数据进行统一汇总后，利用日期间隔与周期性沉降差值，求解单期沉降变化速率，以判定建筑物桩基变化情况，同时采用沉降总量—时间函数曲线，对比分析楼体特征点的沉降情况，进而判定是否存在不均匀沉降的问题。以6#A楼J6A01点为例，其沉降速率变化曲线图如下：
图1 J6A01沉降速率变化曲线图
通过周期性沉降监测数据发现，施工初期随建筑物层高增加，地基负重荷载的迅速增加，建筑物监测点在一段时间内，施工初期沉降速率维持在0.07-0.13mm/d，随着时间增加，土层压缩程度的不断加大，至33天起，沉降速率变化基本稳定，整体沉降速率逐步减缓，后期跟踪观测至竣工封顶时，主体沉降速率不断缓慢减小，总体沉降速率呈现随时间延续呈现减小的趋势，在沉降监测的要求指标范围内；，6#A楼沉降点累计沉降最大点为A03点，累计沉降为7.6mm,累计沉降最小点为A01点，累计沉降为5.8mm,最大不均匀沉降差为1.8mm；6#B楼沉降点累计沉降最大点为A02点，累计沉降为7.8m,累计沉降最小点为A04点，累计沉降为6.5mm,最大不均匀沉降差为1.3mm；9#与10#楼的A04监测点在封顶前后，施工过程中被破坏或遮挡，排除A04点沉降情况，9#与10#的最大不均匀沉降差分别为0.7mm和1.1mm，均变化不大，在设计允许范围之内。
4 结语
综上所述，建筑物主体沉降观测，即依托基准点与工作基点，通过对布设于构筑物主体关键部位的监测点实行周期性高程数据采集的方式，统计与研究建筑物主体各部分的沉降变形情况，进而判定其稳定状态的观测工作。为探究与分析建筑物的沉降变形规律，在工程实践与科学研究中，科学采用时间序列分析、灰色模型建模预测等方式构建沉降数学模型，有助于提升监测数据预测的科学性与准确性。
参考文献
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作者简介：董春敏（1985.10- ），女，汉族，山东滨州人，硕士研究生学历，工程师。现于滨州市建筑设计研究院从事工程测量、岩土工程勘察等管理与研究工作。
论文作者:董春敏,吕洪标
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年17期
论文发表时间:2019/11/22
标签：基准点论文; 建筑物论文; 测量论文; 速率论文; 高程论文; 水准论文; 数据论文; 《建筑学研究前沿》2019年17期论文;