关键词：高层建筑物；沉降监测；预测方法
引言
从以往大型深基坑开挖工作中能够看出，基坑内外土体主要由静止土压力向主动土压力转变，此种情况之下，实际结构的应力状态将会出现大幅变化，基坑围护结构也会出现明显的变形问题。当实际位移量达到一定幅度之后，便会对基坑产生破坏，造成很多新的工程安全问题。以此同时，在实际位移情况判断过程中，主要依据是基坑周围围护结构稳定性信息。
1沉降产生原因
高层建筑物沉降观测是一项长期、重复和连续性的测绘工作，丢失的数据无法复制和补测，为了获取准确、连续的建筑物沉降量，必须按照设计点位埋设沉降观测点。埋设点位不仅要考虑观测的便利性，还要兼顾点位的长期保存性，力求在建筑物建设始终都能得到完整的沉降观测数据。如果个别点位在观测过程中被损坏、遮盖，要及时进行补设，可保持沉降观测数据的完整性和连续性，以保证沉降观测成果分析的可靠性。
高层建筑沉降是指地基变形使得建筑离开初始位置时沿重力方向移动的现象。引起建筑沉降的因素很多，有自然因素也有人为因素。综合而言，建筑沉降主要原因有：（1）自然条件的变化。高层建筑地基的工程地质条件、水文地质条件、土壤物理性质、大气温度、阳光辐射、地下水水位变化和地震效应等综合因素的影响。（2）高层建筑地基类型、宽度、埋深等综合因素的影响。（3）高层建筑的荷载大小、结构类型、高度等综合因素的影响。（4）高层建筑施工期间不合理的施工方法和使用期一些不合理的工作等综合因素的影响。
2工程概况
某８＃建筑物，设计为地上建筑２８层、地下负２层，高８８．６ｍ，单体、框剪结构，抗震烈度７度。为保证该建筑物在建设和使用期安全，受开发商委托，我单位对该建筑物在施工期间进行了沉降变形观测。
2.1测点布置
为全面反映建筑物的变形特征，结合建筑物的结构特点及地质情况，８＃建筑物共布置沉降监测观测点４个，具体布置在建筑物的四角位置。沉降监测观测点埋设时，其距基础底部约０．５ｍ高，在柱基上钻孔锚固直径２０ｍｍ圆头不锈钢件或预埋套筒，埋深大于１００ｍｍ，外露长度结合外墙装饰层和保温层厚度综合考虑，确保埋设稳固并方便立尺观测高程基准点不少于３个，埋设在建筑物的四周、施工影响范围以外、位置稳定、易于保护和使用的地方，可以布设深埋水准点，也可以埋设在周边稳定房屋基石的墙角点，立尺点设置为不锈钢圆形凸点，高程基准点在建筑施工过程中每１～２月复测一次，以确保基准点的稳定性和使用成果的正确性。
2.2观测实施
监测频率在施工期每升高２层观测一次，竣工后第１年以每三个月、第２年以每半年和第３年后以每年为频次进行跟踪观测，直至沉降趋于稳定为止。测量器具采用经计量检定合格的电子水准仪（标称精度＜１ｍｍ／ｋｍ）和３ｍ铟钢尺；沉降观测采用国家二等水准的观测方法，仪器读数精确至０．０１ｍｍ，高程值取至０．１ｍｍ。观测过程中，严格遵循“五定”原则，即：基准点、观测点固定；仪器设备固定；观测人员固定；观测环境基本稳定；观测路线、方法及平差程序固定等。水准线路往返较差及附合或环线闭合差限差为δｈ＝１．０槡ｎ，ｎ为测站数，单位ｍｍ。
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3基坑监测项目与监测频率
首先，在具体基坑周边地表沉降位置处，相关工作人员需要设计合理数量的测点，所使用的仪器主要是精密水准仪和铟钢尺等，将主体测量精度保持在0.5mm左右。其次，在周围建筑物和地下管线沉降测量上，同样需要根据实际情况进行，所设置的测点数量大约为40个，所应用到的仪器有精密水准仪和铟钢尺等，测量精度同样为0.5mm左右。再次，对于整个桩顶水平位移测量，所选取的测量点位数量大约为35个，应用到的仪器种类为全站仪和反射贴片等，实际测量精度不得低于0.5mm。最后，当桩体朝着垂直方向进行移动时，工作人员需要在各个边上设置1~2个测量区域，测点数量不能少于7个。对于实际锚杆拉力监测，所需的测量区域同样为1~2处，可以应用的仪器有轴力计、频率接受仪器等等。例如，工程在建设中的监测频率为3d一次，则主体结构施工一次的时间会达到7d，基坑回填操作每隔一周进行一次，在得到监测数据后，管理人员可以根据数据变化情况，对监测频率进行合理化调整。
4建筑物形变沉降观测的应用
沉降观测及形变是保证高层建筑物工程项目施工期间以及后续应用期间建筑安全性与稳定性的重要手段。合理地制定一套沉降观测方案，不仅能及时掌握建筑物的沉降状态，也可为后期维护提供依据。
4.1设置水准基点
想要更好地监测建筑物垂直形变状态，必须重视设置水准基点。一般而言，应当将水准基点布设到建筑物引起的形变范围外，应避开交通主干道、地下管线、松软填土、滑坡地段等地方。同时注意把控水准基点与沉降观测点的距离，通常来说60m左右为宜，该距离最能够保证基点的稳定性，防止其受到施工影响。可以将其设置到基岩、原状土层或稳固的建（构）筑物上，设置完成后再次核准，以确保位置无误。水准基点标石应根据条件选用钢管水准标石、混凝土水准标石或墙上水准标志。
4.2观测精度确定
沉降观测的精度要求，一般取决于建筑物允许变形值的大小和进行观测目的。按照我国《建筑变形测量规程》的要求，对建筑物沉降观测的精度要求控制在建筑物允许变形值的1/10～1/20之间。如果观测的目的是为了研究变形过程，则其观测精度还要更高。
4.3沉降观测周期
在整个高层建筑施工期间，需要为沉降观测设计合理的观测周期，以确保随着施工的推进，建筑荷载的提高，能够获取具有实效的沉降数据，以保证有效分析高层建筑物沉降形变规律。例如，高层建筑物每建好一层就需要进行一次沉降观测。其目的是，根据观测数值绘制出高层建筑物自身高度的增加与相应沉降的变化的关系曲线，分析建筑物的沉降变形是否超出设计及规范规定的范围值，还可预测建筑的变形趋势。当然，也可以在施工期间内，以时间为标准在不同时间进行沉降观测。例如，以7天为一个周期，进行沉降观测，形成随着高度与时间的增加沉降数值的变化。
结束语
随着城市高层建筑物的快速发展及社会对结构物安全的不断重视，对建筑物进行有效的、规范的沉降变形监测工作已十分重要。沉降变形监测工作是一项长期的、持续的工作内容，从基础施工、结构层的增加、直至竣工后的数年内都要进行沉降监测和数据评估，直至变形趋于持续稳定为止，从而确保建筑物在建设期和使用期的安全。
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论文作者:陈浩 马重威
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第23期
论文发表时间:2020/1/9
标签：建筑物论文; 基坑论文; 高层论文; 水准论文; 测量论文; 精度论文; 基点论文; 《工程管理前沿》2019年第23期论文;