摘要：近年来，随着经济的快速发展，建筑设计施工技术水平的逐渐成熟，高层和超高层建（构）筑物逐渐增多。对于高层建筑而言，其基础易在地质特点、水文条件、施工处理等诸多因素的共同作用下出现一定的不均匀沉降问题，为了能够合理保证建筑物正常使用寿命和建筑安全性，往往需要借助沉降观测技术对其施工过程进行监控，在施工过程中应用沉降观测加强过程控制，以指导合理的施工工序，预防在施工过程中出现不均匀沉降。本文在此从高层建筑沉降的几个原因出发，对沉降观测技术在高层建筑施工中的应用做了一定的研究。
关键词：高层建筑；沉降观测技术；观测精度
前言
观测沉降对高层建筑施工质量和安全有着十分严重的直接影响，施工中要对各阶段沉降点进行周密的观测，特别是建筑物发生沉降异常情况时，要通过专业技术人员对各项观测数据进行严密的分析和研究，找出高层建筑发生异常沉降的原因，并针对原因及时制定有效合理的控制措施，从而提升整个建筑工程项目的施工建设质量和确保今后在使用过程中高层建筑的使用安全性和稳定性。
一、高层建筑施工中沉降观测技术应用概述
高层建筑施工过程中，建筑物的安全性与水文地质条件因素有关，建筑物会出现较大的不均匀沉降。而如果不均匀沉降超出相关的规范限定，极可能导致建筑物出现安全问题，这对于建筑物周边的居民和参加人员来说是威胁到人们的生命财产安全的重大事故，也很显然地造成较大的经济损失。所以，在高层建筑物的施工作业中，需要施工技术人员进行严格的观测，并将所得沉降观测成果进行分析和研究，对可能出现的不均匀沉降或沉降过大等问题予以有效控制，全面控制高层建筑的施工质量，并保证其施工的安全性。
高层建筑施工中，沉降将变形现象较为普遍，是施工中应重点控制的技术和质量问题之一。从专业技术的角度进行分析，引发高层建筑沉降变形的因素主要有内部因素和外部因素两种，其具有不同的特征，只有对两者引发的沉降变形进行具体的分析，才能制定和应用行之有效的沉降观测技术方案。
二、高层建筑沉降的几个重要原因
建筑物沉降的原因有合理变形：建筑物自身的构筑形态造成荷载分布不均衡使建筑物发生变形，这种变形一般小于允许变形值，随着时间的推移而趋于稳定；施工误差变形：由于施工误差而造在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；基础变形：由于建筑物的重量，使基础上的土壤被压实，引起建筑物沉降。
三、高层建筑施工中沉降观测技术的重要应用
1、建立水准控制网
根据工程的特点布局、现场的实际环境条件制订与之适应的施测方案，由建设施工单位提供施测的水准控制点，同时根据工程的测量施测方案以及布网原则的相关要求建立适当的水准控制网。其具体要求如下：（1）一般情况下，高层建筑的周围的水准点的布置数量要保持在3个以上，水准点之间的间距要在100米之内，以确保稳定的测量效果。（2）在施工现场内，任何观测地点的仪器架设，其后视观测水准点必须设立两个以上，同时，施工及观测现场的各个水准点要构成闭合的图形，以便在施工和观测过程中进行闭合检校。（3）各水准点的设置不能在建筑物开挖、地面沉降以及震动区的范围之内，水准点的设置应当符合二等水准测量的基本要求，同时要根据工程自身的具体特点，建立科学合理的水准控制网体系，与基准点之间组成联测网，并最终利用平差的方式计算出每个水准点的高程。
2、设置沉降观测点
在水准点设置完毕后，要根据施工现场的地质情况和高层建筑的结构特点对沉降观测点进行确定和设置，并且观测点的设置要反映出相关的地基沉降特征。对于框架式结构的高层建筑在设置观测点时就应该将其设置在柱基横轴线、沿纵或其上部，观测点之间的间距应该控制在8～12m，或者是2～3个柱基。从图1中可以看出在设置观测点时具体的位置和保护措施。将观测点设置完毕后，应该在控制点和观测点之间进行观测路线的规划，并在规划好的路线上对转点、加设仪器点进行确定，并且做好标记。
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安稳固后及时进行。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆一般高层建筑物有一或数层地下结构，首次观测应自基础开始，在基础的纵横轴线上（基础局边）按设计好的位置埋设沉降观测点（临时的），等临时观测点稳固好，进行首次观测。
首次观测的沉降观测点高程值是以后各次观测用以比较的基础，其精度要求非常高，施测时一般用N2或N3级精密水准仪。并且要求每个观测点首次高程应在同期观测两次后决定。随着结构每升高一层，临时观测点移上一层并进行观测直到10. 00再按规定埋设永久观测点（为便于观测可将永久观测点设于+500mm）。然后每施工一层就复测一次，直至竣工。
4、确定沉降量
在完成前者的数据收集后，必须对沉降观测的数据进行整理、处理，才能对高层建筑的沉降参数做出判断。把沉降数据统计后，采用平差计算方法，明确相应的建筑沉降量，判断建筑的沉降误差。
5、汇总统计表
根据每个观测周期的数据计算的沉降量，统计完成后制作统计表，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。把统计表中的各观测点的对应观测周期观测到的沉降量绘制到图标中，同时把相应的荷载值也画于坐标中再连线，这样就能得到沉降曲线。根据沉降量统计表和沉降曲线图，工程队伍就能准确的了解到沉降情况，并把这些情况和问题传达给有关主管部门，以便用科学的方法指导施工。特别是一些沉陷性较大的地基，其建筑物的沉降观测显得更加重要。找出沉降原因的主要方法就是对沉降观测成果进行分析，此外还可以找出同一地区建筑物发生沉降的因素，这对指导施工单位编好施工组织设计，正确指导施工大有裨益，同时这也是将来对该地区进行勘察设计的宝贵资料，为设计单位设计出优秀的施工图提供基础。
6、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确，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。对沉降观测精度选择不能太高也不能太低，要合理适宜，适合工程特性的需要。既不造成无谓的浪费也要保证观测结果的准确性。这样，本人认为一般高层及重要的建（构）筑物在首次观测过程中适用精密仪器的设备（高级水准仪、铝合金尺等）在±0.00 以上部分按二等以上水准测量方法，采用放大率倍数较大的 S2 或 S3 水准仪进行观测，也可测出较理想的结果。
7、采取小波变换去噪
就沉降数据的监测来说，监测点的短时间形变是很细微的，表现为弱信号，而误差却呈现出一种强噪音。信号在时域和频域的表现是具有局部局限性的，而噪音在时频的空间分布中是全局性的，在频域的表现也是高频信号。多分辨率分析就是把一个函数通过低频成分和不同分辨率的高频成分把数据表现出来。小波变换具有多分辨分析的特点，是对信号的时间-频率进行分析的一种方法。小波分析去噪的实质内容就是采用不同中心频率的带通滤波器对那些反应噪音频率尺度较小的小波进行过滤，进而得到质量较好的信号。
四、沉降观测中的几个注意事项
要用相同的水平尺进行前后视观测，以确保减少误差。要选择事宜的天气环境进行观测，同时要保持每次测量的环境条件基本相同，从客观条件上保证数据的精确。要在水准仪成像清晰、稳定时再读数。在雨季到来的时候要进行多次的观测，还要检查水准点的标高是否有变动。要及时将各次所观测沉降情况反馈有关部门，当建筑物每天（24h）持续沉降量超过1mm时，证明沉降现象严重，需要应停止施工，要与有关部门采取应急措施。
要重视沉降观测的各项基本要求、观测时问、观测点、沉降观测精度、施测程序及步骤等。工程开工前应根据工程特点编制沉降观测方案，基准点和和沉降观测点的设置由建设单位、施工单位、设计单位、监理单位、测量单位按要求共同确定。施工单位应对现场测量工作予以配合，监理单位应把测量工作纳入监理内容一并进行，每次观测结束后，应检查观测记录，计算闭合差。当闭合差不超限时，将其平均分配，求出各观测点的高程。应认真填写沉降观测成果表，并及时将成果反馈，若发现有沉降异常情况应做出分析，书面形式上报。
五、结语
综上，高层建筑施工中的沉降观测是控制高层建筑整体质量的关键，施工过程中应认真分析工程的自身特点，使用科学的沉降观测技术，认真做好每一项观测工作，仔细分析观测数据、及时提供观测结果，从而提高高层建筑的施工效果，提高高层建筑投入使用后的安全性和稳定性。
参考文献：
[1]张博文. 高层建筑施工中沉降观测技术的应用[J]. 科技致富向导.2014.
[2]赵籍滨.沉降观测技术在高层建筑施工中应用[J].科技创新与应用，2012，02：162.
论文作者:蔡银杰
论文发表刊物:《防护工程》2019年9期
论文发表时间:2019/8/11
标签：建筑物论文; 观测点论文; 高层建筑论文; 水准论文; 高层论文; 建筑施工论文; 首次论文; 《防护工程》2019年9期论文;