高層建筑沉降觀測及其數(shù)據(jù)分析

【關(guān)鍵詞】高層建筑；沉降觀測；數(shù)據(jù)分析 

　　引言 

　　隨著我國城市建設(shè)的發(fā)展，高層建筑在我國興起，這在客觀上提出了如何保證高層建筑施工和使用過程中的安全問題。當(dāng)?shù)鼗�承載力的設(shè)計(jì)計(jì)算數(shù)據(jù)與實(shí)際情況不相符，就會產(chǎn)生建筑物不均勻沉降，影響建筑物的使用。特別是當(dāng)建筑物荷載過大，超過地基土所能承受的能力，發(fā)生剪切破壞，將給建筑物安全帶來隱患和危害。下面我們具體探討一下沉降觀測中存在的幾個(gè)主要技術(shù)問題。 

　　1 高層建筑中沉降觀測概述 

　　在沉降觀測的過程中，必須應(yīng)該滿足其相關(guān)要求，才能夠保證觀測的正確性與施工的安全性。 

　　1.1 基本要求 

　　觀測人員能夠熟練運(yùn)用相關(guān)觀測儀器且必須持證上崗，上崗前必須經(jīng)過正式的培訓(xùn)與考核。在進(jìn)行觀測之前，必須檢查觀測儀器的精準(zhǔn)度與合格度，并測試團(tuán)隊(duì)之間的配合度、協(xié)和性、認(rèn)真度等。 

　　1.2 對觀測人員與儀器設(shè)備的要求 

　　沉降觀測對于觀測精度的要求十分高，因此在進(jìn)行高層建筑沉降觀測之前，必須對觀測人員以及記錄人員的觀測技術(shù)進(jìn)行培訓(xùn)，使其能夠熟練掌握觀測的準(zhǔn)確性，能夠及時(shí)了解高策過程中建筑物的不同特點(diǎn)。當(dāng)沉降觀測過程中出現(xiàn)誤差時(shí)，相關(guān)觀測人員能夠立即發(fā)現(xiàn)并找出原因進(jìn)行糾正，在不同的情況下能夠運(yùn)用不同的觀測方法以及觀測程序，在進(jìn)行平差計(jì)算時(shí)，能夠做到速度快、思維敏捷、精確度高等。 

　　在進(jìn)行高層建筑沉降觀測的過程中必須保證觀測儀器測量數(shù)值的準(zhǔn)確性，當(dāng)建筑物的負(fù)荷增加時(shí)，也能夠及時(shí)推斷出建筑物沉降的相關(guān)情況，將誤差減小到最低值，避免因環(huán)境影響出現(xiàn)的誤差等。 

　　1.3 觀測精度的要求 

　　各項(xiàng)觀測指標(biāo)要求如下：往返較差、附和或環(huán)線閉合差：△h=∑a-∑b≤1.0，n表示測站數(shù)；前后視距≤30m；前后視距差≤1.0m；前后視距累積差≤3.0m；沉降觀測點(diǎn)相對于后視點(diǎn)的高差容差：≤1.0mm。累積的前后視距差應(yīng)該保持在3米之內(nèi)，且后視點(diǎn)以及沉降觀測點(diǎn)之間的高差容差應(yīng)該保持在1米之內(nèi)，水準(zhǔn)儀的精度大于等于N2級別。 

　　1.4 觀測時(shí)間的要求 

　　觀測時(shí)間點(diǎn)必須要準(zhǔn)時(shí)，且必須在高層建筑出地基+0.000米后進(jìn)行觀測，與此同時(shí)，進(jìn)行沉降觀測的首次抄測，保證抄測的周期性。 

　　1.5 觀測點(diǎn)的要求 

　　在進(jìn)行沉降觀測的過程中，必須重視沉降觀測點(diǎn)的埋設(shè)位置，一般情況下，沉降布置點(diǎn)應(yīng)按照縱橫向?qū)ΨQ的形狀布置，且每個(gè)觀測點(diǎn)距應(yīng)保持在15至30米之間，觀測點(diǎn)應(yīng)與高層建筑的裝飾墻保持一定的距離，防止其影響觀測的角度以及觀測的準(zhǔn)確度。 

　　2 沉降觀測的技術(shù)性問題 

　　2.1 點(diǎn)位布設(shè)及其觀測指標(biāo)問題 

　　由于高層建筑一般建立在城市建筑密集的區(qū)域，施工現(xiàn)場條件的限制，使得基準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)難以達(dá)到理想的建點(diǎn)要求。鑒于以上的原因，可以根據(jù)工程的實(shí)際條件建立工作基點(diǎn)，并以三個(gè)一組為構(gòu)點(diǎn)方式。并注意到點(diǎn)位布設(shè)在高層建筑物影響之外，無機(jī)動車輛往來，較隱蔽的地方。另一方面，精密水準(zhǔn)的重要前提是要求前后視距相等，但由于建筑施工條件的限制很難做到這一點(diǎn)。水準(zhǔn)儀視準(zhǔn)軸和水準(zhǔn)軸不平行所產(chǎn)生的i角，當(dāng)前后視距差超過一定距離時(shí)，對每站高差的影響是不能忽視的，在實(shí)際測量時(shí)，可以采用施加改正的辦法修正高差數(shù)值，因此，必須在測前、測后精確測定水準(zhǔn)儀i角。另一方面，嚴(yán)格校正水準(zhǔn)儀i角，使i角控制在5s之內(nèi)，可使視距差達(dá)到8m。 

　　2.2 觀測周期問題 

　　由于建筑物沉降變形是一個(gè)漸變過程，是時(shí)間的函數(shù)，而且變形速度是不均勻的。但是，我們進(jìn)行的變形觀測次數(shù)是有限的，所以，合理地選擇觀測周期，對于正確分析變形結(jié)果是很重要的。不要盲目地增加觀測次數(shù)和縮短觀測周期，以免在變形變化較小時(shí)，前后兩次觀測數(shù)據(jù)在觀測誤差范圍內(nèi)上下跳動，既浪費(fèi)人力、物力，又達(dá)不到觀測的目的。在實(shí)際工作中，應(yīng)視具體情況選擇觀測次數(shù)與間隔時(shí)間。在建筑物施工期間，觀測次數(shù)與間隔時(shí)間應(yīng)根據(jù)地基和荷載情況而定。在建筑物使用階段的觀測次數(shù)應(yīng)視地基類型和沉降速度大小而定。特別當(dāng)平均沉降速度較大或差異沉降量較大時(shí)（除了點(diǎn)位被人為損壞），應(yīng)予以重視。一方面，及時(shí)通知設(shè)計(jì)、施工部門采取措施，另一方面，立即進(jìn)行逐日或幾天一次的連續(xù)觀測，以保證建筑物的安全。 

　　2.3 觀測成果質(zhì)量控制問題 

　　為保證沉降成果的質(zhì)量，減少測量誤差對觀測成果的影響，應(yīng)做到定人、定儀器、定路線。每次觀測沉降之前，必須對水準(zhǔn)工作基點(diǎn)進(jìn)行觀測，以掌握工作基點(diǎn)的現(xiàn)狀。沉降觀測前、后應(yīng)進(jìn)行必要的儀器檢測確保儀器可以正常使用。 

　　2.4 沉降觀測資料的完整性問題 

　　沉降觀測時(shí)的施工概況記載是完整的沉降觀測資料的一個(gè)重要部分。沉降觀測中對施工概況的記載如工程的進(jìn)展、施工條件的變化、工程荷載、建筑物傾斜、裂縫等各種影響沉降變化和異常的情況等，對分析整理和利用沉降資料，特別是當(dāng)差異沉降量大于規(guī)定的要求時(shí)或階段沉降量較大時(shí)顯得尤其重要，它是正確作出決定的依據(jù)，因此，必須予以重視。 

　　3 數(shù)據(jù)分析及處理 

　　3.1 數(shù)據(jù)整理 

　　某個(gè)觀測點(diǎn)的每周期沉降量，本次沉降量=本次觀測所得的高程-上次觀測所得的高程。觀測的累積沉降量=本次沉降量+上次累積沉降量。原始數(shù)據(jù)要真實(shí)可靠，記錄計(jì)算要符合施工測量規(guī)范的要求，依據(jù)正確，嚴(yán)謹(jǐn)有序，步步校核，結(jié)果有效的原則進(jìn)行成果整理及計(jì)算。 

　　3.2 數(shù)據(jù)分析 

　　沉降點(diǎn)相鄰兩觀測周期平差值的變化小于沉降觀測中誤差的2倍，即認(rèn)為該店未發(fā)生沉降；根據(jù)觀測數(shù)據(jù)變化時(shí)間上的持續(xù)性判斷，即相鄰兩次觀測數(shù)據(jù)相差甚微，并未超出極限誤差范圍，但數(shù)據(jù)的大小趨勢卻很明顯，始終上升或下沉，則說明已發(fā)生變化。 

　　根據(jù)各觀測周期平差計(jì)算的沉降量，列統(tǒng)計(jì)表，進(jìn)行匯總。建立下沉曲線坐標(biāo)，橫坐標(biāo)為時(shí)間坐標(biāo)，縱坐標(biāo)上半部為荷載值，下半部為各沉降觀測周期的沉降量，將統(tǒng)計(jì)表中各觀測點(diǎn)對應(yīng)的觀測周期所測得沉降量畫于坐標(biāo)中，并將相應(yīng)的荷載值也畫于坐標(biāo)中，連線，就得到對應(yīng)于荷載值的沉降曲線。 

　　3.3 數(shù)據(jù)處理及信息反饋 

　　根據(jù)沉降量統(tǒng)計(jì)表和沉降曲線圖，我們可以預(yù)測建筑物的沉降趨勢，將建筑物的沉降情況及時(shí)的反饋到有關(guān)主管部門，正確地指導(dǎo)施工。特別座在沉陷性較大的地基上重要建筑物的不均勻沉降的觀測顯得更為重要。 利用沉降曲線還可計(jì)算出因地基不均勻沉降引起的建筑物傾斜度：q=|△Cm-△Cn│/Lmn，△Cm，△Cn分別為m，n點(diǎn)的總沉降量，Lmn為m，n點(diǎn)的距離。 

　　對沉降觀測的成果分析，我們還可以找出同一地區(qū)類似結(jié)構(gòu)形式建筑物影響其沉降的主要因素，指導(dǎo)施工單位編好施工組織設(shè)計(jì)正確指導(dǎo)施工，同樣也為勘察設(shè)計(jì)單位提供寶貴的一手資料，設(shè)計(jì)出更完善的施工圖紙。 

　　4 總結(jié)語 

　　高層建筑物的沉降觀測是一項(xiàng)技術(shù)要求高、耗時(shí)長且易受外界條件影響的工作，因此應(yīng)嚴(yán)格按照測量規(guī)范的要求作業(yè)，盡量減少人為和其它外界因素的影響。通過合理的布設(shè)高程基準(zhǔn)點(diǎn)和觀測點(diǎn)，采用恰當(dāng)?shù)挠^測方法和數(shù)據(jù)處理方法，得到可靠的觀測數(shù)據(jù)，最終就能夠合理、科學(xué)、準(zhǔn)確的反映、分析、預(yù)測出建筑物的整體沉降狀況。 

　　參考文獻(xiàn)： 

　　[1]柴君松，淺談高層建筑施工中沉降觀測的應(yīng)用[J]，商情，2010. 

　　[2]宋剛軍.高層建筑沉降觀測方法[J]，陜西煤炭，2009（05）.