淺談高層建筑沉降觀測(cè)的技術(shù)方案選擇和操作要求

關(guān)鍵詞：高層建筑；沉降觀測(cè)；方案；操作 

　　高層建筑物一般具有高度較高，質(zhì)量較大，埋置基礎(chǔ)必須達(dá)到一定深度的特點(diǎn)，對(duì)由于地基不均勻造成的建筑物的傾斜指標(biāo)和地基變形量指標(biāo)有著嚴(yán)格的限制。國(guó)家規(guī)范將高層建筑的變形觀測(cè)列入其中，要求在高層建筑物施工過程中應(yīng)用沉降觀測(cè)技術(shù)對(duì)過程加強(qiáng)監(jiān)控，避免重大經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)負(fù)面影響。變形測(cè)量貫穿于高層建筑的整個(gè)施工過程和竣工后的一定時(shí)期，通過對(duì)建筑物和地基的精密沉降觀測(cè)，及時(shí)反饋數(shù)據(jù)信息。根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)沉降的變化規(guī)律進(jìn)行研究，分析沉降原因和將來的發(fā)展程度，才能對(duì)施工進(jìn)行指導(dǎo)，積極采取措施，確保高層建筑的施工安全和使用安全。 

　　2 高層建筑沉降觀測(cè)的技術(shù)方案選擇 

　　高層建筑物前期設(shè)計(jì)復(fù)雜，施工周期長(zhǎng)，工程現(xiàn)場(chǎng)不確定因素較多，因此高層建筑物及地面沉降觀測(cè)的技術(shù)方案選擇，通常需要考慮基準(zhǔn)網(wǎng)的布設(shè)原則，沉降觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè)原則和沉降觀測(cè)精度要求等。 

　　2.1 基準(zhǔn)網(wǎng)的布設(shè)原則 

　　在進(jìn)行高層建筑沉降觀測(cè)時(shí)，沉降觀測(cè)的基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在穩(wěn)定地區(qū)，因此一般設(shè)置在沉降影響區(qū)域之外，組成沉降觀測(cè)專用基準(zhǔn)網(wǎng)。專用基準(zhǔn)網(wǎng)為監(jiān)測(cè)建筑物和地基的沉降情況而設(shè)置，區(qū)別于一般平面控制網(wǎng)。專用基準(zhǔn)網(wǎng)一般分為兩個(gè)層次：基準(zhǔn)點(diǎn)組成的控制網(wǎng)，應(yīng)布設(shè)為閉合環(huán)，附和高程路線和節(jié)點(diǎn)網(wǎng)；另一層次則為擴(kuò)展網(wǎng)，由基準(zhǔn)點(diǎn)，工作基點(diǎn)和觀測(cè)點(diǎn)組成，精度要求應(yīng)布設(shè)成閉合環(huán)或高程線路。一般高層建筑物每一個(gè)測(cè)區(qū)周圍基準(zhǔn)網(wǎng)布設(shè)應(yīng)不少于3個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，如果點(diǎn)位穩(wěn)定，可包括工作基準(zhǔn)點(diǎn)不少于3個(gè)�；鶞�(zhǔn)點(diǎn)的選設(shè)應(yīng)盡量避開土質(zhì)松軟或可能發(fā)生滑坡的地區(qū)，也應(yīng)避開地下管網(wǎng)等設(shè)施，同時(shí)還需宜觀測(cè)。水準(zhǔn)基點(diǎn)標(biāo)石需統(tǒng)一規(guī)格�；鶞�(zhǔn)網(wǎng)復(fù)測(cè)應(yīng)定期復(fù)測(cè)，復(fù)測(cè)周期應(yīng)與沉降觀測(cè)同步進(jìn)行，保證儀器設(shè)備相同，觀測(cè)人員不變。為保證基準(zhǔn)點(diǎn)的相對(duì)穩(wěn)定，每次都要測(cè)定基準(zhǔn)點(diǎn)間的高差，并且基準(zhǔn)點(diǎn)要定期與高等級(jí)水準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測(cè)，高級(jí)水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)遠(yuǎn)離建筑物�；鶞�(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)提前埋設(shè)，高層建筑沉降觀測(cè)，一般提前一個(gè)月。 

　　2.2 沉降觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè)原則 

　　沉降觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè)需綜合考慮的因素很多，如高層建筑的外形、結(jié)構(gòu)、地質(zhì)條件、樁形等，高層筑物上埋設(shè)觀測(cè)點(diǎn)的數(shù)量和位置，應(yīng)選擇最能反映建筑物沉降變化特征和沉降情況的點(diǎn)位，還需有利于于觀測(cè)。沉降觀測(cè)點(diǎn)一般布設(shè)于高層建筑的四角，要均勻分布，縱橫對(duì)稱，間距以15至30米為宜。作為框架結(jié)構(gòu)的大型的建筑物，高層建筑沉降觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)應(yīng)考慮在每個(gè)或部分承重支柱的上部或沿縱、沉降差異大或地質(zhì)條件有明顯不一樣的區(qū)段以及沉降裂縫的兩側(cè)。觀測(cè)點(diǎn)在埋設(shè)時(shí)與建筑物牢固相連，這樣才能由觀測(cè)點(diǎn)的變化監(jiān)測(cè)出建筑物的變化情況。為保證每次觀測(cè)路線的統(tǒng)一，在工作點(diǎn)與沉降觀測(cè)點(diǎn)之間的觀測(cè)路線應(yīng)固定，儀器的假設(shè)位置與轉(zhuǎn)點(diǎn)處因用標(biāo)記樁做好記錄。另外需考慮因高層建筑裝修裝飾，對(duì)觀測(cè)點(diǎn)造成的破壞和影響。 

　　2.3 沉降觀測(cè)精度要求 

　　沉降觀測(cè)精度按觀測(cè)限差分類，分為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)、四級(jí)。對(duì)變形特別敏感的高層建筑或超高層建筑應(yīng)符合二級(jí)以上精度等級(jí)的沉降觀測(cè)精度要求，二級(jí)精度要求觀測(cè)方法按國(guó)家一等精密水準(zhǔn)測(cè)量技術(shù)規(guī)范要求實(shí)施精密液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量。垂直位移測(cè)量的高程中誤差為±0.5mm，相鄰點(diǎn)高程中誤差為±0.3mm。對(duì)于一般高層建筑應(yīng)符合二級(jí)或三級(jí)精度等級(jí)要求進(jìn)行測(cè)量。三級(jí)精度要求觀測(cè)方法按國(guó)家二等精密水準(zhǔn)測(cè)量技術(shù)要求實(shí)施精密液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量。垂直位移測(cè)量的高程中誤差為±1.0mm，相鄰高程中誤差為±0.5mm。 

　　3 高層建筑沉降觀測(cè)的操作要求 

　　高層建筑沉降觀測(cè)具有障礙物多且零亂混雜，觀測(cè)條件復(fù)雜，通視條件較差；沉降點(diǎn)容易遭到破壞；觀測(cè)周期長(zhǎng)，人員設(shè)備物資消耗大；數(shù)據(jù)信息量大，處理繁復(fù)；觀測(cè)具有實(shí)時(shí)性，是不可逆的等多種特點(diǎn)。除了設(shè)備、儀器、物資要保障到位以外，要求技術(shù)員不僅具有較高的測(cè)繪技術(shù)水平來測(cè)量和分析數(shù)據(jù)之外，還要細(xì)心細(xì)致，一絲不茍。 

　　3.1 儀器設(shè)備要求 

　　高層建筑沉降觀測(cè)不僅需要采用高精度的測(cè)繪儀器，并且對(duì)精度的要求也很高，測(cè)繪儀器的附件也需與觀測(cè)精度相適應(yīng)。使用精密水準(zhǔn)儀才能精確地反映出高層建筑在不斷加荷作用下的沉降變化，一般誤差應(yīng)小于變形值的1/10～1/20。高精度銦合金水準(zhǔn)尺因受環(huán)境及溫差的影響較小被廣泛適用于高層建筑沉降觀測(cè)。首次觀測(cè)前所用儀器的各項(xiàng)指標(biāo)需進(jìn)行檢測(cè)校正，經(jīng)常使用的需定期檢定校準(zhǔn)。 

　　3.2 人員素質(zhì)要求 

　　測(cè)量人員必須具備專業(yè)技術(shù)，能熟練掌握操作儀器，熟悉測(cè)量規(guī)范，針對(duì)不同工程具體特點(diǎn)選用不同的測(cè)量方法及作業(yè)順序。能真實(shí)記錄原始數(shù)據(jù)，按施工測(cè)量規(guī)范的要求計(jì)算、整理成果。對(duì)施測(cè)過程中出現(xiàn)的問題能夠有針對(duì)性的分析原因并正確地運(yùn)用相關(guān)測(cè)繪原理進(jìn)行平差計(jì)算。能按質(zhì)按時(shí)按量地完成測(cè)量工作，提供準(zhǔn)確的沉降觀測(cè)報(bào)告。 

　　3.3 觀測(cè)時(shí)間要求 

　　高層建筑由于基礎(chǔ)載荷的作用，地基土層的壓縮逐步累加，沉降由此增加。高層建筑的沉降觀測(cè)對(duì)時(shí)間非常敏感，尤其是首次觀測(cè)，必須按規(guī)定的時(shí)間開始，否則觀測(cè)數(shù)據(jù)就不是原始數(shù)據(jù)，整個(gè)觀測(cè)過程也就失去了意義。其他各階段的復(fù)測(cè)，也有著嚴(yán)格的時(shí)間限制，不可漏測(cè)、補(bǔ)測(cè)。只有如此，才能得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，從而計(jì)算分析出沉降規(guī)律和變化。一般高層建筑物的沉降觀測(cè)按數(shù)天/每次或按數(shù)層/每次為一觀測(cè)周期。特別敏感的高層建筑或者超高層建筑需綜合考慮建筑的變形速率，地基條件，施工程度、觀測(cè)精度等多種因素來制定觀測(cè)周期，觀測(cè)頻率也應(yīng)較大。高層建筑在施工期，竣工后沉降的速度都不同，觀測(cè)周期和頻率都應(yīng)隨著地基土層的壓縮情況進(jìn)行分段設(shè)計(jì)方案。施測(cè)方案所規(guī)定的觀測(cè)周期必須得到嚴(yán)格執(zhí)行。 

　　3.4 施測(cè)要求 

　　根據(jù)沉降施測(cè)方案，首次觀測(cè)應(yīng)等觀測(cè)點(diǎn)穩(wěn)固后實(shí)施。由于高層建筑有地下結(jié)構(gòu)的存在，首次觀測(cè)應(yīng)自基礎(chǔ)開始。首次觀測(cè)對(duì)沉降觀測(cè)點(diǎn)高程值的精度要求非常高，以后所有觀測(cè)都以首次觀測(cè)的高程值為基礎(chǔ)，每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)首次高程應(yīng)在同期觀測(cè)兩次，對(duì)比兩次觀測(cè)結(jié)果，高差不的超過±0.5mm。一般選用N2級(jí)精密水準(zhǔn)儀。臨時(shí)觀測(cè)點(diǎn)隨建筑結(jié)構(gòu)的升高上移一層并進(jìn)行觀測(cè)，到+0.00時(shí)，需按規(guī)范埋設(shè)永久觀測(cè)點(diǎn)，定期復(fù)測(cè)，直至竣工。每個(gè)測(cè)量周期，都應(yīng)及整理觀測(cè)數(shù)據(jù)，計(jì)算出沉降量、沉降差，從而得到本周期平均沉降量和沉降速度。若發(fā)現(xiàn)沉降情況量異常，應(yīng)立即通知委托方，以便及時(shí)采取措施，同時(shí)應(yīng)適當(dāng)增加調(diào)整監(jiān)測(cè)次數(shù)。 

　　4 結(jié)語 

　　高層建筑沉降觀測(cè)的技術(shù)方案選擇需要遵循基準(zhǔn)網(wǎng)的布設(shè)原則、沉降觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè)原則同時(shí)還要符合沉降觀測(cè)的精度要求。而高層建筑沉降觀測(cè)的操作責(zé)需要精密的儀器設(shè)備，較高的人員素質(zhì)，合理的觀測(cè)方案以及對(duì)測(cè)量成果的準(zhǔn)確分析。建立有效的沉降觀測(cè)和預(yù)警機(jī)制，通過政府部門和行業(yè)協(xié)會(huì)來制定規(guī)范，從而降低高層建筑由于沉降造成的安全隱患。 

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