高層建筑沉降觀測技術及數據分析探討

1、高層建筑沉降觀測技術及數據分析探討【論文摘要】為了對建筑的平安性能提供嚴格保障，產生了針對高層建筑物的變形觀測。不管是在高層建筑施工的準備期、施工期還是運營期，變形觀測中的沉降觀測對建筑本身建設的平安性、穩(wěn)定性都有著舉足輕重的作用。沉降觀測也成為施工生產中的必要生產工程，是高精度、高質量的高層建筑的平安前提。本文重點闡述了高層建筑物沉降觀測中精密水準測量的原理和方法，并對觀測期間產生的數據給予了分析?！娟P鍵詞】高層建筑；沉降觀測；水準測量；數據處理0 引言伴隨社會不斷的進步和物質需求與精神文明的逐步提高以及日臻成熟和完善的建筑施工技術水平【1】，同時，也因日益增多的人口與土地資源的矛盾，高層建

2、筑物越來越多【2】。為了對建筑的平安性能提供嚴格保障，產生了針對高層建筑物的變形觀測。所謂建筑物的變形觀測就是對建筑物本身的水平位移觀測、沉降觀測、傾斜觀測等等。沉降觀測的意義是：能夠有效的為工程施工質量和地基根底設計質量的評估提供依據，并能及時的反映出建筑體建造過程中隨著負荷的增加，和地基附加壓力的增大，其豎向壓縮變形的沉降從零開始直至沉降穩(wěn)定的變化情況。因此，工程施工過程中對建筑物進行沉降觀測【4】，具有非常重要的作用。1 沉降觀測原理與方法1.1 建筑物沉降的原因在建筑物的施工過程中，出現因施工誤差而造成建筑物的荷載分布與預計分布不均勻的情況是不可防止的，這種細微的過失就會導致建筑發(fā)生形

3、變【5】。在建筑物施工和運營階段，其自身結構形態(tài)造成荷載分布不均勻會導致建筑物發(fā)生形變。隨著建筑物的建設，由于建筑物的荷載不斷增加，其地基土在壓力的作用下被不斷壓實，體積縮小，從而引起建筑的沉降變形。1.2 沉降觀測原理沉降觀測亦稱沉陷觀測是變形觀測中用得最多的，它是指對所設置的觀測點進行持續(xù)的垂直位移觀測，根據工程特點分階段地得出沉降觀測成果，據此推斷或驗證工程實施的可靠程度【6】。變形觀測中沉降觀測極為重要。沉降觀測作業(yè)簡單但精度要求高，它不僅能提供沉降量，還可以推算建筑物的傾斜以及水平構件的撓度等。工程建筑物從施工開始到竣工，以及建成運營后很長一段時間，沉降是不可防止的。沉降在一定的限度

4、之內屬正常現象，但一旦超過某一限度【7】，就會危及建筑物的平安。1.3 沉降觀測方法沉降觀測的方法有：水準測量方法、三角高程測量方法、數字攝影測量方法、InSAR方法、GPS方法、地面沉降監(jiān)測站基巖標和分層標組、地下水動態(tài)監(jiān)測等。2 高層建筑沉降觀測實例2.1 工程概況該工程占地面積為67854.09m2，建筑結構形式為框架剪力墻結構，地基類型為樁基根底。建筑設計單位為西南設計院，建筑施工單位為成都建工5公司；設計用途為住宅，層數為25。2.2 觀測點的布設和觀測在建筑物的四角、大轉角及建筑物的外墻每10-20m處或每隔2-3根柱基上布設沉降觀測點。市場營銷畢業(yè)同時在上下建筑物、縱橫墻交界處、

5、建筑物裂縫或沉降縫兩側、框架結構建筑物局部基柱上設置觀測點。間距大約15m，地質復雜以及膨脹土質的建筑物，在承重內隔墻中部設內墻點。片伐根底、箱型根底底板或接近根底的結構局部之四角處及中部位置設置觀測點。根據建筑物結構及根底吃力層特點，擬在建筑物主題布設12個沉降觀測點，如圖1所示：采用天寶生產的DINI03電子水準儀及相應的銦瓦水準尺和尺墊按照二級水準觀測精度，從基準點開始組成閉合、附合或結合水準路線進行觀測。施工過程中3#樓每3層觀測1次，封頂后每2-3個月觀測1次，在主體竣工驗收靜荷載加載完畢時如沉降數據到達?建筑變形測量規(guī)程?規(guī)定的穩(wěn)定標準，可停止觀測，否那么應繼續(xù)進行觀測工作，直至到

6、達穩(wěn)定標準為止。3 沉降觀測數據綜合分析圖2詳細記錄了從第1期到第12期的各個觀測點的高程數據，從表中可以看出隨著建筑物的逐漸修建過程中，各個觀測點的高程數據的值是在成逐漸減小的趨勢，說明建筑體在發(fā)生沉降變化，也說明整個建筑的變化狀態(tài)是符合理論實際研究的。曲線在首次觀測后即發(fā)生上升現象。產生這種現象的原因，一方面，可能是初測精度不高；另一方面，也可能是施工區(qū)內降水變化引起的；如果是施工區(qū)內降水變化引起的，那么屬正?，F象。如果是因為初測精度不高所引起的，曲線上升超過5mm，應將第一次觀測成果作廢，而采用第二次觀測成果作為首測成果，如曲線上升在5mm之內，那么可調整初測標高與第二次觀測標高一致。曲

7、線的波浪起伏現象。曲線在后期呈現波浪起伏現象，此現象在沉降觀測中最常遇到，常常是測量誤差所造成的。曲線在前期波浪起伏所以不突出，是因建筑物下沉量大于測量誤差之故，但到后期，由于建筑物下沉極微或已接近穩(wěn)定，因此在曲線上就出現測量誤差比擬突出的現象。處理這種現象時，應根據整個情況進行分析，決定自某點起，將波浪形曲線改成水平線。曲線自某點起漸漸上升。產生此種現象一般是由于水準點下沉所致，水準點是逐漸下沉的，而且沉降較小，但建筑物初期沉降量較大，即當建筑物沉降量大于水準點沉降量時，曲線不發(fā)生上升，到了后期，建筑物下沉逐漸穩(wěn)定，如水準點繼續(xù)下沉，那么曲線就會發(fā)生逐漸上升現象。因此在選擇或埋設水準點時，特

8、別在建筑物上設置水準點時，應保證其點位的穩(wěn)定性，如已查明確系水準點下沉的原因，那么應測出水準點的下沉量，以便修正觀測點的標高。曲線在中間某點突然上升。發(fā)生這種現象的原因，是水準點或觀測點被碰動所致，當水準點碰動后低于被碰動前的標高及觀測點被碰動后高于被碰動前的標高時，才會出現上升現象的可能。由于水準點或觀測點被碰動，其外形必有損傷，比擬容易發(fā)現對這個問題必須進行合理的處理，其方法是：選擇結構、荷重及地質等條件都相同的臨近另一沉降觀測點，取該點在同一期間內的沉降量，作為被碰動觀測點的沉降量。此法雖不能真正反映觀測點的沉降量，但如果選擇適當，可得到比擬接近實際情況的結果。4 結論沉降觀測對高層建筑的施工以及運營都有極為重要的作用，通過對沉降觀測技術的應用，可以加強對施工過程的監(jiān)控，能夠更加合理的指導