基础施工及其沉降观测与控制措施
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摘要：随着改革开放的大力推进，国家经济发展迅猛，大型的工程建筑物日益增多，为保证建筑物的正常使用寿命和建筑物的安全性，勘察、设计、施工资料的准确、完整，相应的沉降观测参数，数据，建筑物沉降观测的必要性和重要性愈加明显。本文笔者首先概述了沉降观测及相关问题，重点探讨了点位布设方案方面需要注意的问题。
中图分类号：[TU196.2]文献标识码： A 文章编号：
一、前言
随着经济的快速发展，我国基础建设事业蓬勃发展，尤其是高层建筑物像雨后春笋般地涌现，建筑物的沉降观测越来越受到人们的重视和关注。尽管沉降观测对于建筑物安全运行很重要，加上我国对建筑物的沉降观测有着明确规定和技术要求，但在实际的建筑施工或使用过程中对沉降观测的认识一般都不够重视，主要有以下一些问题：建筑设计部门在设计图纸上没有沉降观测方面的要求或明确的图示标注；观测点的设置不符合规定；观测的时间不按设计要求或规范规定实施；沉降观测记录弄虚作假或凭空填报以及用户在使用过程中，没有按规定要求继续进行必要的沉降观测等。
二、沉降观测概述
1、建筑物沉降的因素
引起建筑物沉降的因素很多，它与建设场地的地形、地貌、地基岩性特征及建筑物本身有关，可以分为内部因素和外部因素。
一方面是内部因素引起的变形：
（1）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。
（2）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，但考虑从下部到上部的整体累积变形间的相互影响时，它是建筑物达到危险变形的一个重要因素。
另一方面是外部因素引起的变形：
（1）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。
（2）其余因素引起的变形：由于基础的地质构造不均匀，季节性和周期性的温度和地下水的变化引起以及受风力引起的摆动等。
2、沉降观测的目的
例如，某工程所处地区受到主要地震危险带的影响，因此在该地区建设中不可避免的遇到大面积液化地基处理问题，而地基液化正是引起建(构)筑物沉降变形的主要原因。
要求对该建筑物从基础施工至沉降稳定期间进行沉降观测。通过沉降观测，取得精确可靠的沉降数据，了解地基在不同荷载作用下随时间而发生的变形规律。施工阶段在建筑物一层浇注完以后每2层观测一次，封顶后至稳定观测四次（一年内），如发现异常情况及时通知业主及设计单位，为设计单位、施工单位提供建筑沉降数据，以便随时监督保证施工质量和建筑物的安全运营。
3、沉降观测的基本要求
（1）仪器设备、人员素质的要求
根据沉降观测精度要求高的特点，为能精确地反映出建构筑物在不断加荷作下的沉降情况，一般规定测量的误差应小于变形值的1／10-1／20，为此要求沉降观测应使用精密水准仪（S1或S05级），水准尺也应使用受环境及温差变化影弱小的高精度铟合金水准尺。在不具备铟合金水准尺的情况下，使用一般塔尺尽量使用第一段标尺。
人员素质的要求，必须接受专业学习及技能培训，熟练掌握仪器的操作规程，熟悉测量理论能针对不同工程特点、具体情况采用不同的观测方法及观测程序，对实施过程中出现的问题能够会分析原因并正确的运用误差理论进行平差计算，做到按时、快速、精确地完成每次观测任务。
（2）观测时间的要求
建构筑物的沉降观测对时间有严格的限制条件，特别是首次观测必须按时进行，否则沉降观测得不到原始数据，而使整个观测得不到完整的观测意义。其他各阶段的复测，根据工程进展情况必须定时进行，不得漏测或补测。只有这样，才能得到准确的沉降情况或规律。相邻的两次时间间隔称为一个观测周期，一般高层建筑物的沉降观测按一定的时间段为一观测周期（如：次/30天）或按建筑物的加荷情况每升高一层（或数层）为一观测周期，无论采取何种方式都必须按施测方案中规定的观测周期准时进行。
三、点位布设方案
1、基准点布设
基准点是变形观测中的高稳定性的点，它必须在整个变形观测中保持稳定，不被破坏。考虑到沉降和倾斜基准点埋设深度都应超过最大冻土线0.5米,沉降基准点和倾斜基准点布设成一体。基准点在布设时为了相互校核，以及防止由于某个基准点高程变动造成差错，布设了4个。并考虑了以下因素：
（1）由于观测精度较高，布设成网型、测站数最少的观测环线；
（2）基准点布设在了明显且通视良好、接近建筑物的轴线、保证安全的地方；
（3）考虑到基准点的稳定情况，布设在离建筑物最高点的1.5倍距离以外，避开了下沉范围；
（4）按规程规定，基准点应超过本地最大冻土线以下0.5米。
2、观测点的布设
观测点布设在建筑物上，用来测量其变形量，布设位置应能反映建筑物的变形的情况，点的位置数量应根据地质情况、支护结构形式、基坑周边环境和建（构）筑物荷载情况而定。布设时考虑了以下因素：
（1）布设在建筑物变形变化显著的地方，并要考虑施工期间乃至使用后仍能顺利进行观测的地方；
（2）在基础形式不同时，在各种形式变化的基础上埋设观测点；本次沉降观测点在百合塔身上布设了4个点，在后浇带另一侧布设了5个点，以观察塔身与后浇带另一侧的沉降差，为何时封后浇带提供参考。倾斜观测点使用激光测距棱镜，埋设在塔身高低两个水平上，在80米的环梁上设置4个，再10米环梁左右设置4个，由于倾斜观测欲采用距离和角度两种方案进行，在埋设棱镜的地方又粘贴激光反射贴片，为测量角度使用。
四、沉降观测点的布设原则
观测点的布设是沉降观测工作的基础，是能否合理、科学、准确地反映、分析、预测出整体建筑物沉降状况的关键性工作。在具体布设观测点之前，应先收集资料，熟读结构平面图，对建筑结构、施工现场、工程进度等有一个比较全面的了解，然后遵循以下原则进行选点。观测点的布设原则是:从整体到局部；先设计后实施，即“先选取能控制住整体建筑物的点位，后根据局部特征调整；先在图纸上规划、设计，然后到实地踏勘、对照、修改、确定、埋设”。
以前往往采用传统方式沿建筑物布设一圈观测点来进行沉降观测。但是，这种方法所提供的沉降量与实测的沉降量有很大的出入，原因在于：实践已经证明建筑物的边点，在某个阶段因荷载的加大往往会出现上升趋势。因此,为了保证沉降数据的真实性和有效性，我们建议在建筑物内部布点。点位布设原则是能通过点位控制住整体建筑物的整体沉降和局部沉降。同时，沉降观测点的布设还应当考虑到如下因素:
1、建筑物基础的岩土类型及其物理力学性质的差异决定了点位的疏密。人工填土和特殊土一定要加大观测点的密度，嵌岩桩基础可以适当减小观测点密度。
2、沉降量与高层建筑物的形状有关。矩形建筑因地表均匀受力可不考虑形状因素。对于那些形状不规则的建筑物，一定要考虑形状因素。例如:若建筑物形状为扇形则在布设观测点时，就应考虑到纬线短的区域(扇把处)观测点应适当加密；纬线长的区域，观测点应适当减少。
3、点位的密度还与荷载的变化有关。对于楼层高低不同且差异较大的整体建筑,应根据楼层的高低来区分点位密度。楼层低的，点位适当要稀；楼层高的，点位适当要密。
4、经济因素是布设观测点时应当考虑的重要因素之一。布设观测点时只要保证控制住一个区域即可，以免造成经济浪费。
五、结语
综上所述，在进行沉降观测时，必须排除一切不利因素，遇到复杂情况，需要积极寻找解决办法。只有这样，建筑物的沉降观测才能起到应有的警示作用，才能为建筑物的结构安全提供可靠的依据。
参考文献：
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