高层建筑沉降观测相关问题探讨
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【摘要】随着社会的不断进步，物质文明的极大提高及建筑设计施工技术水平的日臻成熟完善，同时，也因土地资源日渐减少与人口增长之间日益突出的矛盾，高层及超高层建(构)筑物越来越多。为了保证建构筑物的正常使用寿命和建（构）筑物的安全性，并为以后的勘察设计施工提供可靠的资料及相应的沉降参数，建（构）筑物沉降观测的必要性和重要性愈加明显。基于此，本文对高层建筑沉降观测相关问题进行了研究。
【关键词】高层建筑沉降观测相关问题
中图分类号： TU97 文献标识码： A 文章编号：
高层建筑物一般具有高度较高，质量较大，埋置基础必须达到一定深度的特点，对由于地基不均匀造成的建筑物的倾斜指标和地基变形量指标有着严格的限制。国家规范将高层建筑的变形观测列入其中，要求在高层建筑物施工过程中应用沉降观测技术对过程加强监控，避免重大经济损失和社会负面影响。变形测量贯穿于高层建筑的整个施工过程和竣工后的一定时期，通过对建筑物和地基的精密沉降观测，及时反馈数据信息。根据测量数据对沉降的变化规律进行研究，分析沉降原因和将来的发展程度，才能对施工进行指导，积极采取措施，确保高层建筑的施工安全和使用安全。
一、高层建筑发生沉降问题的原因分析
1、地基土不均匀
每个地区的地质情况不同，在地基土的成分相对比较复杂的地方，通常会由多种材料构成，在通常的设计中，这类问题常作一定的简化、假定处理，形成了地基土的压缩模量及其密实度等数据，在设计阶段通过这些量计算出结果，这显然与实际情况有一定的误差，所以，就会导致高层建筑的不均匀沉降现象的发生。
地基的处理上选取的方法不当
对于建筑的不同地基就要采取不同的处理方法等，实际工程中还要对不同情况及要求进行不同的处理。每个地区的地质条件有很大的差异，外加其它因素，最终所选取的进行地基处理的方法也比较复杂，方法的选取要非常谨慎，有时候处理方法的选取不当会导致沉降的发生。
建筑施工过程中的某些问题
在工程的前期勘测阶段，如果地质勘探的工作不够细致，忽视了某些问题和不良的地质现象等，会造成施工过程中没有对问题进行妥善的处理，会造成高层建筑的沉降问题。另外，如果在施工过程中有违规行为的发生，同样会导致这些高层建筑物在后期发生沉降问题。
4、在建筑的设计和计算阶段有不恰当的地方
在高层建筑的具体设计阶段，如果沉降经验系数存在取值不当的问题，或者是计算方法的选取不恰当，都会产生一定的计算误差，从而造成不良的影响。设计者往往会对一部分数据进行精确的计算，但是会对一些部分进行估算，这样也会出现建筑基础沉降的问题，造成严重的后果。
沉降观测的基本要求
1、仪器设备要求
高层建筑沉降观测不仅需要采用高精度的测绘仪器，并且对精度的要求也很高，测绘仪器的附件也需与观测精度相适应。使用精密水准仪才能精确地反映出高层建筑在不断加荷作用下的沉降变化，一般误差应小于变形值的1／10～1／20。高精度铟合金水准尺因受环境及温差的影响较小被广泛适用于高层建筑沉降观测。首次观测前所用仪器的各项指标需进行检测校正，经常使用的需定期检定校准。
2、人员素质要求
测量人员必须具备专业技术，能熟练掌握操作仪器，熟悉测量规范，针对不同工程具体特点选用不同的测量方法及作业顺序。能真实记录原始数据，按施工测量规范的要求计算、整理成果。对施测过程中出现的问题能够有针对性的分析原因并正确地运用相关测绘原理进行平差计算。能按质按时按量地完成测量工作，提供准确的沉降观测报告。
3、观测时间要求
高层建筑由于基础载荷的作用，地基土层的压缩逐步累加，沉降由此增加。高层建筑的沉降观测对时间非常敏感，尤其是首次观测，必须按规定的时间开始，否则观测数据就不是原始数据，整个观测过程也就失去了意义。其他各阶段的复测，也有着严格的时间限制，不可漏测、补测。只有如此，才能得到准确的数据，从而计算分析出沉降规律和变化。一般高层建筑物的沉降观测按数天/每次或按数层/每次为一观测周期。特别敏感的高层建筑或者超高层建筑需综合考虑建筑的变形速率，地基条件，施工程度、观测精度等多种因素来制定观测周期，观测频率也应较大。高层建筑在施工期，竣工后沉降的速度都不同，观测周期和频率都应随着地基土层的压缩情况进行分段设计方案。施测方案所规定的观测周期必须得到严格执行。
4、观测点的要求
为了能够反映出建构筑物的准确沉降情况，沉降观测点要埋设在最能反映沉降特征且便于观测的位置。一般要求建筑物上设置的沉降观测点纵横向要对称，且相邻点之间间距以15～30m为宜，均匀地分布在建筑物的周围。通常情况下，建筑物设计图纸上有专门的沉降观测点布置图。再就是，埋设的沉降观测点要符合各施工阶段的观测要求，特别要考虑到装修装饰阶段因墙或柱饰面施工而破坏或掩盖住观测点，不能连续观测而失去观测意义。
5、沉降观测精度的要求
根据建筑物的特性和建设、设计单位的要求选择沉降观测精度的等级。再未有特除要求情况下，一般性的高层建构筑物施工过程中，采用二等水准测量的观测方法就能满足沉降观测的要求。各项观测指标要求如下：
（1）往返较差、附和或环线闭合差：h＝Σa-Σb≤l√n—，表示测站数。(或h＝Σa-Σb≤1.0√L—，L 表示观测路线距离)
（2）前后视距：≤30m
（3）前后视距差：≤1.0m
（4）前后视距累积差≤3.0m
（5）沉降观测点相对于后视点的高差容差：≤1.0mm
（6）水准仪的精度不低于N2 级别
三、具体施测程序及步骤
1、建立水准测量控制网
根据高层建筑的平面特点、现场环境制订可行的沉降观测方案，并按建设单位或当地城建规划部门提供的水准控制点(或精密导线点)建立场区水准测量控制网，要求：(1)一般高层建筑四周应布置不少于三个水准点，水准点间距不大于50m；(2)场区内任一处架设仪器施测时，均能至少后视到两个水准点，以利于作闭合校验；(3)各水准点应设在建筑物基坑开挖、地面沉降和受振区范围之外。以确保沉降观测精度。
建立固定的观测路线
按场区水准控制网和沉降观测点的埋设要求确定观测点的位置，并绘制出平面布置图；在水准控制点与观测点之间建立固定的观测路线；在架设仪器的站点与转点处打下标记桩并按序编号，以保证按统一路线施测。
沉降观测
按照已制订的观测方案和观测周期实施沉降观测。一般高层建筑均有1-2层地下室，首次观测应从基础开始。在基础的纵横轴线(基础外侧)上，根据已确定的观测点平面位置作出临时观测点标记后即可进行首次观测。首次观测的沉降观测点高程值是以后观测的基础，其精度要求很高，施测时务必十分认真、细致，要求每个观测点的高程数据应由两次观测后的平均值来确定。随结构每升高一层，临时观测点上移一次并作一次观测、记录，直至±0．000m，再按规定埋设永久观测点(一般设在+0．500m处)，然后按预定的观测周期继续观测并记录。如设计需要对高层建筑由于基础不均匀沉降产生的基础相对倾斜值和基础挠度值作出计算，则可将沉降观测的最终结果按《规范》之附录六“基础相对倾斜值和基础挠度计算公式”进行计算。
总结
在高层建筑沉降观测中由于建设单位在工程开工后没有及时确定观测单位等各方面的原因， 在地下室施工阶段没有进行沉降观测， 或者观测中期由于观测单位不及时、现场环境阻碍等没有及时的进行相关的观测， 使得观测成果不能准确的反映建筑的沉降状况， 所以作为工程建设的业主一定要加强沉降观测的管理， 不仅要及时的确定观测单位， 而且要监督观测单位的行为， 不能够流于形式。
参考文献
[1]刘星，吴斌。工程测量学.重庆大学出版社，2004.
[2]王仁谦。建筑物的变形观测方法[J].华侨大学学报（自然科学版），
2002.