浅谈高层建筑施工中沉降监测技术及应用

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摘要：本文介绍了高层建筑施工中沉降监测的程序及步骤、需要特别注意的问题，并以建筑工程实例说明对高层建筑施工过程进行沉降监测具有极为重要的作用。

关键词：高层建筑施工过程沉降监测应用

On the high-rise building construction in the settlement monitoring technology and applications

Abstract: This paper describes the high-rise building construction in the settlement monitoring procedures and steps in need of special attention, and construction examples of high-rise building construction settlement monitoring process has a very important role.

Keywords: high-rise building，the construction process，settlement monitoring，application

前言

随着城市建设的快速发展，建筑施工作业的逐渐规范化，施工中的沉降变形问题越来越受到重视。而高层建筑的施工中，建筑基础会发生较大的沉降、甚至明显的不均匀沉降，对建筑物的安全造成极大地威胁。因此，建筑物施工期间，有效地进行监测并通过已有观测数据来预测建筑物地基及其本身的沉降变形情况已成为确保建筑物安全的重要工作。

1、建筑物沉降监测实施步骤

1.1监测基准点的布设

监测基准点是整个沉降观测的基础，技术人员将根据它们来进行测量，求得沉降值，所以基准点选择合适恰当与否事关沉降监测的准确。一般沉降监测工作中，需要至少布设三个基准点。因为在距离施工区较远的地方，其稳定性受建筑物的影响越小，所以基准点应选择距离建筑施工区50～100m以外稳定性较好的埋设点。如果不具备上述条件的基准点，可选择在施工开挖、地面沉降和震动区范围之外，安全，隐蔽性好，地质条件稳定的区域埋设符合规范要求的基准点。对于高程基准点，也可选择在基础深且稳定的建筑上。在使用基准点进行施工沉降监测之前要在确定其稳定性，否者禁止使用。此外，每次都要测定各基准点之间的高差，确保它们之间是相对稳定的，并且基准点要定期与远离施工区的高等级水准点联测，以检核其稳定性。

1.2观测点的布设

为了能够准确反映出施工中建筑物的沉降量与沉降趋势，沉降观测点要埋设在最能反映沉降特征，观测点应有足够的数量，且设置在便于观测的位置，以便准确测出整个建筑的沉降。布设时尽量选点在隐蔽的位置，避免和减少破坏建筑物的装饰与外观，以免产生不必要的纠纷。

1.3沉降监测的实施

技术人员根据编制的沉降监测方案及确定好的观测周期进行施测，首次观测一定要在变形观测点稳定后及时进行。一般高层建筑物或有数层地下结构层，首次观测应从其基础开始，在基础的纵、横轴线上按设计好的位置埋设临时沉降观测点，待其稳固好后进行首次观测。首次观测的观测点高程值是以后各次观测用以比较的基础，因此施测时一般用N2或N3级精密水准仪。建筑物结构每升高一层，临时观测点应移上一层并进行观测，直到建筑物±0.000m处。再按规定埋设永久观测点，以后每增加1层就复测1次，直至竣工。

1.4监测结果的整理

将各次沉降观测数据的原始数据进行整理、检查无误后，进行平差计算，求出各次每个观测点的高程值，计算出各变形观测点的沉降量和累计沉降量。监测结果分析整理方法如下：

(1)根据各观测周期平差计算的沉降量，以统计表的形式进行汇总。(2)绘制各观测点的沉降曲线图。(3)根据沉降量统计表和沉降曲线图，预测建筑物的沉降趋势，并将建筑物的沉降情况及时反馈到有关主管部门，以正确地指导施工。

2、沉降监测中应注意的问题

2.1沉降监测工作应遵循的原则

建筑物施工沉降监测中每次观测必须坚持一定的工作原则，较少监测中的系统误差和人为误差，可以尽量减少观测误差的不定性，使所测的结果具有统一的趋向性，保证各次观测结果与首次观测的结果具有可比性，使所观测的沉降量更真实。监测过程中必须遵循以下原则：(1)沉降观测依据的基准点、工作基点和被观测物上的沉降观测点其点位要稳定；(2)测量用仪器、设备要稳定；(3)观测者应固定；(4)每次观测时的环境条件基本一致；(5)观测路线、镜位、程序和方法要固定。

2.2沉降监测软、硬件要求

首先，技术人员必须具备测量专业的基本知识和基本技能，熟悉测量理论，熟练掌握精密仪器的操作规程，能针对具体工作情况采用合理的观测方法及观测程序进行监测工作，能够正确分析实施过程中出现的问题，并能正确的运用误差理论进行平差计算，做到精确、按时、快速地完成观测任务，并能对测量数据进行分析，得出沉降趋势指导施工过程。其次，由于沉降监测工作精度要求较高，为能精确地反映出基坑的支护结构及建筑物在不断加荷作用下的沉降情况，一般沉降监测规定测量的误差应小于变形值的1/10～1/20，并能反映出1～2mm的变形量，故沉降监测必须使用精密度高的水准仪，配套水准尺必须使用高精度水准尺。

2.3沉降监测精度的要求

不同的建筑物特性及使用要求不同，监测精度的等级也有所差异，因此要根据建筑物的特性和建设、设计单位的要求选择恰当的沉降观测精度等级。在一般性的高层建筑物施工过程中，一般采用二等水准测量的观测方法进行观测，以满足沉降观测工作的精度要求。沉降监测各项观测指标要求如下：(1)往返较差、附合或闭合线路的闭合差:fh≤0.30n0.5mm(其中n表示测站数)；(2)每站的后视距离、前视距离均不大于30m；(3)每站的后视距离与前视距离之差不大于1.0m；(4)各站后视距离与前视距离之差的累计值不大于3.0m；(5)沉降观测点相对于后视点的高差容许差不大于0.5mm；(6)水准仪的精度不低于N2级别。

3、工程实例

某高层住宅大楼为18层，高约50m，建筑面积为14000m2。为保证此楼的施工质量与运营期间安全,经与设计、施工单位共同研究，在能充分反映变形的情况下，布设了15个沉降观测点，自2008年5月29日至2009年3月1日，对该楼进行了20期沉降监测，并根据监测结果对其进行综合分析。每次观测使用相同仪器，同一观测者，相同的路线，设站基本相同，构成了一个闭合环。观测高程闭合差最大为-2.08mm，小于二等水准测量的要求，累计平均沉降量为-21.255mm，平均沉降量为0.018mm/d，各期观测平均沉降量和平均沉降速度如表其所示根据观测数据汇总表，以观测时间为横坐标，以累计沉降值为纵坐标，绘制出主要沉降点的变形过程线，可以明显地反映出沉降的趋势、规律和幅度。综合分析，该建筑物沉降速度控制在0.01～0.04mm/d之内，认为该工程达到稳定指标。

4、结语

对高层建筑施工过程进行沉降监测具有极为重要的作用，既可以加强施工过程监控，指导项目经理制定合理的施工工序，又可以避免及预防在施工过程中出现不均匀沉降现象，及时反馈信息为勘察设计施工部门提供详尽的第一手资料。通过沉降监测了解沉降原因，施工单位制定相应对策以避免建筑物主体结构的破坏或产生影响结构使用功能的裂缝，造成不必要的巨大的经济损失。

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