高层建筑沉降变形监测控制技术分析

2016-04-14赵荣武陈波梁兆友

地球 2016年12期

关键词：水准建筑物观测

■赵荣武陈波梁兆友

（牡丹江诚和工程咨询有限公司黑龙江牡丹江157000）

高层建筑沉降变形监测控制技术分析

■赵荣武陈波梁兆友

（牡丹江诚和工程咨询有限公司黑龙江牡丹江157000）

建筑变形监测的主要范围是对工业与民用建筑的地基、基础、上部结构及其场地的沉降测量、位移测量和特殊变形测量。建筑变形测量能确切地反映建筑地基、基础、上部结构及其场地在静荷载或动荷载及环境等因素影响下的变形程度或变形趋势。本文介绍了沉降变形监测技术在高层建筑施工中的作用，同时也对沉降变形监测技术的具体应用进行了详细论述说明，以供参考。

高层建筑沉降监测技术应用

0 引言

现阶段，社会科学技术逐步发展，城市建筑也发生了巨大转变，楼层建的越来越高，对建筑施工和监测控制技术也提出了更多要求。若要确保高层建筑的结构安全施工安全与使用安全，尽量保证和延长高层建筑的合理的设计使用年限，就必须在建筑物施工及使用过程中，严格遵循国家规范标准的规定，科学地对高层建筑进行沉降变形监测，为建筑物全寿命周期监管提供科学有效的数据。

1 引起高层建筑不均匀沉降的主要因素

在建筑物自重及其荷载作用下，或经地浸水、地下水升降变化、地震以及地下扰动等其它多种因素的复合影响，地基将发生变形。因地基变形使建筑物离开其建筑时的初始位置，沿重力方向移动的现象就称作建筑沉降。由于地质勘c察的原因、来自建筑结构设计方面的原因和施工等方面的原因，建筑地基不均匀沉降将引起建筑结构倾斜，或者导致构件开裂甚至破坏，它是引起高层建筑物事故的主要原因之一。因此避免或减轻高层建筑不均匀沉降危害，一直是高层建筑结构设计和施工中的重要课题。

2 沉降变形监测技术应用的规范标准

（1）中华人民共和国国家标准《建筑地基基础设计规范》GB500 07—2011 10.3.29（强条）基坑开挖应根据设计要求进行监测，实施动态设计和信息化施工；10.3.8（强条）下列建筑物应在施工期间及使用期间进行沉降变形观测：

①地基基础设计等级为甲级建筑物；

②软弱地基上的地基基础设计等级为乙建筑物；

③处理地基上的建筑物；

④加层、扩建建筑物；

⑤受临近深基坑开挖施工影响或受场地地下水等环境因素变化影响的建筑物；

⑥采用新型基础或新型结构的建筑物。

（2）仪器设备。目前很多高层建筑施工中沉降观测技术的应用都有着一定的规范标准，其中专业的仪器也是沉降观测技术应用的基本前提，因此配备专业的观测仪器也是非常必要的，这不仅会影响到沉降观测结果的准确度，同时也会更好的提高观测的效率。

（3）沉降观测时间。《建筑变形测量规范》JGJ 8—2007 5.5.5沉降观测的周期和观测时间应按下列要求并结合实际情况确定：

建筑施工阶段的观测应符合下列规定：

①普通建筑可在基础完工后后地下室砌完后开始观测，大型、高层建筑可在基础垫层后基础底部完成后开始观测。

②观测次数与间隔时间应视地基加荷情况而定。民用高层建筑可每加高1—5层观测一次，工业建筑可按回填基坑、安装柱子和屋架、砌筑墙体、设备安装等不同施工阶段分别进行观测。若建筑施工均匀增高，应至少在增加荷载的25%、50%、75%和100%时各测一次。

③施工过程若停工，在停工时及重新开工时应各观测一次。通过停工期可每隔2—3个月观测一次；

建筑使用阶段的观测次数，应视地基土类型和沉降速率大小而定。除有特殊要求外，可在第一年观测3—4次。第二年观测2—3次，第三年后每年观测1次，直至稳定为止。

具体应在施工前编制《单位工程高层沉降变形监测方案》并按其方案观测、监测，从而更好的保证沉降变形监测的质量。

3 高层建筑沉降观测技术的应用

3.1 准备工作

运用观测控制技术进行沉降变形监测时，需要准备好水准仪、水准尺、专业技术人员。（1）在观测高层建筑沉降与变形情况时，必须先运用0.5″的水准仪，尽量缩小高层建筑沉降观测过程中出现的差值。（2）要选用精确度较高的铟钢尺。在观测控制高层建筑的沉降变形过程中，可能会遇到各种环境条件的变化，让测量数值出现偏差，而铟钢尺可以更好地适应环境改变，不容易影响到测量数值。（3）在观测并控制高层建筑的沉降变形情况时，还应当安排具有专业水平和素质的技术人员，在观测不同建筑时，要结合其自身的特点，灵活性地选出最佳观测方法，并保证所得数据具有一定精确性。

3.2 精确度调节和数据处理

在沉降变形观测控制过程当中，需结合高层建筑的不同特征与实际情形，设计出具有针对性的沉降观测精确度等级。通常情况下，如果没有特殊的精确度需求，则可以运用二等水准进行观测，这一技术可以满足大多数高层建筑的观测控制需求。对于数据处理而言，必须确保观测到的数据具有较高的真实性和可信度，尽量避免出现误差。

3.3 确定水准控制观测网

本工程项目施工现场的地质、水文条件较为复杂，而且对于基础工程的质量要求也相对较高，工程技术人员在设计阶段制订了科学的沉降观测方案，并且根据实际要求建立了合理的水准控制观测网。两座高层建筑的间距为12m左右，在沉降观测中按照规范的计算公式得出各水准点的平均高程。本工程项目共设置3个水准点，分别布设于地面沉降、建筑开挖和震动范围外，各水准点之间的水平距离为63.4m。

3.4 固定沉降观测的路线

工程中沉降观测工作需要工程的技术人员来对水准点进行精确的掌握，并且按照沉降观测的基本要求来选择合适的观测路线。沉降观测路线不但要满足观测的设计方案和埋设需求，而且要明确各观测点的具体方位和观测内容。在本工程的各工作点和沉降观测点之间，分别设立了相应的固定沉降观测网，并且在转点与镜点定位处之间进行木桩标记，其目的是确保在每次的沉降观测时都可以保持统一的路线，提升沉降观测结果的精度。