沉降观测在高层建筑物变形监测中的应用

2019-04-26常智胜

有色金属设计 2019年1期

肖英，田鸿，侯平，周坚，常智胜，胡耘

(1.贵州省地矿局一一三地质大队，贵州六盘水 553000；2.六盘水凉都虹磊测绘咨询有限公司，贵州六盘水 553000)

0 引言

随着建筑层数的不断增加，也会相应提升荷载力，由于存在上部结构和地基的共同作用，会导致建筑出现不均匀沉降问题，不仅会导致其发生倾斜和裂缝影响，还会对建筑使用安全性造成影响，所以社会开始广泛关注高层建筑等稳定性和安全性问题。对于建筑施工人员来说，应当注重观测建筑变形情况，在深入了解和掌握变形规律之后，还可以对建筑未来变形情况进行预测，采取合理有效的整改措施。在建筑变形监测当中要全面注重沉降监测问题，此次研究就高层建筑沉降变形问题进行讨论。

1 高层建筑变形沉降的必要性分析

在采用沉降观测法对高层建筑变形情况进行监测分析时，首先需要深入分析建筑物变形产生的原因，这样才能够提出针对性的处理措施。导致高层建筑出现变形的原因主要包括以下几个方面：首先，建筑物自身原因，该项原因主要包括建筑物自身结构形式和荷载重力。其次为自然条件因素，该因素主要是建筑物地基的地质情况，土壤物理性质以及水文条件。除上述原因之外，建筑工程前期规划设计不合理，施工技术不规范等都会导致建筑物出现沉降问题。对于以上所导致的沉降原因来说，使用沉降观测法可以按照建筑变形原因进行正确有效的监测。由于高层建筑的沉降观测主要是按照水准基点，对变形体上所设置的变形点高程变化值进行测量。建筑沉降观测需要使用液体静力水准或者几何水准测量方法，当和构件则可以使用机械倾斜仪器进行测量。

2 合理设置观测点和水准基点

2.1 设置水准基点

水准基点属于垂直位移监测的基点，所以需要在建筑变形影响范围内设置水准基点，并且将该基点与观测点之间的距离控制在60 m左右，确保持久性和稳固性，并且不会受到施工操作的影响。在埋设标石时则需要按照二级水准基点规格进行，也可以将基准点设置在基岩上，并对其进行校核。

2.2 设置沉降观测点

在设置观测点时需要将位置选取在变形体上，这样可以有效反映出变形点所表示的变化特点。按照工程支护结构，地质情况以及所受荷载力等确定观测点设置数量。高层建筑物应当沿着周边每相隔15 m设置一个观测点。观测点应当稳固埋设，确保可以长时间存储。对于观测点的设置高度来说，则需要便于垂直立尺观测。对于观测点的埋设形式来说，则必须按照建筑物的形式和结构锁定，通常包括设备基础观测，角钢埋设观测以及永久性观测点。

在变形监测期间，不仅需要明确沉降观测点数量和位置，还应当注重标识选择。对于观测点标志来说，通常是采用角钢和圆钢制成。如果考虑到建筑物外体美观性，则可以考虑采用有色金属。在确定观测标志设置位置时，则应当同时安装在建筑物地下室和基础墙。

2.3 沉降观测方法和精度要求

沉降观测主要是按照水准点定期对建筑物观测点高程进行测量，有利于计算沉降量。对于高层建筑沉降观测来说，则应当使用精密水准仪，并且按照国家相关标准进行量测。在设置观测点时，需要将其与水准基点进行联测。观测方法及其精度要求，见表1。

在观测期间需要在稳定且清晰时间段内进行，并且需要尽量减少转站情况，确保视线长度不大于50 m。

表1 沉降观测精度要求和观测方法

在观测过程中应当确保前视距离和后视距离一致性。为了全面提升精度，并且使用固定人员，仪器设备和测量路线等测量方式。沉降观测周期必须按照建筑物观测精度和特征进行，高层建筑结构在施工建设期间，在完成结构浇筑之后需要进行观测，随时浇筑随时观测。在竣工之后需要在季度内实施观测，并且在工程完成并投入使用之后，在旱季和雨季各进行观测，直至沉降稳定。

2.4 沉降观测周期

观测周期能够全面反映出建筑物沉降变化规律，由于沉降观测对于时间周期的影响比较多，尤其是首次观测，避免无法获得沉降观测原始数据，对整个观测结果造成影响。通常情况下，高层建筑存在较多地下结构，因此在第一次观测时必须从基础开始，在基础纵横轴上需要按照预先设置的位置埋设观测点，在固定好临时观测点之后就可以开始观测。对于第一次观测所获得的高程值来说，则可以将其作为后续观测的基础高程，并且具备较高的精度要求。因此在实际测量期间必须使用精密水准仪，并且在同一时间段对每个观测点采取多次观测方法，从中选取平均值。如果同一个观测点的高差<0.5 mm，则认为首次观测数据具有较高的可靠性。随着建筑层数的持续增加，则需要将观测点移动至上一层实施观测，直至成为永久性观测点。