高层建筑物沉降观测技术及工程应用结果分析

李秀峰

(珠海市测绘院，广东 珠海 519015)

1 引 言

随着当前城市的迅速发展，高层建筑日益增多，必须要对其安全问题进行考虑，其中建筑物沉降是需要面对的问题之一。高层建筑物荷载较大，容易受到多种因素影响造成不均匀沉降，为保证安全，在施工及运营过程中，必须对建筑的沉降量进行观测[1，2]。制定一套合理的沉降观测方案，不仅能保证观测结果的准确性和可靠性，还可以降低观测期间的生产成本[3，4]。本文对实际工作经验进行总结，并以参与的某业务大楼沉降观测为例，对高层建筑物沉降观测的设计及测量结果进行介绍。

2 高层建筑物沉降观测技术

高层建筑物沉降观测工作主要按照《建筑变形测量规范》(JGJ8-2007)、《建筑物沉降、垂直度检测技术规程》(DGJ32/TJ 18-2012)、《国家一、二等水准测量规范》(GBR897-2006)等相关规范要求进行。

2.1 观测点布设与观测精度

高层建筑物沉降观测的首要工作是布设观测网，它主要是在建筑物周边合适的位置埋设沉降观测基准点和观测点。观测网的布设必须要能对整个建筑物的沉降情况进行控制，并且基准点和监测点的数量也要根据建筑物情况进行考虑[5，6]。基准点是整个观测网的基准，必须具有较高的稳定性以及便于测量，并且与测区距离适中，减少测量过程中的误差累计。通常情况下，技术人员需依据建筑物周边情况将基准点埋设在基岩或者建筑物沉降影响之外的区域。沉降点的位置选择对建筑物沉降情况的反映起着重要的作用，观测点需置于易于观测、不易破坏的地方并且应注意避开暖气管、雨水管线等障碍物[3，7]。

观测精度直接决定着测量数据的准确性和可靠性，也直接决定测量仪器及测量人员的选择。为保证高层建筑的安全性，沉降观测精度一般要求较高，通常按照二等水准测量规范进行测量，如表1所示。

二等水准测量技术要求 表1

2.2 观测周期设置

施工期间需根据项目进度对建筑物进行全程观测，直至建筑物沉降进入稳定阶段[8]。测周期的合理设置对掌握建筑物沉降速率有着重要的影响，并且对观测成本也有一定程度的影响。通常情况下，在施工初期，观测次数较多，随着建筑物沉降速率变小，逐渐减少观测次数。

2.3 沉降稳定性判断

依据《建筑物变形测量规范》中关于沉降观测稳定阶段的要求：沉降是否进入稳定阶段，应由沉降量与时间关系曲线判定，对于一般工程，当最后两个检测周期的沉降速率小于 0.01 mm/d～0.04 mm/d时，可认为已进入稳定阶段[9，10]。

3 沉降观测实例及结果分析

以某业务大楼为例，按照上述观测方案设计，共布设3个基准点和18个沉降观测点，观测时间为2017/03/31～2017/12/22，由于该建筑并非新建工程，故只对其观测了9期数据。沉降观测点的布设采用弯钩式沉降观测点，沉降观测点布设在建筑物的受力柱上，点位距室外地坪约 30 cm，外墙装饰后重新布设弯钩式沉降观测点，点位布设位置不变，具体点位布设情况如图1所示。

图1沉降点位布设图

沉降观测使用鉴定合格的Trimble DiNi03(730160)型电子水准仪按照相关规范进行测量，保证了沉降观测数据的可靠性。每次观测时，各测点与基准点布设成闭合水准环网，采用逐次趋近法严密水准平差程序，求算出各测点的高程。对计算得到的高程进行处理，可得各点在观测期间的沉降曲线图，如图2所示。

图2 点位沉降曲线图

由图2可知，各点在观测期间内，均发生了沉降，其中该业务大楼最大沉降量为F5测点 13.0 mm，最小沉降量为F16测点 6.5 mm，累计平均沉降量为 9.7 mm。各观测点的沉降速率如表2所示，图3给出了沉降点的平均沉降速率曲线。

各点沉降速率(单位/mm/d) 表2

图3 沉降点v-t-s曲线图

由表2和图3可知：各点在最后四期的沉降速率均小于 0.04 mm/d，最后两个周期平均沉降速率为 0.023 mm/d、0.022 mm/d，均小于高层建筑物稳定阶段规范允许值，表明在现有荷载条件下，该业务大楼沉降可视为进入稳定阶段。

4 结 论

本文讨论了高层建筑物沉降观测方案的设计，并对某业务大楼沉降观测进行方案设计和观测，通过对观测的数据做相应点的处理，可知该业务大楼最终进入稳定状态。沉降监测对于控制高层建筑物变形具有重要作用，只有合理地制定方案，确定监测措施，才能提高检测精度，为建筑物的安全提供保障。