建筑物沉降观测的关键技术与数据分析——以碧桂园凤凰城建筑物沉降观测为例

李丰

(天津市勘察院，天津 300191)

1 引 言

随着经济建设的高速发展，各种复杂而大型的工程建筑物如高层建筑、高铁、地铁日益增多，建筑物沉降观测的重要性和必要性更加突出[1]。建筑物沉降观测有利于了解建设过程或使用过程中建筑物的变形情况，确保建筑物安全正常使用。通过分析沉降观测数据，可以对建筑物不均匀沉降及时预警，避免造成建筑物主体结构的破坏[2]。本文结合工程实例，介绍了建筑物沉降观测的关键技术和观测数据的处理与分析。

2 沉降观测的关键技术

2.1 高程控制网点的布设

(1)高程控制网点的布设

高程控制网点的布设分为基准点布设和工作基点布设。基准点是测量控制点，特点是位置固定、稳固可靠，因此基准点一般深埋在变形区域以外或者稳固的基岩上，并需长期保存；工作基点是埋设在变形点附近，可以直接观测变形点的测量控制点，工作基点在测量的过程中也需要保持稳定，工作基准点数可根据需要设置。基准点和工作基准点应联测建立结点网或闭合环[3]。

(2)高程控制网的精度指标

各等级水准观测的视线长度、前后视距差、视线高度应符合表1[4]。

水准观测的视线长度、前后视距差、视线高度 表1

2.2 观测点的布设

观测点是直接布设在变形体上能反映建筑及地基变形特征的地方，如变形体的角点、转折点、柱基上[5]。观测点的作用是测量变形体的变形值，因此其数量应根据地质构造、周边环境、支护形式、建筑结构和建筑物荷载等情况来确定。点位埋设合理，就可以得到全面、准确的沉降观测结果。

2.3 观测周期

观测周期应综合考虑地质构造、周边环境、变形体特点、精度要求和变形趋势等因素，并在观测的过程中根据实际情况适当调整[6]。观测过程中，若出现基础周围大范围积水、长时间降大雨、地面荷载骤增或骤减等情况，应及时增加观测次数。通过绘制沉降量与观测时间趋势图、累积沉降量与观测时间趋势图得到沉降量、沉降速率的变化趋势，通过多项式拟合等数理分析可以得出建筑沉降的稳定程度。

3 工程实例

3.1 工程概况

本项目位于碧桂园凤凰城内，本次沉降观测对象为6～9号楼，其中6～8号楼层高为32层，9号楼层高为25层。建筑物采用桩基础，框架剪力墙结构。本工程共完成了24次沉降观测工作，于2015年10月7日进场监测至2018年3月13日，历时889天。

3.2 主要方案设计

(1)基准点布设

根据本项工程的实际情况，在场地外围稳定处深埋3个基准点，编号BM1～BM3，在便于直接观测变形点的位置埋设3个工作基准点，编号G1～G3。基准点和工作基准点应联测建立结点网或闭合环。基准点埋设示意图如图1所示。

图1 基准点埋设示意图

(2)观测点布设

沉降观测点按设计要求布设在便于观测、能正确反映待测建筑物沉降情况且不易受碰撞破坏的承力柱或剪力墙上，根据各栋建筑物特点，按照沉降观测项目的设计要求，均匀布设各观测点，观测点数量、编号及观测次数如表2所示。

观测标志采用圆钢制作，埋设在建筑物主体的关键部位和特征部位，沉降观测标志埋设示意图如图2所示。

观测点数量、编号及观测次数 表2

(3)沉降观测

项目于2015年10月7日进场监测至2018年3月13日，历时889天，布设47个观测点，进行90次观测。观测采用精密水准仪和铟钢尺，观测时固定仪器和人员。沉降观测采用独立高程系统，按《建筑变形测量规范》JGJ8-2016中的二等水准测量要求进行观测。每条水准路线由水准基点、转点、沉降监测点组成，布设成闭合环线或附合路线。第一次施测时，前后视距用皮尺测量后做好标志，作为每次监测时的固定站点，采用后、前、前、后测站观测顺序[7]。各栋建筑沉降观测点平面布置如图3所示。

图3沉降观测点平面布置图

3.3 数据分析

本项观测工作采用精密仪器，按较高等级水准测量的技术要求施测，资料准确，能够正确反映各栋楼的沉降情况。测点累计沉降量、沉降差及沉降速率数据如表3所示。

测点累计沉降量、沉降差及沉降速率数据 表3

表3中累计沉降量、沉降差及沉降速率均以最后一次观测数据作为统计对象。其中累计沉降量最大值、最小值分别取绝对值的最大值和最小值。沉降差为最后一次观测单栋楼累计沉降量最大测点与累计沉降量最小测点间沉降差。沉降速率为最后一次观测周期沉降变化最大测点的沉降速率。

从表3可得出大楼各测点累计沉降量均在 1 mm～4 mm之间，测点的沉降差也较小，所有测点的累计沉降量、沉降差均未超出基础沉降量、沉降差允许值[8]。从沉降速率上分析，各栋建筑物测点最后一次观测周期沉降速率绝对值最大为 0.004 mm/d，满足《建筑变形测量规范》JGJ8-2016中关于判断建筑物是否进入稳定状态的沉降速率要求(最后一次观测周期平均沉降速率小于 0.01 mm/d～ 0.04 mm/d)[9]。

从沉降量曲线图(图4)也可以看出，在观测期间各测点曲线较为平缓，沉降量小且较为均匀。

图4沉降观测点平面布置图

根据以上沉降量、沉降差、沉降速率和沉降量曲线图四个方面分析可以判断沉降观测的结果正常。总的来说，住宅6号～9号楼沉降观测项目在观测期间无异常情况，已进入沉降稳定期。

4 结 语

建筑物沉降观测是很多高层建筑需要面对的问题。在不同的地理环境下，仅仅采用一种沉降量分析方法很难满足现代复杂建筑的沉降观测工作需要，必须采用合适的沉降观测技术，运用数理统计方法等综合措施。本文对建筑物沉降观测的关键技术和观测数据的处理与分析进行了介绍，并以凤凰城项目建筑物沉降观测为例，提出了一种沉降观测方案及结果分析方法，得到了比较可靠的建筑物沉降观测数据，有效地检验了建筑物沉降观测方法和结果的合理性，为其他高层建筑物沉降观测提高理论和实践参考。