高层施工中沉降观测技术的应用

姚峥

摘要：随着现代化进程的不断加快，城市中的高层建筑数量不断增加，由于建筑物的增加和荷载的增加，在地基和上部结构的共同作用下，建筑物可能沉降不均匀，轻的光线会导致建筑物倾斜或破裂，影响正常使用;沉重的光线会危及建筑物安全，因此，有必要观察沉降，分析和研究沉降和变形规律，以便及时采取相应的预防措施，以确保建筑物的安全。

关键词：高层建筑;施工;沉降观测技术

对于高层建筑，在地质特征，水文条件，施工处理等因素的共同作用下，地基容易出现一定的不均匀沉降问题，如果严重，它将威胁到建筑物的质量，甚至可能倾斜或倒塌，因此，为避免上述情况，在施工过程中经常采用沉降观测技术，以便及时发现隐患，并有效地进行防治，从而为提高整体性能和综合效益奠定了基础。

1、高层建筑施工中沉降的特征及其发展规律

1.1高层建筑施工中沉降特征

一般来说，高层建筑施工中具有以下的特征：

1.1.1高层建筑施工中特征之沉降量比较大

由于高层建筑施工中路基的重要组成部分就是粉粒以及黏粒，并且天然含水量很大，粘粒的含量也很高，一般的孔隙比是e>1.0，所以，受到负荷以后其压缩量大，高层建筑施工路基中的沉降量远远超过一般的路堤沉降量。

1.1.2高层建筑施工中沉降特征之侧向变形比较大

在饱和软土受到负荷的初期，软土中的水并不能得到及时的排除，这就使软土的土体更加容易被侧向挤出，并且会随着水的排除而逐步排除，高层建筑施工中土体进行收缩，就促使了高层建筑施工中竖向沉降得到了进一步的发展。

1.1.3高层建筑施工中沉降特征之渗透性比较低，并且其需要的压缩稳定时间长

由于高层建筑施工中其地基的颗粒组成主要是以粘粒为主，因此，尽管其孔隙比比较大，但是其单位空隙却比较小，这就造成了水在其空隙中进行流动时会很困难，所以，高层建筑施工中在受到负荷后，很难将水进行迅速的排除，使其沉降发展缓慢。

1.2高层建筑施工中沉降发展规律

地基土在路堤荷载的作用之下，地基土的应力状态发生变化，引起地基变形，最终在高层建筑施工中出现沉降现象，大量高层建筑的沉降观测数据表明，高层建筑施工中的沉降变化已经基本经历了高层建筑施工中的沉降，高层建筑中沉降的发展，建筑物，高层建筑和高层建筑物的沉降稳定性，建筑施工中沉降极限的过程。

1.2.1高层建筑施工中沉降发展规律之沉降发生阶段

在刚刚进行加载时，测点土体处在弹性的状态之中，高层建筑施工中软土之中的孔隙水得不到及时的排除，由于高层建筑施工中土体的侧向变形，使得高层建筑施工中的土体发生了瞬间的剪切变形，在路堤荷载作用荷载增加的最开始阶段中，高层建筑施工中的沉降呈线性增加的趋势。这也就是我们所说的高层建筑施工中沉降发展规律之沉降发生阶段。

1.2.2高层建筑施工中沉降发展规律之沉降发展阶段

伴随着路堤荷载作用荷载的不断加大以及其时间的不断延长，软土地基中孔隙水已经被逐渐的排出来，超静孔隙水的压力也逐渐的减少，高层建筑施工中土体随着逐渐的压密而产生了体积的压缩和变形，进入了弹塑性这一状态，伴随着其弹塑性的不断展开，测点中的高层建筑施工中沉降的速率也随之而快速的增加，我们称这个阶段为高层建筑施工中沉降发展规律之沉降发展阶段。

1.2.3高层建筑施工中沉降发展规律之沉降稳定阶段

当路堤荷载的荷载不再增加时，高层建筑结构中的孔隙压力也接近于完全消散，此时，高层建筑施工中的加固过程尚未完全完成，土壤骨架为粘性蠕变，它也开始逐渐出现，并且测量点的沉降随着时间的不断变化而继续增加，但是高层建筑的沉降率逐渐变小，这就是高层建筑施工中定居发展法的所谓定居稳定阶段。

1.2.4高层建筑施工中沉降发展规律之沉降极限阶段

当高层建筑施工中沉降的时间以及足够长时，高层建筑施工中的沉降量也随之达到了极限的状态，其沉降的速率已经降低为零，这个时候高层建筑施工中的沉降量也就是最终沉降量，这也就是高层建筑施工中沉降发展规律之沉降极限阶段。

2、高层建筑施工中沉降预测技术的应用

高层建筑施工中沉降的预测技术主要被分为了两种，一种是其利用软土的本构模型，并且对Biot固结理论有限元分析的方法进行采用，但是，由于本构模型和高层建筑施工中的工程实际上存在着较大的差距，其预测的结果是很难让我们满意的，并且，软土土体本构模型的建立还需要大量的软土土工试验来验证，土工的参数确定可靠性并不是很高，所以，采用Biot固结理论有限元分析的方法是难以用于指导工程实践的。另一类高层建筑施工中沉降的预测技术就是根据实际测量高层建筑施工中沉降的数据进行高层建筑施工中沉降与实践发展关系的推算，从而用其来进行高层建筑施工中未来沉降量的预测，例如我们所接触的星野法、Asaoka法以及双曲线法等等，但是，笔者在这里想要强调的是，任何一种单一的模型预测结果都是与高层建筑施工中工程实际的结果存在着比较大的差异的。所以，在这里，笔者对高层建筑施工中沉降的发展规律进行了结合，采用变权重组合S型成长模型来对高层建筑施工中沉降发展规律以及其预测技术进行探讨。

3、结语

本文中，笔者首先高层建筑施工中特征之沉降量比较大、高层建筑施工中沉降特征之侧向变形比较大以及高层建筑施工中沉降特征之渗透性比较低，并且其需要的压缩稳定时间长这三个方面对高层建筑施工中沉降特征進行了分析，接着又从高层建筑施工中沉降发展规律之沉降发生阶段、高层建筑施工中沉降发展规律之沉降发展阶段、高层建筑施工中沉降发展规律之沉降稳定阶段以及高层建筑施工中沉降发展规律之沉降极限阶段这四个方面对高层建筑施工中沉降发展规律进行了简要的探讨，最后，笔者又对高层建筑施工中沉降观测技术的应用进行了浅谈。

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（作者单位：阜阳市测绘院有限责任公司）