沉降观测在干挂空心陶瓷板高层建筑施工阶段的技术运用

李彦军

（甘肃省会宁县住房保障事务中心，白银 730900）

1 前言

高层建筑施工中，经常应用干挂空心陶瓷板（陶土板、陶板）这一材料，该材料起源于欧洲，原料为天然陶土，经过挤压之后成形，需要在1200℃高温条件下烧制。干挂空心陶瓷板在欧洲与东南亚地区建筑中十分常见，尤其被大量应用在建筑中作为主要的幕墙材料。我国建筑行业关于干挂空心陶瓷板的应用，目前依然处于发展阶段。目前国内建筑业发展速度飞快，对于干挂陶板幕墙这一建筑材料也形成了更加多元化的认知，特别被应用于建筑幕墙装饰施工中，不仅获得了非常理想的装饰效果，还因此获得了建筑行业从业者的一致好评。目前高层建筑施工阶段应用干挂空心陶瓷板比较广泛，实际施工过程中需要重点开展沉降观测。所谓沉降观测，是组织施工期间，为了克服地基承载压力增加而引发地基以及地基附近环境变化，采取的保证施工安全的措施。沉降观测可以提前发现建筑不正常沉降与不均匀沉降问题，保证建筑物结构可靠性。为此，本文针对沉降观测在干挂空心陶瓷板高层建筑施工阶段的应用做出分析，提出沉降观测技术应用可行策略。

2 干挂空心陶瓷板

干挂空心陶瓷板作为建材的一种，是由德国一家公司研发，该建材的原料为天然粘土，此外不会添加其他任何成分，所以具有绿色环保性能。天然粘土经过高温烧制之后成型，在建材领域具有绿色环保、无辐射的优势，在高层建筑施工中应用也不会导致光污染[1]。另外，干挂空心陶瓷板的尺寸十分规范，色泽丰满，可以同时满足设计人员与业主对于建材的要求。高层建筑施工阶段应用空心陶瓷板，还表现出高强度、稳定性的优势，即便是比较寒冷的气候，依然可以抵御恶劣天气对建筑结构的侵害。干挂空心陶瓷板表面十分平整，彰显出浓厚的自然气息，视觉效果上非常稳重，这也是其作为幕墙装饰材料比较显著的特点。

干挂空心陶瓷板主要应用的是条形中空设计，该设计方法使陶瓷板重量得到减轻，并且优化了材料本身的透气性，还具有防噪、节能保温等其他性能。高层建筑施工中选择干挂空心陶瓷板这一材料，接缝位置经过合理设计，保证了幕墙表面排水的流畅性，以免产生沉积物，还可增强幕墙表面的洁净度与美观性。按照业主与设计师提出要求，空心陶瓷板可以随意切割，均可满足高层建筑施工需求。

3 高层建筑干挂空心陶瓷板施工沉降观测现状

干挂空心陶瓷板普遍被应用在建筑外墙装饰环节，可以优化建筑物整体视觉效果，使环境效应、社会效益与经济效益达到最大化，正因如此干挂空心陶瓷板也成为设计师、业主广泛应用的幕墙装饰材料[2]。干挂空心陶瓷板在施工中，关键在于“干挂”工艺，应用此工艺的重点是要在高层建筑主体结构设置主要受力点，再利用结构物上已经固定的预埋件及连接金属挂件，使空心陶瓷板材达到悬空的效果，并且连接原本分散板材，建构结构体外一层装饰面。“干挂”工艺应用在空心陶瓷板材施工中，往往在陶瓷板背面无需灌注砂浆、细石混凝土，通过连接件与锚固预埋件自身强度，便可承受来自饰面的外力。空心陶瓷板材、墙体之间，还会形成宽度为100mm空气层。结合建筑行业发展现状，“干挂”工艺比较多的在钢筋混凝土结构施工中应用，而且不适合砖墙、轻型与加气混凝土墙等。

节能与装饰层面，干挂空心陶瓷板均能够保证理想的施工效果。但是高层建筑施工阶段，建筑物地基可能发生不均匀沉降，导致干挂空心陶瓷板的应用效果受到影响，还有可能引发安全隐患。面对高层建筑地基不均匀沉降这一问题，沉降观测便体现出极为重要的作用。高层建筑施工阶段，采用沉降观测进行地基监控，可以预防施工环节地基的不均匀沉降问题，为高层建筑安全提供保障[3]。通过沉降观测还可以采集到准确技术参数、沉降参数，为勘察设计、制定沉降预案提供参考，并且可以为现场施工提供指导，以免地基沉降导致建筑主体结构破损，或是威胁到高层建筑的使用功能。现阶段高层建筑干挂空心陶瓷板施工采用沉降观测技术，现行施工规范与验收标准中，还需要有更加详细的沉降观测技术性要求与验收规范。

4 干挂空心陶瓷板施工阶段沉降观测技术要求

4.1 沉降观测条件

沉降观测技术在建筑行业已经十分普遍，通过沉降观测可以保证高层建筑安全性。一般应用沉降观测技术，要求施工人员充分掌握施工技术和高层建筑结构，而且应该树立大局观，详细记录前期技术测试结果，满足业主和设计人员对高层建筑根本要求，提升沉降观测技术水平，进一步增强高层建筑的安全性。为此，结合干挂空心陶瓷板施工阶段沉降观测应用现状，分析沉降观测技术需要满足如下条件：

4.1.1 面向观测设备和观测人员

针对高层建筑进行观测，前期施工人员务必严格检查所有的观测设备，以免观测设备存在故障没有被发现，会降低观测结果精度，使高层建筑施工质量面临失控。准备阶段选择观测设备时，建议科学应用水平尺。水平尺很大概率会受附近环境干扰，施工人员应该重点控制高层建筑施工现场附近的环境，施工人员完成检测工作之后，还需要检查设备结构、记录数据，及时纠正测试误差。一旦发现测试结果有差异，必须展开重复测试，计算测试结果平均值。高层建筑沉降观测施工，还需做好施工人员的培训，要求所有沉降观测人员掌握有关于高层建筑沉降的理论、技术操作要点，根据高层建筑结构总结沉降情况，经过统一调整后，保证高层建筑结构整体安全性。

4.1.2 面向观测时间

高层建筑沉降观测工作，需要控制好观测周期，而且需要在观测周期以内，定期对高层建筑物进行观测，详细记录每一次观测结果，最后可以根据记录的观测结果分析建筑地基的沉降情况，为后续观测工作提供参考。一旦观测过程中突然出现中止，或者是观测工作未严格按照规定检测时间，必然会对周期性观测效果造成影响，此情况下即便是补救也无法得到对应时间测试结果。尤其是高层建筑的沉降观测，施工人员只是了解建筑结构的情况下，无法开展沉降观测，这也不能保证沉降观测结果的精度。

4.1.3 面向观测点

沉降观测期间，必须科学选择观测点，这是选择有效开展沉降观测工作的重要条件，而且可以保证观测精准性。一般在选择观测点时，观测人员需要透彻分析高层建筑图纸，观测点位置可以直接通过高层建筑水平墙、垂直墙，外墙、边缘等部位交点分析得出，确定最佳观测位。

4.2 沉降观测流程

结合高层建筑干挂空心陶瓷板施工经验，总结沉降观测流程如下：

（1）在施工现场创建水准测量控制网。高层建筑施工现场附近需要布置水准点，一般在3个以上，而且水准点之间的距离小于100m。每一个水准点必须组成闭合环线图形，后视还需要保证有2个水准点，这主要是为了配合闭合检校。埋设所有水准点时，一般以建筑物开挖地段、地面沉降、震动区以外为主，必须满足二等水准测量规范（如表1），控制点、沉降观测点中间，还应设置固定观测路线，确保沉降观测可以沿着一条路线展开。

表1 二等水准测量规范要求

（2）针对布设基准点进行联测。按照规范，保证经济适用基础上，施工人员需要在施工现场检查确定待测建筑距离超过建筑基础最大深度2倍的地区外，布设超过三个高程基准点。其中1个基准点是高程起算点，此方面可以根据二等水准，对所有高程基准点实施联测，从而构成闭合环，还可构建独立性的高程控制网。待确定了基准点稳定性之后，通常是在7d以上，便可开始基准点联测作业。第一次水准联测应进行两次及以上的独立观测，确定符合闭合差要求，便可利用数据平差计算得出基准点高程值。

（3）正式开始现场施工之后组织沉降观测。按照前提编制观测方案以及确定的观测周期，从地基部分开始，纵横轴线上方以设计位置为对象，可以埋设现场临时性沉降观测点。第一次沉降观测需要在确定观测点已经稳定之后再展开，通常建筑主体一层的室内地坪标高+0.5 m位置，需要布设固定观测点，根据规范进行埋设作业。施工人员按照时间观测周期、高层建筑的层数，可以采取分段观测方法。

（4）完成沉降观测任务后，施工人员需要及时整理观测数据。高层建筑施工现场进行沉降观测，针对观测记录必须要在完成所有观测任务后进行现场核对、整理，确定无误之后展开平差计算，得到所有测点高程值和周期沉降量。随后施工人员按照沉降量，绘制所有观测点下沉曲线图，在图纸中创建下沉曲线坐标，随之可以确定时间、荷载值、沉降量等关键参数。综合整理的观测数据，可以预测高层建筑地基沉降趋势，及时向有关部门反映沉降情况，为干挂空心陶瓷板现场施工提供指导。一般情况下高层建筑每日连续沉降量为1mm，此时便需要停止施工，及时采取应急对策应对沉降。

5 高层建筑干挂空心陶瓷板施工阶段沉降观测质量控制方法

5.1 加强沉降观测质量管理

按照高层建筑特征与干挂空心陶瓷板施工要求，建议对沉降观测质量管理按照“三检”制度进行，所有采集到的原始数据可以保证完整性和精准性，而且确定与成图规范一致。施工现场可以安排小组自检与校核，观测期间沉降组织自测，确定自检合格后再由质量检查人员、设计人员等进行审核，确定“三检”均合格，方可进入到后续的观测流程。

5.2 优化沉降观测管理

首先，高层建筑所有施工人员必须严格落实质量保证体系，加强每一名施工人员质量观念，形成“质量第一”的观念，保证干挂空心陶瓷板沉降观测质量。其次，施工现场观测人员应该熟练掌握施工测量、干挂空心陶瓷板观测等的专业知识与技能，而且面对观测过程中的突发问题可以及时做出应对。再次，干挂空心陶瓷板施工期间，采用观测仪器设备务必提前组织检定，确定合格之后进场。仪器设备使用过程中也不能忽略维护、保养，使其能够始终维持在最佳的运行状态。最后，按照委托方所提高资料，编制干挂空心陶瓷板沉降观测技术方案。施工人员做好技术交底，针对观测全过程展开质量控制，对于一些关键的观测环节，还需设置质量管控点。

5.3 组织变形异常与沉降分析

干挂空心陶瓷板的观测，其间必须严格按照观测技术方案，而且沉降观测过程也需要参照正常流程展开。每组织一次观测都必须及时向委托方报备，由其安排工作人员旁站，检查是否存在异常。另外，施工人员还需定期展开沉降分析。干挂空心陶瓷板施工期间，建议每加高2层～3层进行1次观测的观测，一直到主体结构封顶即可结束观测。待主体结构封顶之后，可以将观测频率调整为每月1次。当高层建筑进入到沉降稳定阶段，需要按照“100d沉降速率小于0.01mm/d～0.04mm/d”做出判断，若低于该标准便可判定沉降进入到稳定阶段。

6 结论

综上所述，干挂空心陶瓷板是建筑行业一种比较普遍的建筑材料，高层建筑干挂空心陶瓷板施工过程中，为了规避不均匀沉降等质量问题，沉降观测非常必要。根据编制沉降观测方案，明确开展观测的基本条件与技术要求，其间还需要在干挂空心陶瓷板施工过程中做好质量控制工作，提高沉降观测技术水平的同时，也可以为今后干挂空心陶瓷板在高层建筑中的应用总结有价值的经验。