试述在高层建筑物中沉降观测技术的使用

2020-06-05 211 上传者：管理员

摘要：文章结合高层建筑沉降观测的实例，探讨高层建筑物沉降观测的方案、观测方法等，确保建筑物的变形程度在安全可控的范围之内。

关键词：
内业精度
数据分析
水准测量
沉降观测技术
测绘学
高层建筑物
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1、引言

随着城市化的发展，高层建筑越来越多。高层建筑物的沉降观测是为建筑物提供沉降变形情况，更是确保工程质量安全性的措施。本文主要以运城市橄榄城小区16#住宅楼建筑物为实例，阐述沉降观测的全部过程。

2、项目概况

本文项目是对运城市橄榄城小区16#住宅楼进行沉降观测。该楼位于小区内东北边，长126m，宽16m，地上17层，地下1层，建筑结构安全等级为二级，地基基础设计为乙级。

3、技术要求

3.1观测等级的确定

根据《建筑变形测量规范》（JGJ8-2016）的要求，当地基基础设计为乙级，对应的变形测量等级为二等、三等，本项目采用二等沉降观测，沉降监测点测站高差中误差为0.5mm，技术精度要求满足二等水准观测。

3.2高程基准

本项目沉降观测采用假定高程基准,以基准点B1(360.0000m）为起算数据。

3.3设备配置

根据建筑物沉降观测精度要求高，本工程外业观测采用徕卡DNA03电子水准仪、2m铟钢条码尺进行。沉降观测所用仪器都经过质检部门检定。

3.4观测方法

根据《规范》规定，二等沉降观测的基准网采用往返观测、监测网采用单程观测。其中观测顺序为：偶数站：前—后—后—前；奇数站：后—前—前—后。每期观测开始前，都对数字水准仪的i角进行测定，其i角值均小于15″。观测前半小时，把水准仪放于露天阴影下，让仪器与外界气温接近一致。观测前，必须不少于20次的单次测量预热。晴天进行观测时，用测伞遮蔽阳光。

4、作业过程

4.1基准点、沉降监测点的布设及观测

根据现场条件，为便于沉降观测，共布设4个高程基准点，编号为B1-B4，起算点编号为B1，采用是闭合水准路线观测。基准网的布网、观测、计算满足二等水准测量的要求。

根据《规范》5.4中基准点稳定性分析公式：

δ为高差的差值限差；为二等沉降测站高差中误差；n为2个基准点之间的观测测站数。

计算每期平差后的高差数据与上期平差后高差数据之间的差值，均小于上述的限差值。由此看来，基准点稳定性较好，满足规范要求，可以作为监测网的起算数据使用。否则经分析判断后，剔除不稳定的基准点。

根据现场情况，共布设建筑沉降监测点16个，编号为16-1至16-16。基准点和沉降监测点的埋石、制作符合《规范》的要求，满足沉降监测的使用需求。监测网的起算数据由基准网提供，观测采用闭合水准路线。按照二等水准测量技术要求，沉降监测点与基准点联测，组成闭合水准路线进行观测，观测方式采用单程观测。

4.2观测周期

本次在建筑物一层浇注完后，埋设好沉降观测标志，并进行初次观测，之后建筑物每浇注2层荷载观测1次，直至主体封顶观测1次，填充墙完成后观测1次，共观测9次。在建筑物竣工后第一年每隔2-3个月观测1次，第二年每隔4-6个月观测1次，第三年后每年观测1次，建筑物沉降稳定状态，共观测8次。当建筑物出现下沉、上浮，不均匀沉降比较严重，或裂缝发展迅速，每日或数日连续观测。

5、内业精度评价

本工程沉降观测内业数据由科傻软件进行平差计算，平差精度满足规范规定的环闭合差、测站中误差限差要求。基准点网复测数分别按两两组合，计算本期平差后的高差数据与上期平差后高差数据之间的差值，差值满足上述公式条件，判定基准点的稳定性。水准测量闭合差≤1.0mm，沉降监测点测站高差中误差小于0.5mm，满足以上数值，达到精度要求。

6、沉降观测数据分析

本工程沉降观测从2016年6月8日起，至2019年11月01日为止，期间共观测了17次。经平差计算出各变形观测点的高程、累积沉降量与总沉降趋势、平均沉降速度等，监测点沉降的重要参数见表1。

表116#楼监测点沉降统计表

图1时间-荷载-沉降量曲线图

1）各监测点沉降累计变化量均为下降，变化范围在-14.36至-24.29mm之间。

2）在整个监测过程中未出现骤降现象，个别点沉降速度最快时每天沉降0.33mm。

3）沉降量最小的监测点为16-16，沉降量为14.36mm，沉降量最大的监测点为16-7，沉降量为24.29mm，平均沉降量为20.12mm；相邻两点沉降差最大的点16-6至16-7，累计最大沉降差为7.18mm，倾斜度最大的点为16-6至16-7，最大倾斜度为0.39‰。

4）由不均匀沉降引起的最终倾斜度观测结果为：最大点号为16-6至16-7，最终倾斜度为0.39‰，小于《规范》中表的当24m<H≤60m，倾斜度限差为3‰。

5）根据《规范》要求，当最后百天的沉降速率在0.01-0.04mm/d范围内，即判定建筑物处于稳定阶段，根据勘察设计要求，本工程取值为0.02mm/d。本工程最后的百日沉降观测结果：日平均沉降量为0.003mm/d，满足要求，建筑物趋于稳定。

根据本次沉降观测的沉降量数据、观测时间及建筑物荷载量，得到“时间—荷载—沉降量”的曲线图，见图1。从曲线图的变化趋势来看，平均沉降量在荷载的逐层增加中，沉降量也随着变化，到了2018年的2月份以后，建筑物的平均沉降量渐渐趋于平缓，可推测出建筑物已经在运营阶段，趋于稳定。

7、结束语

在当前建筑施工中，通过沉降观测来监测建筑物在施工过程中的基底变形已成为一种普通手段。沉降观测就是利用水准测量的方法，借助外围场地相对稳定的基准点对建筑基础监测点进行定期观测，对每期数据进行比对分析，了解建筑在施工过程中随着荷载逐渐增加时底部沉降的变化规律，来确定建筑物的安全性。