高層建筑的變形測量研究

鄧青春

（西華師范大學(xué) 國土資源學(xué)院，四川 南充 637009）

高層建筑由于各種因素的影響，在工程建筑物及其設(shè)備的運(yùn)營過程中，會發(fā)生變形。這種變形如果超過了規(guī)定的限度，就會影響建筑物的正常使用，嚴(yán)重時還會危及建筑物的安全。因此，在工程建筑物的施工和運(yùn)營期間，必須對它們進(jìn)行變形觀測?！爸Z水云天”位于四川省通江縣縣城中心地段，南臨紅軍廣場，西靠鐘鼓樓，東接通江中學(xué)，北面與二完小相對，項目區(qū)地勢呈梯級，定位為高檔景觀電梯住宅，共29 層。該項目的建成將對周邊區(qū)域景觀環(huán)境及城市面貌起到重要作用。

1 變形觀測方法

1.1 變形觀測方法

建筑物變形觀測包括沉降觀測、傾斜觀測（垂直度觀測）、位移觀測、裂縫觀測四類。結(jié)合項目周圍地形和現(xiàn)實條件情況，本次對“諾水云天”周邊房屋進(jìn)行的是沉降觀測，即測出建筑物或基礎(chǔ)上的觀測點，因時間推移或地基變化所引起的高程差異，比較不同周期的觀測值即得沉降量。

沉降觀測方法首先按建筑場地地形、地質(zhì)條件和對變形觀測的精度要求，合理布設(shè)變形控制網(wǎng)點。在建筑物附近比較穩(wěn)固的位置埋設(shè)工作基點，直接用以測定建筑物上的觀測點的位移，盡可能在變形影響以外的穩(wěn)固位置埋設(shè)基準(zhǔn)點（檢查點），用以檢核工作基點本身的穩(wěn)固性。工作基點與基準(zhǔn)點一般都組成網(wǎng)形，用精密水準(zhǔn)測量的方法來施測和檢驗。高程變化值的測定通常用精密水準(zhǔn)方法，也可用液體靜力水準(zhǔn)儀、氣泡傾斜儀、電子水準(zhǔn)器等進(jìn)行測量。

1.2 變形觀測點的布設(shè)

在建筑物的4 角點、中點、轉(zhuǎn)角處等能反映變形特征和變形明顯的部位布設(shè)沉降觀測點；對設(shè)有后澆帶及施工縫的建筑物，還在其兩側(cè)布設(shè)沉降觀測點；對新建建筑物與原有建筑物的連接處，在其兩側(cè)的承重墻或支柱上布設(shè)沉降觀測點。按照相關(guān)規(guī)定，每個工程應(yīng)當(dāng)在施工作業(yè)范圍外至少埋設(shè)3 個水準(zhǔn)點，并確保其不受施工影響。在進(jìn)行沉降觀測前，須檢驗水準(zhǔn)點的穩(wěn)定性，只有穩(wěn)定的水準(zhǔn)點方可作為沉降觀測的基準(zhǔn)點。對“諾水云天”，經(jīng)過實地考察，結(jié)合該區(qū)域的周邊建筑環(huán)境設(shè)置了6 個基準(zhǔn)點，24 個觀測點。

2 觀測數(shù)據(jù)采集與處理

2.1 數(shù)據(jù)采集

采用閉合水準(zhǔn)測量方法，已知6 個基準(zhǔn)點，首先需要對這6 個點進(jìn)行平差觀測，同時保證在施工過程中不會受沉降或位移的影響，然后得出相應(yīng)每個基準(zhǔn)點的數(shù)據(jù)，觀測計算使用。

觀測時將水準(zhǔn)儀架設(shè)在基準(zhǔn)點1 號點，后視水準(zhǔn)基點6 號點，接著依次前視基準(zhǔn)1 號點周圍各沉降觀測點，如G10、G11、G12、G13、G14、G15 等，最后再次后視水準(zhǔn)基點6 號點，兩次后視讀數(shù)之差不應(yīng)超過±1mm，同時記錄兩次數(shù)據(jù)。觀測時，將水準(zhǔn)儀架設(shè)在基準(zhǔn)點2 號點，后視水準(zhǔn)基點1 號點，依次前視基準(zhǔn)2 號點周圍各沉降觀測點，同樣，再次后視水準(zhǔn)基點1 號點，2 次后視讀數(shù)之差不應(yīng)超過±1mm，記錄兩次數(shù)據(jù)。依次進(jìn)行觀測，最后，架設(shè)水準(zhǔn)儀在6 號基準(zhǔn)點，后視1 號基準(zhǔn)點，形成閉合路線。將采集到的數(shù)據(jù)利用軟件進(jìn)行平差，然后處理。

2.2 數(shù)據(jù)處理

對“諾水云天”進(jìn)行了4 次觀測，觀測數(shù)據(jù)初步處理后，運(yùn)用“青華山維”軟件進(jìn)行平差處理。首先，第一次觀測先測基準(zhǔn)點的閉合導(dǎo)線，然后任意假設(shè)基點1 的高程為300m，再根據(jù)測量出的各基點的相對高差計算出其余3 個基點在施工前的初始高程，以便與以后的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。其次，計算出觀測點的高程，觀測點的高差，在以后的每一次觀測后都計算出觀測點的高程和高差，并且將前后的觀測計算結(jié)果進(jìn)行校差。每次觀測后都要將成果上交到“諾水云天”的工程部，包括觀測記錄表、計算成果表、校差表，并以此為監(jiān)測依據(jù)，防范安全事故的發(fā)生。

3 觀測結(jié)果與原因分析

通過比較可以看出，在施工過程中，周邊房屋都有沉降變化。第一、第二次較差數(shù)據(jù)反映出第25 號觀測點下降幅度最大，該點也是距離施工區(qū)最近的點之一，其次是第13、14、15、18 號觀測點，它們也分別臨近施工區(qū)，受施工的影響比其余各點都要大。第二、第三次數(shù)據(jù)比較來看，除第25 號點下降較大外，各點都是穩(wěn)定的沉降變化。第四次測量數(shù)據(jù)與前幾次比較有明顯的變化，特別是第一、第四次數(shù)據(jù)較差，多個觀測點下降幅度都較大，尤其是距離施工區(qū)較近的觀測點。從校差觀測成果資料來看，沉降幅度是隨著基坑的不斷開挖而不斷增加的，特別是靠施工區(qū)最近的二完小沉降最大，在實地也看到地面裂縫越來越寬，墻體有多處明顯的裂痕。

引起建筑物變形的原因主要是自然條件及其變化，即建筑物地基的工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件、土壤的物理性質(zhì)、大氣溫度等因素引起建筑物變形。由于基礎(chǔ)的地質(zhì)條件在施工中地基挖深，抽取地下水的同時對周邊房屋的影響進(jìn)一步加大。其次是周邊的建筑環(huán)境，從觀測點平面布置圖上也可以看出，該地段房屋建筑已經(jīng)很密集，街道狹窄，施工區(qū)與周邊建筑的最近距離不到50cm，這存在很大的安全隱患。

［1］張雷潭.論建筑物變形觀測中的沉降觀測［J］.內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì),2009(24):105-106.

［2］郭慶,郭曼.關(guān)于工程測量變形監(jiān)測的有效措施的論述［J］.城市建設(shè)理論研究,2013(11).

［3］崔旭升,趙玉玲.高層建筑物的沉降觀測［J］.山西建筑,2007(10).