高層建筑物沉降觀測及形變分析

張瀟

摘 要：近年來，隨著人口的增長與城市的發(fā)展，我國城市人口越來越多，用地面積越來越大，而城市土地資源又有限，所以為了滿足城市現(xiàn)狀，出現(xiàn)了越來越多的高層建筑。高層建筑雖然在很大程度上解決了城市土地資源緊缺問題，但是其的施工難度卻比一般建筑要大很多，施工中遇到的問題也較多。比如高層建筑物往往會產(chǎn)生一定的沉降，從而引起裂縫、傾斜等問題，影響到建筑物的正常使用。本文主要針對高層建筑物沉降觀測及形變的相關(guān)問題進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：高層建筑物；沉降；觀測；形變

當(dāng)今時代，由于城市化進(jìn)程的不斷加快，耕地面積日益減少，導(dǎo)致高層建筑物不斷增多。但高層建筑物容易產(chǎn)生沉降，尤其是不均勻沉降。沉降輕者會使建筑物發(fā)傾斜或出現(xiàn)裂縫，重者則可能會引起更加嚴(yán)重的安全事故。

因此，為了保障高層建筑物的安全，必須要在施工過程中采用有效的沉降觀測技術(shù)來指導(dǎo)其合理施工、控制其質(zhì)量水平。對此，筆者主要針對高層建筑物沉降觀測及形變的相關(guān)問題進(jìn)行了分析。

一、高層建筑物沉降觀測的特點(diǎn)

若想及時有效地觀測到高層建筑物的沉降情況，一般需要在高層建筑物工程的基礎(chǔ)施工階段就布設(shè)好沉降觀測點(diǎn)；而對于在基礎(chǔ)施工階段沒有布設(shè)沉降觀測點(diǎn)，又需要進(jìn)行沉降觀測的，則需臨時布設(shè)。但在基礎(chǔ)施工階段布設(shè)沉降觀測點(diǎn)時，有時無法顧及到沉降點(diǎn)周圍。若前期施工現(xiàn)場混亂，雜物堆放物過多，則可能會壓蓋或碰撞到基礎(chǔ)沉降點(diǎn)。其次，現(xiàn)場施工環(huán)境往往較亂，人員流通頻繁，各個工序的施工人員也不盡相同，因此容易在交接協(xié)調(diào)過程中出現(xiàn)問題?；谝陨戏N種因素，沉降的觀測必須要及時，否則將會丟失某些沉降數(shù)據(jù)。

總體來說，高層建筑物沉降觀測具有以下幾項(xiàng)特點(diǎn)：觀測環(huán)境復(fù)雜、沉降點(diǎn)點(diǎn)位易受破壞、觀測工期較長、數(shù)據(jù)處理繁瑣以及觀測是實(shí)時和不可逆的。

二、高層建筑物沉降觀測的基本流程

高層建筑物沉降觀測的基本流程一般為：準(zhǔn)備觀測所需的儀器設(shè)備和材料-布設(shè)觀測基準(zhǔn)點(diǎn)-布設(shè)工作基點(diǎn)-布設(shè)沉降點(diǎn)-進(jìn)行沉降觀測-分析沉降數(shù)據(jù)。對于高層建筑物來說，在埋設(shè)沉降點(diǎn)之時需要特別認(rèn)真和仔細(xì)，不要出現(xiàn)任何差錯。

其次在進(jìn)行沉降觀測之時，通常需要先埋設(shè)基準(zhǔn)點(diǎn)和永久沉降點(diǎn)，另外有時還可能需要根據(jù)現(xiàn)場情況而布設(shè)基礎(chǔ)沉降點(diǎn)、工作基點(diǎn)、聯(lián)系點(diǎn)以及檢查點(diǎn)等。沉降觀測的起始控制點(diǎn)就是基準(zhǔn)點(diǎn)，它的埋設(shè)必須要選擇安全、穩(wěn)定、可靠及方便的位置?；鶞?zhǔn)點(diǎn)的具體埋設(shè)位置及數(shù)量的確定必須要根據(jù)施工現(xiàn)場的實(shí)際條件而定，一般基準(zhǔn)點(diǎn)的高程系統(tǒng)要與高層建筑物本身的高程系統(tǒng)相一致。

再者，在高層建筑物工程基礎(chǔ)施工階段布設(shè)基礎(chǔ)沉降點(diǎn)及永久沉降點(diǎn)之時，也要根據(jù)建筑物的實(shí)際規(guī)模、結(jié)果及當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件等因素而確定點(diǎn)的個數(shù)。沉降點(diǎn)位置的選擇應(yīng)充分考慮到通視條件，盡量選擇大轉(zhuǎn)角、四角、承重墻、承重柱、裂縫兩邊、沉降縫兩邊、軸線上以及中心點(diǎn)等處，避免選擇在轉(zhuǎn)點(diǎn)、陽臺上、非承重墻及承重柱的地方。

若要在地下室埋設(shè)永久沉降點(diǎn)，最好是先在地面上布設(shè)兩個與永久沉降點(diǎn)位置相對應(yīng)的工作基點(diǎn)，以作為地上基準(zhǔn)點(diǎn)與地下沉降點(diǎn)之間的連接過渡點(diǎn)。

三、高層建筑物沉降觀測的案例分析

（一）工程概況

某高層建筑工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)為地上15層、地下1層，樁基主要采用的是預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，上部主要是采用的鋼筋混凝土框架-核心筒的結(jié)構(gòu)類型。按照當(dāng)?shù)卣螅鶕?jù)設(shè)計(jì)圖紙及沉降觀測要求，參照有關(guān)規(guī)范，為該工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)了一個沉降觀測方案。

（二）觀測精度要求

針對該高層建筑工程項(xiàng)目的實(shí)際情況，按照高層建筑物沉降觀測一級精度要求來實(shí)施觀測。采用精密水準(zhǔn)儀及2m銦瓦合金標(biāo)尺，按照二等水準(zhǔn)測量要求實(shí)施觀測。

（三）觀測周期

對該高層建筑工程項(xiàng)目進(jìn)行沉降觀測，檢測分兩個階段進(jìn)行。第一個階段是在工程施工期間，每施工完一個樓層就進(jìn)行一次觀測；第二個階段是在主體結(jié)構(gòu)施工完畢封頂后的一年內(nèi)，每隔兩個月進(jìn)行一次觀測。若在最后一百天內(nèi)發(fā)現(xiàn)建筑物的沉降速率<0.02mm/d，則可停止觀測。

另外，若在施工階段的觀測中發(fā)生了沉降異常狀況，或出現(xiàn)了地震、大降雨等情況，則應(yīng)及時向相關(guān)部門通報。

（四）形變分析

在施工期間的第三次和第五次觀測中發(fā)現(xiàn)，部分觀測點(diǎn)出現(xiàn)了較大的不均勻沉降，第三次觀測中的ZL07和ZL08兩個觀測點(diǎn)尤為明顯，第五次觀測中的各個觀測點(diǎn)都比較明顯；而在之后的觀測中，各個點(diǎn)的沉降量都比較穩(wěn)定，沒有再發(fā)現(xiàn)較大沉降。

在主體結(jié)構(gòu)施工完畢封頂后一年內(nèi)的觀測中發(fā)現(xiàn)，第一次出現(xiàn)了最大幅度的沉降，而在其后的觀測中各點(diǎn)沉降量逐漸趨于穩(wěn)定。在最后一百天內(nèi)的觀測中，發(fā)現(xiàn)建筑物的沉降速率均<0.02mm/d，認(rèn)為該建筑物符合沉降要求。

四、結(jié)語

高層建筑雖然在很大程度上解決了城市土地資源緊缺問題，但是施工難度與一般建筑相比，要大很多，施工中遇到的問題也相對較多，尤其是高層建筑物的沉降問題。為了保障高層建筑物的安全，必須要在施工過程中采用有效的沉降觀測技術(shù)來指導(dǎo)其合理施工、控制其質(zhì)量水平。

現(xiàn)如今城市中的高層建筑物越來越多，而鑒于高層建筑物容易發(fā)生沉降問題，所以必須要重視對其的沉降觀測，認(rèn)真分析數(shù)據(jù)和形變，以保障高層建筑物的質(zhì)量安全。

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