某高層房建項(xiàng)目沉降觀測及數(shù)據(jù)分析

摘要：近幾年來城市用地日趨緊張，新的建筑用地地質(zhì)條件越來越差。同時地價越來越高，尤其是商業(yè)用地地價上漲較快，因此商業(yè)建筑樓層越來越高。惡劣的地質(zhì)條件和高樓層導(dǎo)致地基沉降現(xiàn)象越來越嚴(yán)重，做好高層建筑的沉降觀測和數(shù)據(jù)分析越來越重要。本文以常德市某高層房建項(xiàng)目為例，從該建筑建設(shè)初期到裝飾完工實(shí)施觀測和分析，為該建筑的安全狀況提供及時跟蹤和判斷，對其他建筑施工的沉降觀測具有一定參考價值。

關(guān)鍵詞：高層建筑；沉降觀測；基準(zhǔn)點(diǎn)；數(shù)據(jù)分析

經(jīng)過三十年城市化建設(shè)的迅猛發(fā)展，城市區(qū)位和地質(zhì)條件良好的建設(shè)用地越來越來少，新的建設(shè)項(xiàng)目不得不向郊區(qū)征用低洼、沙土、農(nóng)田等土地，地質(zhì)條件越來越復(fù)雜，諸如高回填土、巖溶區(qū)、沼澤濕地、采空波及區(qū)等。同時，由于房建項(xiàng)目用地成本高，在地價逐年上升的情況下，商品房基本都是20層以上的高層建筑，在復(fù)雜地質(zhì)條件下很容易發(fā)生不均勻沉降，嚴(yán)重時會危害建筑物的安全，因此預(yù)測地基沉降的工作越來越重要。本文對常德市某房地產(chǎn)項(xiàng)目二期工程的高層建筑進(jìn)行沉降觀測，為該建筑的建設(shè)提供實(shí)時安全狀況分析。

一、項(xiàng)目介紹

常德市某房地產(chǎn)項(xiàng)目始建于2015年，其中一期工程于2017年完成，共9棟28層的電梯房，銷售情況良好。因此2017年9月啟動二期工程，并規(guī)劃建設(shè)一棟酒店，規(guī)劃高度為48層。該項(xiàng)目總占地面積220畝，位于澧縣新城區(qū)，原屬于山坡、洼地和農(nóng)田地帶，其中47%的面積屬于沙土或高回填土地質(zhì)，酒店及二期工程大部分商品房都在該區(qū)域，因此沉降監(jiān)測非常重要。

二、沉降觀測設(shè)置

（一）沉降基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置

基準(zhǔn)點(diǎn)是直接測定和檢驗(yàn)觀測點(diǎn)的依據(jù)，因此基準(zhǔn)點(diǎn)的質(zhì)量直接關(guān)系到觀測數(shù)據(jù)的精度和可靠性，設(shè)置的要求很高，要注意以下幾點(diǎn)：一是選擇的地點(diǎn)要有良好的地質(zhì)條件，必須保持基準(zhǔn)點(diǎn)在整個觀測過程中穩(wěn)定不變。二是與建筑物保持一定距離，并在前期就設(shè)置好，要避開行人和車輛、地下管線、水源地和松軟土質(zhì)等，并保持良好的通視條件。三是埋設(shè)的基準(zhǔn)點(diǎn)數(shù)量要大于3個，保證起算數(shù)據(jù)的可靠性。

本案針對高層酒店進(jìn)行沉降觀測與分析，基準(zhǔn)點(diǎn)埋設(shè)6個，標(biāo)記為J1-J6。采用深挖埋樁法，埋設(shè)地點(diǎn)距建筑250-300m，埋深為2-2.5m。在每次觀測前檢復(fù)核基準(zhǔn)點(diǎn)高程。

（二）沉降監(jiān)測點(diǎn)的布置

由于本案建筑的特殊地質(zhì)條件，同時地下車庫占地面積大，在嚴(yán)格按照現(xiàn)有的規(guī)范并遵照甲方設(shè)定的技術(shù)要求基礎(chǔ)上，本案沉降觀測從地下部分開始監(jiān)測。沉降觀測點(diǎn)布置在建筑物承重柱和承重墻上，采用墻（柱）標(biāo)志。監(jiān)測點(diǎn)布置盡可能減少地表徑流與大氣折光等對觀測的影響。

三、基準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測及觀測點(diǎn)監(jiān)測

（一）精準(zhǔn)點(diǎn)和工作基點(diǎn)的聯(lián)測

基準(zhǔn)點(diǎn)埋設(shè)經(jīng)過15d的穩(wěn)定期后，根據(jù)監(jiān)測點(diǎn)的分布情況，沿監(jiān)測點(diǎn)規(guī)劃一條水準(zhǔn)路線，采用水準(zhǔn)路線網(wǎng)。在水準(zhǔn)觀測之前用用鋼尺量距確定前后視距差滿足二等變形監(jiān)測精度要求，并將高程引測到基準(zhǔn)點(diǎn)上。基準(zhǔn)網(wǎng)各項(xiàng)限差設(shè)置如下：數(shù)字水準(zhǔn)儀，同一標(biāo)尺兩次讀數(shù)差不設(shè)限差，兩次讀數(shù)所測高差執(zhí)行基輔分劃所測高差之差的限差0.6mm。兩次往返較差、附合或環(huán)線閉合差≤0.3。 視線長度≤50m、前后視距差≤1.5m，前后視距累積差≤6m、視線高度≤1.90且≥0.55m。本案設(shè)置的沉降觀測基準(zhǔn)點(diǎn)、工作基點(diǎn)、觀測點(diǎn)關(guān)系及分布情況如下圖1所示：

如圖所示，在實(shí)際觀測操作過程中，采用二等水準(zhǔn)測量規(guī)范、結(jié)合設(shè)計(jì)要求施測，保證了觀測數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)可靠。

（二）觀測點(diǎn)監(jiān)測

根據(jù)《建筑變形測量規(guī)程》（JGJ8-2016）二等精度要求，實(shí)施觀測點(diǎn)的測量?？紤]到本次觀測工作的重要性，為保證測量精度，外業(yè)數(shù)據(jù)采集設(shè)備采用美國天寶Dini03電子水準(zhǔn)儀以及配套銦鋼標(biāo)尺。將基準(zhǔn)點(diǎn)J1-J6與各個監(jiān)測點(diǎn)閉合成環(huán)。為分析施工進(jìn)度與沉降數(shù)據(jù)的對應(yīng)關(guān)系，每次觀測都詳細(xì)記載施工進(jìn)度、增加荷載量、倉庫進(jìn)貨噸位、建筑物傾斜、裂縫等各種影響沉降變化和異常等情況。同時，使用的儀器設(shè)備、安排的觀測人員甚至觀測的路線安排等全部保持固定。

四、觀測數(shù)據(jù)采集及分析

（一）觀測預(yù)案

為保證沉降觀測的質(zhì)量，在觀測之前根據(jù)工程特點(diǎn)編制技術(shù)方案，對觀測部位、觀測項(xiàng)目、觀測精度以及控制樁形式等做出詳細(xì)規(guī)劃。本次觀測的建筑為地上48層（2017年5月動工，2017年9月主體建筑完工），地下2層（車庫）。觀測點(diǎn)于2017年5月初開始在建筑現(xiàn)場布置，并在正式觀測前予以多次調(diào)整，確保觀測點(diǎn)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)際環(huán)境。

（二）觀測數(shù)據(jù)采集

具體觀測時間從2017年5月2日開始至2018年4月25日結(jié)束，先后實(shí)施12次觀測，觀測數(shù)據(jù)如下表1所示：

如表所示，本次觀測歷時12個月，收集數(shù)據(jù)72項(xiàng)，數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度高，符合相關(guān)要求。

（三）數(shù)據(jù)分析

根據(jù)表1的數(shù)據(jù)可知，整個觀測過程采集的數(shù)據(jù)明顯分兩個階段：

建設(shè)階段：2017年5月-2017年9月，是主體建筑建設(shè)階段，荷載從一層增加到主體結(jié)構(gòu)全部封頂，總計(jì)108天，平均累計(jì)沉降值從-0.42mm增加到-8.07mm，平均每天沉降值為-0.747mm。其中最大沉降值為-8.89，最大沉降速度為-0.078mm/天。

裝修階段：2017年10月至2018年4月，主體建筑完工進(jìn)行裝修，總計(jì)281天，在此期間，平均沉降值從-8.07mm減少到-7.50mm，平均每天的沉降值為0.002mm。

通過以上采集的觀測數(shù)據(jù)分析可知，該建筑沉降值較小，在正常值范圍內(nèi)，證明該建筑的地基比較穩(wěn)定。其中“時間-荷載-沉降值”關(guān)系圖如下圖所示：

如圖所示，“時間-沉降”關(guān)系圖能夠準(zhǔn)確且實(shí)時反映該建筑的沉降過程，沉降值與樓層增加（即荷載變化）和時間呈現(xiàn)正比關(guān)系?？傮w來講，沉降值隨時間推移的曲線平整光滑，證明沉降值分布整體上保持均勻，在整個觀測過程中未出現(xiàn)較大波動。從后續(xù)的結(jié)果看，2018年4月結(jié)束觀測至2018年9月入住，整個酒店建筑未出現(xiàn)明顯裂痕。

五、總結(jié)

如本案觀測基本按月進(jìn)行，在建筑物從地基到封頂實(shí)施實(shí)時監(jiān)測，一旦出現(xiàn)沉降值過大導(dǎo)致的安全問題，立即可以采取措施，從而大大保障了建筑的安全性，防止沉降導(dǎo)致的各種事故發(fā)生。同時觀測數(shù)據(jù)可以為將來的建筑安全保障提供資料，為后續(xù)觀測提供參考。

近幾年來，隨著房建項(xiàng)目越來越高、地質(zhì)條件越來越差，以及工期越來越快，導(dǎo)致高層建筑安全事故頻發(fā)，建筑沉降厲害導(dǎo)致的開裂現(xiàn)象屢見不鮮。因此，通過實(shí)時沉降監(jiān)測，并及時采取措施，是保障建筑安全的重要措施。隨著技術(shù)不斷進(jìn)步和建筑要求越來越高，監(jiān)測的要求也越來越高，同時沉降觀測技術(shù)和分析方法越來越先進(jìn)，一些新的觀測方法、數(shù)據(jù)處理和分析技術(shù)與理論不斷推出，因此各單位都要及時學(xué)習(xí)和應(yīng)用這些新技術(shù)和新方法。當(dāng)前觀測和數(shù)據(jù)分析的自動化趨勢越來越明顯，這也是各單位需要及時關(guān)注的。

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作者簡介：

曹麗芳，女，1989年生，湖南澧縣人，工程師，湖南博聯(lián)工程檢測有限公司總經(jīng)理助理。