高層施工中沉降觀測技術(shù)的應(yīng)用

姚崢

摘要：隨著現(xiàn)代化進程的不斷加快，城市中的高層建筑數(shù)量不斷增加，由于建筑物的增加和荷載的增加，在地基和上部結(jié)構(gòu)的共同作用下，建筑物可能沉降不均勻，輕的光線會導(dǎo)致建筑物傾斜或破裂，影響正常使用;沉重的光線會危及建筑物安全，因此，有必要觀察沉降，分析和研究沉降和變形規(guī)律，以便及時采取相應(yīng)的預(yù)防措施，以確保建筑物的安全。

關(guān)鍵詞：高層建筑;施工;沉降觀測技術(shù)

對于高層建筑，在地質(zhì)特征，水文條件，施工處理等因素的共同作用下，地基容易出現(xiàn)一定的不均勻沉降問題，如果嚴(yán)重，它將威脅到建筑物的質(zhì)量，甚至可能傾斜或倒塌，因此，為避免上述情況，在施工過程中經(jīng)常采用沉降觀測技術(shù)，以便及時發(fā)現(xiàn)隱患，并有效地進行防治，從而為提高整體性能和綜合效益奠定了基礎(chǔ)。

1、高層建筑施工中沉降的特征及其發(fā)展規(guī)律

1.1高層建筑施工中沉降特征

一般來說，高層建筑施工中具有以下的特征：

1.1.1高層建筑施工中特征之沉降量比較大

由于高層建筑施工中路基的重要組成部分就是粉粒以及黏粒，并且天然含水量很大，粘粒的含量也很高，一般的孔隙比是e>1.0，所以，受到負(fù)荷以后其壓縮量大，高層建筑施工路基中的沉降量遠遠超過一般的路堤沉降量。

1.1.2高層建筑施工中沉降特征之側(cè)向變形比較大

在飽和軟土受到負(fù)荷的初期，軟土中的水并不能得到及時的排除，這就使軟土的土體更加容易被側(cè)向擠出，并且會隨著水的排除而逐步排除，高層建筑施工中土體進行收縮，就促使了高層建筑施工中豎向沉降得到了進一步的發(fā)展。

1.1.3高層建筑施工中沉降特征之滲透性比較低，并且其需要的壓縮穩(wěn)定時間長

由于高層建筑施工中其地基的顆粒組成主要是以粘粒為主，因此，盡管其孔隙比比較大，但是其單位空隙卻比較小，這就造成了水在其空隙中進行流動時會很困難，所以，高層建筑施工中在受到負(fù)荷后，很難將水進行迅速的排除，使其沉降發(fā)展緩慢。

1.2高層建筑施工中沉降發(fā)展規(guī)律

地基土在路堤荷載的作用之下，地基土的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化，引起地基變形，最終在高層建筑施工中出現(xiàn)沉降現(xiàn)象，大量高層建筑的沉降觀測數(shù)據(jù)表明，高層建筑施工中的沉降變化已經(jīng)基本經(jīng)歷了高層建筑施工中的沉降，高層建筑中沉降的發(fā)展，建筑物，高層建筑和高層建筑物的沉降穩(wěn)定性，建筑施工中沉降極限的過程。

1.2.1高層建筑施工中沉降發(fā)展規(guī)律之沉降發(fā)生階段

在剛剛進行加載時，測點土體處在彈性的狀態(tài)之中，高層建筑施工中軟土之中的孔隙水得不到及時的排除，由于高層建筑施工中土體的側(cè)向變形，使得高層建筑施工中的土體發(fā)生了瞬間的剪切變形，在路堤荷載作用荷載增加的最開始階段中，高層建筑施工中的沉降呈線性增加的趨勢。這也就是我們所說的高層建筑施工中沉降發(fā)展規(guī)律之沉降發(fā)生階段。

1.2.2高層建筑施工中沉降發(fā)展規(guī)律之沉降發(fā)展階段

伴隨著路堤荷載作用荷載的不斷加大以及其時間的不斷延長，軟土地基中孔隙水已經(jīng)被逐漸的排出來，超靜孔隙水的壓力也逐漸的減少，高層建筑施工中土體隨著逐漸的壓密而產(chǎn)生了體積的壓縮和變形，進入了彈塑性這一狀態(tài)，伴隨著其彈塑性的不斷展開，測點中的高層建筑施工中沉降的速率也隨之而快速的增加，我們稱這個階段為高層建筑施工中沉降發(fā)展規(guī)律之沉降發(fā)展階段。

1.2.3高層建筑施工中沉降發(fā)展規(guī)律之沉降穩(wěn)定階段

當(dāng)路堤荷載的荷載不再增加時，高層建筑結(jié)構(gòu)中的孔隙壓力也接近于完全消散，此時，高層建筑施工中的加固過程尚未完全完成，土壤骨架為粘性蠕變，它也開始逐漸出現(xiàn)，并且測量點的沉降隨著時間的不斷變化而繼續(xù)增加，但是高層建筑的沉降率逐漸變小，這就是高層建筑施工中定居發(fā)展法的所謂定居穩(wěn)定階段。

1.2.4高層建筑施工中沉降發(fā)展規(guī)律之沉降極限階段

當(dāng)高層建筑施工中沉降的時間以及足夠長時，高層建筑施工中的沉降量也隨之達到了極限的狀態(tài)，其沉降的速率已經(jīng)降低為零，這個時候高層建筑施工中的沉降量也就是最終沉降量，這也就是高層建筑施工中沉降發(fā)展規(guī)律之沉降極限階段。

2、高層建筑施工中沉降預(yù)測技術(shù)的應(yīng)用

高層建筑施工中沉降的預(yù)測技術(shù)主要被分為了兩種，一種是其利用軟土的本構(gòu)模型，并且對Biot固結(jié)理論有限元分析的方法進行采用，但是，由于本構(gòu)模型和高層建筑施工中的工程實際上存在著較大的差距，其預(yù)測的結(jié)果是很難讓我們滿意的，并且，軟土土體本構(gòu)模型的建立還需要大量的軟土土工試驗來驗證，土工的參數(shù)確定可靠性并不是很高，所以，采用Biot固結(jié)理論有限元分析的方法是難以用于指導(dǎo)工程實踐的。另一類高層建筑施工中沉降的預(yù)測技術(shù)就是根據(jù)實際測量高層建筑施工中沉降的數(shù)據(jù)進行高層建筑施工中沉降與實踐發(fā)展關(guān)系的推算，從而用其來進行高層建筑施工中未來沉降量的預(yù)測，例如我們所接觸的星野法、Asaoka法以及雙曲線法等等，但是，筆者在這里想要強調(diào)的是，任何一種單一的模型預(yù)測結(jié)果都是與高層建筑施工中工程實際的結(jié)果存在著比較大的差異的。所以，在這里，筆者對高層建筑施工中沉降的發(fā)展規(guī)律進行了結(jié)合，采用變權(quán)重組合S型成長模型來對高層建筑施工中沉降發(fā)展規(guī)律以及其預(yù)測技術(shù)進行探討。

3、結(jié)語

本文中，筆者首先高層建筑施工中特征之沉降量比較大、高層建筑施工中沉降特征之側(cè)向變形比較大以及高層建筑施工中沉降特征之滲透性比較低，并且其需要的壓縮穩(wěn)定時間長這三個方面對高層建筑施工中沉降特征進行了分析，接著又從高層建筑施工中沉降發(fā)展規(guī)律之沉降發(fā)生階段、高層建筑施工中沉降發(fā)展規(guī)律之沉降發(fā)展階段、高層建筑施工中沉降發(fā)展規(guī)律之沉降穩(wěn)定階段以及高層建筑施工中沉降發(fā)展規(guī)律之沉降極限階段這四個方面對高層建筑施工中沉降發(fā)展規(guī)律進行了簡要的探討，最后，筆者又對高層建筑施工中沉降觀測技術(shù)的應(yīng)用進行了淺談。

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（作者單位：阜陽市測繪院有限責(zé)任公司）