高層建筑沉降觀測關鍵技術應用研究

1、 高層建筑沉降觀測關鍵技術應用研究 摘 要：以某高層建筑為例，作者詳細闡述了建筑物沉降觀測的方案設計、監(jiān)測實施、數(shù)據(jù)分析、監(jiān)測報告等關鍵技術的應用研究，希望能夠為建筑物的沉降觀測工作實施提供一定的參考。關鍵詞：建筑物；沉降觀測；監(jiān)測報告；應用研究隨著社會對高層建筑物的安全性要求不斷提高，建筑物沉降觀測也越來越被重視，因此，根據(jù)建筑物的情況設計一個合理的建筑物沉降觀測技術方案尤為重要。準確和可靠的觀測成果能夠保證建筑物的施工和運營的安全。雖然變形監(jiān)測分為水平位移和垂直位移，但涉及高層建筑物的主要是垂直位移，即建筑物的沉降觀測。1 案例方案設計1.1 基本技術要求工作開始前，應收集建筑物及周圍相關

2、的地質(zhì)資料，針對建筑物的特點、測區(qū)條件以及任務要求，設計沉降觀測方案，包括監(jiān)測網(wǎng)點布設，監(jiān)測等級、監(jiān)測周期、項目預警值以及儀器設備的確定、監(jiān)測實施步驟等。1.2 監(jiān)測等級及精度變形監(jiān)測的等級及精度要求決定于建筑物設計時確定的變形允許值大小，只有建筑的沉降值不超過變形允許值，才能確保工程的安全。變形監(jiān)測中的觀測值中誤差應小于變形允許值的1/101/20，而建筑物的設計一般都要求變形允許值，但也有例外。因此，我們要嚴格執(zhí)行建筑變形測量規(guī)范（jgj 8-2016），高層建筑沉降觀測的變形測量級別為二級，觀測點測站高差中誤差為0.5mm。1.3 監(jiān)測網(wǎng)點布設1.3.1 變形監(jiān)測網(wǎng)點（1）基準點，是變形

3、監(jiān)測的基準，必須布設在變形影響區(qū)域外且穩(wěn)固可靠的位置。（2）工作基點，是能直接測定觀測點的控制點，在一個周期內(nèi)應保持穩(wěn)定，可選在便于使用且穩(wěn)固的位置。（3）變形監(jiān)測點，布設在建筑物的基礎結構等能反映變形特征的敏感位置，觀測標志采用隱蔽式沉降觀測標志。1.3.2 監(jiān)測基準網(wǎng)監(jiān)測（高程）基準網(wǎng)由基準點和工作基點組成，每半年要復測一次。當對監(jiān)測成果的可靠性產(chǎn)生懷疑時，應及時檢核基準網(wǎng)。高程基準網(wǎng)，采用二級（等）水準測量方法觀測，布設成內(nèi)部閉合環(huán)。1.3.3 變形監(jiān)測網(wǎng)變形監(jiān)測網(wǎng)由部分基準點、工作基點和變形觀測點組成。變形觀測點要布設在各建（構）筑物變形比較敏感的部位。1.4 監(jiān)測周期確定監(jiān)測周期的確

4、定應根據(jù)建筑物的沉降特征、沉降速率、觀測精度及外界影響因素等綜合確定。監(jiān)測過程中，建筑物發(fā)生顯著變化時，應及時增加觀測次數(shù)。2 變形監(jiān)測實施2.1 技術路線利用已有測繪成果資料或在測區(qū)內(nèi)選取高程基準點，水準網(wǎng)聯(lián)測進行二級（等）水準測量建立高程基準網(wǎng)，然后利用精密水準儀通過測量各變形監(jiān)測點的高差等觀測值來測定變形，從而完成對工作基點、變形觀測點的周期性觀測。2.2 高程基準網(wǎng)測量2.2.1 高程基準點的埋設本文以某高層建筑物的沉降觀測為例，在高層建筑物區(qū)域外、位置穩(wěn)定、易于長期保存的區(qū)域埋設4個高程基準點和工作基點，埋設的基準點應該易于安裝標尺，便于進行水準測量。2.2.2 水準觀測（1）水準觀

5、測按照二級水準測量的觀測方式，有關技術要求應符合規(guī)范要求：（2）水準記錄采用儀器內(nèi)置的專業(yè)水準記錄軟件，實現(xiàn)電子記錄。（3）外業(yè)觀測要求。二級水準的觀測方法按照二等水準的觀測方法，各測段均進行往返測，返測與往測觀測順序相反。往測時：奇數(shù)站為后-前-前-后順序、偶數(shù)站為前-后-后-前順序；返測時：奇數(shù)站為前-后-后-前順序、偶數(shù)站為后-前-前-后順序。一般觀測要求按照規(guī)范執(zhí)行。如果在各期監(jiān)測過程中發(fā)現(xiàn)的相鄰監(jiān)測點之間的高差變動大、附近建筑物基礎、墻體等出現(xiàn)裂縫等情況，應做好巡查記錄，立即向甲方報告情況，及時采取相應措施。2.2.3 基準點高程計算（1）因觀測區(qū)域范圍較小，計算時在觀測的測段高差中

6、不加入任何改正，取各次觀測平均值。（2） 利用已有成果或選擇一個基準點作為起算數(shù)據(jù)，用軟件錄入水準測量觀測數(shù)據(jù)進行平差計算，得到各基準點高程。2.3 變形監(jiān)測點測量2.3.1 變形觀測點的埋設要求（1） 變形觀測點應布置在便于觀測和長期保存的位置。（2）變形觀測點的埋設：主要建筑物的每個敏感位置均布設一個沉降觀測點，標志埋設在主要建筑物墻體內(nèi)，標心采用長 150mm20mm 的圓鋼制作而成，外露5070mm。（3）甲方需協(xié)助乙方完成工作基點和變形監(jiān)測點的設置安裝工作，同時保證工作基點和變形監(jiān)測點不能被破壞，還應保證乙方的監(jiān)測人員順利進入現(xiàn)場以及操作時的安全。2.3.2 監(jiān)測點觀測方法高層建筑物

7、監(jiān)測點觀測按二級變形測量的精度要求施測，觀測要求與前面提到的高程基準網(wǎng)測量要求一致。沉降觀測點采用電子水準儀，配合條碼尺，采用水準測量方法進行外業(yè)觀測作業(yè)。水準路線以高程基準點作為起始點，經(jīng)各沉降觀測點，回到原高程基準點，組成閉合環(huán)。測站的觀測在本站各項限差不超限時，繼續(xù)下一站觀測。對水準數(shù)據(jù)進行平差處理，獲得各監(jiān)測點的高程值。3 監(jiān)測數(shù)據(jù)處理與分析3.1 觀測數(shù)據(jù)處理每期變形觀測結束后，剔除有粗差的觀測數(shù)據(jù)，檢查作為起算點的基準點穩(wěn)固情況，確保觀測數(shù)據(jù)、起算點準確無誤。采用嚴密的平差計算方法，對獲取的觀測數(shù)據(jù)進行平差處理，再計算各種變形量。利用變形量數(shù)據(jù)，進行變形分析，也可建立變形模型，對引

8、起變形的原因做出分析和解釋，對變形的發(fā)展趨勢進行預估。3.2 監(jiān)測資料分析（1）作圖分析，將觀測數(shù)據(jù)按時間順序繪制成過程線。（2）統(tǒng)計分析，用統(tǒng)計方法計算各觀測物理量，分析觀測物理量的變化規(guī)律、周期性、相關性和發(fā)展趨勢。（3）對比分析。將監(jiān)測網(wǎng)的周期觀測數(shù)據(jù)、觀測成果進行匯總，然后用 excel 處理，計算監(jiān)測點的高程，將每次觀測數(shù)據(jù)與上次觀測數(shù)據(jù)、首次觀測數(shù)據(jù)對比，以及周期間的疊合分析，得到各監(jiān)測點的垂直沉降值，繪制沉降值曲線圖，以便更好的反映各期下沉情況，對其進行相關分析，確定變形過程和趨勢。4 監(jiān)測報告監(jiān)測報告是反映建筑物沉降觀測結論性的報告，對建筑物的施工及運營安全具有實際指導意義。監(jiān)

9、測報告主要有項目的工程概況、技術標準、采用基準、監(jiān)測項目、監(jiān)測等級及精度、監(jiān)測方法、監(jiān)測成果質(zhì)量評價、各監(jiān)測項目的變形監(jiān)測成果、結論與建議。其中，結論與建議是監(jiān)測報告中最重要的一環(huán)，本文中建筑物沉降觀測的結論可以如下描述：由各期變形監(jiān)測數(shù)據(jù)成果可知：在監(jiān)測過程中，所有變形監(jiān)測點最后100d最大沉降速率：0.017mm/d。由上述數(shù)據(jù)可知，所有監(jiān)測項目的變形監(jiān)測點最后100d 的最大沉降速率均小于0.04mm/d。根據(jù)建筑變形測量規(guī)范（jgj 8-2016）中“建筑沉降達到穩(wěn)定狀態(tài)可由沉降量與時間關系曲線判定。當最后100d的最大沉降速率小于0.04mm/d時，可認為已達到穩(wěn)定狀態(tài)”。因此，經(jīng)判定得出結論：該高層建筑物變形監(jiān)測點的沉降已達到穩(wěn)定狀態(tài)。5 結束語綜上所述，為保證高層建筑施工質(zhì)量,保證高層建筑穩(wěn)定性,沉降觀測技術的應用尤為重要。本文在高層建筑物沉降觀測中的方案設計、監(jiān)測實施、數(shù)據(jù)分析、監(jiān)測報告等