高層建筑物變形監(jiān)測(cè)中的沉降觀測(cè)方法思考

高層建筑物變形監(jiān)測(cè)中的沉降觀測(cè)方法思考

Summary：現(xiàn)代化社會(huì)發(fā)展背景下，城市化進(jìn)程加快，城市人口增多，城市高層建筑數(shù)量日益增加，可以解決城市人口問(wèn)題，并提高土地資源利用率。為了保障安全性，需要對(duì)高層建筑地基結(jié)構(gòu)的可靠性進(jìn)行關(guān)注，避免出現(xiàn)不均勻沉降問(wèn)題，防止發(fā)生建筑變形現(xiàn)象。因此，需要對(duì)沉降觀測(cè)方法進(jìn)行合理應(yīng)用，對(duì)建筑物變形情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況并處理，確保高層建筑的安全性與穩(wěn)定性。本文主要以福興園小區(qū)工程為案例，對(duì)沉降觀測(cè)在高層建筑物變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用方法進(jìn)行分析，旨在進(jìn)一步提高高層建筑物的變形監(jiān)測(cè)效果，以便為變形防控提供依據(jù)。Keys：高層建筑物變形監(jiān)測(cè)沉降觀測(cè)方法隨著建筑物高度的增加，其荷載力也相應(yīng)提升，會(huì)加大不均勻沉降的幾率，甚至引起建筑物變形、傾斜問(wèn)題，危害居住安全。因此，需要加大高層建筑施工質(zhì)量監(jiān)管力度，對(duì)沉降觀測(cè)方法進(jìn)行有效性應(yīng)用，及時(shí)掌握建筑物變形情況，并科學(xué)預(yù)測(cè)發(fā)展趨勢(shì)，并提出可行性的解決方法，提高建筑變形防范效果[1]。福興園小區(qū)工程主要是長(zhǎng)螺旋灌注樁基礎(chǔ)，框架剪力墻結(jié)構(gòu)4/12層地下1層，共9幢，建筑面積62856.71m2。根據(jù)項(xiàng)目施工建設(shè)要求，同時(shí)需施工圖紙、施工沉降觀測(cè)方法開(kāi)展綜合性分析，同時(shí)結(jié)合相關(guān)規(guī)范要求，設(shè)置針對(duì)性、規(guī)范化的沉降觀測(cè)技術(shù)方案，以便對(duì)建筑物的變形情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，了解其變化情況，為變形預(yù)防和控制提供保障。一、綜合概述（一）變形監(jiān)測(cè)高層建筑變形監(jiān)測(cè)主要是要及時(shí)發(fā)現(xiàn)建筑物變形情況，確保其安全穩(wěn)定性運(yùn)營(yíng)。要結(jié)合具體的工程條件，選擇合適的變形觀測(cè)方法，并對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面整理和分析，做好評(píng)估、預(yù)測(cè)工作，并以此為依據(jù)對(duì)建筑工程設(shè)計(jì)方案進(jìn)行科學(xué)調(diào)整與優(yōu)化，確保施工方案的可行性與合理性。變形監(jiān)測(cè)包含靜態(tài)監(jiān)測(cè)和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，以便開(kāi)展周期性、連續(xù)性監(jiān)測(cè)作業(yè)。變形監(jiān)測(cè)內(nèi)容包含水平位移、垂直位移等，還要對(duì)傾斜、彎曲、裂縫、扭轉(zhuǎn)等情況進(jìn)行觀測(cè)[2]。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，變形監(jiān)測(cè)逐漸把應(yīng)力、氣壓、溫度、水位等物理量納入其中。具體的監(jiān)測(cè)方式包含大地測(cè)量法、技術(shù)空間測(cè)量法、激光掃描技術(shù)等。目前沉降測(cè)量是利用高精度水準(zhǔn)儀測(cè)量方式對(duì)建筑物的堅(jiān)向變形情況進(jìn)行測(cè)量。其中引起高層建筑物堅(jiān)向變形的因素有：工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、物理性質(zhì)等自然條件出現(xiàn)明顯堅(jiān)向變化，引起建筑物堅(jiān)向變形；此外建筑物受到自身結(jié)構(gòu)、荷重、形式等的影響，導(dǎo)致出現(xiàn)堅(jiān)向變形情況。此外，勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工作業(yè)不合理，也會(huì)引起建筑物堅(jiān)向變形問(wèn)題。因此，需要對(duì)建筑物變形情況進(jìn)行科學(xué)的沉降監(jiān)測(cè)，明確水準(zhǔn)基點(diǎn)，確保監(jiān)測(cè)工作的順利完成。（二）沉降觀測(cè)沉降觀測(cè)就是對(duì)高層建筑物的沉降指數(shù)進(jìn)行全面性觀測(cè)，并對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)記錄、分析，以便為施工、設(shè)計(jì)提供參考，促進(jìn)整體建筑物結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與可靠性，保障施工安全。開(kāi)展科學(xué)合理的沉降觀測(cè)作業(yè)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)高層建筑的基礎(chǔ)變形情況，并確保建筑物的安全可靠性使用，及時(shí)了解地基不均勻沉降問(wèn)題，查找使用過(guò)程中的各類問(wèn)題，并分析不均勻沉降的原因，提出針對(duì)性解決措施，保障建筑物安全使用；還可以降低建筑物的安全隱患，對(duì)地基荷載量進(jìn)行精準(zhǔn)判斷，確保地基承載力的科學(xué)計(jì)算，強(qiáng)化建筑安全；減少自然因素的干擾，保障建筑物穩(wěn)定運(yùn)行[3]。二、觀測(cè)策略（一）布置水準(zhǔn)基點(diǎn)水準(zhǔn)基點(diǎn)是垂直位移觀測(cè)的基點(diǎn)，因此需要在建筑物變形影響范圍外設(shè)置水準(zhǔn)基點(diǎn)，其與變形觀測(cè)點(diǎn)的距離應(yīng)該控制在21-101米以內(nèi)，確保其穩(wěn)定性，不能隨意更改，同時(shí)加大防護(hù)力度，避免受到施工干擾。要結(jié)合高層建筑沉降觀測(cè)的具體情況，對(duì)各個(gè)區(qū)域的水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行合理設(shè)置，確保其數(shù)量的充足性，保障沉降觀測(cè)的有效開(kāi)展。一般情況下，一個(gè)區(qū)域的水準(zhǔn)點(diǎn)要不少于三個(gè)。同時(shí)需要用銅、不銹鋼等制作水準(zhǔn)點(diǎn)帽頭，防止其生銹。要嚴(yán)格按照二級(jí)水準(zhǔn)基點(diǎn)規(guī)格對(duì)標(biāo)石進(jìn)行埋設(shè)，并將其設(shè)置帶基巖上，進(jìn)行精準(zhǔn)校核[4]。此外，需要基坑開(kāi)挖環(huán)節(jié)開(kāi)始前的半個(gè)月就要完成水準(zhǔn)點(diǎn)埋設(shè)工作，結(jié)合具體情況，選擇合適的埋設(shè)方法，如深埋式或者淺埋式，每個(gè)觀測(cè)區(qū)域要設(shè)置一個(gè)以上的深埋式水準(zhǔn)點(diǎn)。（二）設(shè)置沉降觀測(cè)點(diǎn)在對(duì)觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置時(shí)，一般需要將其設(shè)置在觀測(cè)對(duì)象上，以便對(duì)變形點(diǎn)的變化情況進(jìn)行直觀觀測(cè)和測(cè)量。同時(shí)需要對(duì)建筑物的形狀、結(jié)構(gòu)、地質(zhì)條件等因素進(jìn)行全面性考量，選擇合適的觀測(cè)點(diǎn)，確保其代表性，能夠?qū)ㄖ锍两底兓闆r進(jìn)行靈敏性反映。一般情況下，需要將其設(shè)置在建筑物四角、差異沉降量較大的區(qū)域，而且還要在地質(zhì)條件差異性較大的區(qū)段，以及沉降裂縫兩側(cè)。觀測(cè)點(diǎn)設(shè)置數(shù)量需要結(jié)合地質(zhì)情況、支護(hù)結(jié)構(gòu)、荷載力等進(jìn)行具體明確。要保障觀測(cè)點(diǎn)與建筑物牢固性聯(lián)接，能夠?qū)ㄖ镒兓闆r進(jìn)行真實(shí)反映。同時(shí)在建筑物周邊間隔十五米設(shè)置一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，確保其穩(wěn)固性，能夠長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)。其高度設(shè)置需要方便進(jìn)行垂直立尺觀測(cè)。其中埋深形式包含設(shè)備基礎(chǔ)觀測(cè)點(diǎn)、角鋼埋設(shè)觀測(cè)點(diǎn)、永久性觀測(cè)點(diǎn)等，需要結(jié)合建筑形式、結(jié)構(gòu)等具體確定。要利用平面設(shè)計(jì)圖紙對(duì)觀測(cè)點(diǎn)布點(diǎn)圖進(jìn)行精準(zhǔn)繪制，明確觀測(cè)點(diǎn)具體位置。同時(shí)在觀測(cè)點(diǎn)與工作點(diǎn)之間設(shè)置穩(wěn)定性的觀測(cè)路線，架設(shè)儀器站點(diǎn)，在轉(zhuǎn)點(diǎn)設(shè)置標(biāo)記樁，方便觀測(cè)路線的統(tǒng)一性。在對(duì)觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置時(shí)，需要確保周邊具有良好的通視條件，并滿足全面觀測(cè)的要求，結(jié)合工程地質(zhì)資料、建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行確定[5]。一般情況下，框架結(jié)構(gòu)的建筑物需要在基礎(chǔ)上設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)；筏板基礎(chǔ)、箱式基礎(chǔ)的高層建筑，需要沿著縱橫軸、基礎(chǔ)周邊設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)；新建建筑物與原有建筑物連接處兩側(cè)，需要設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)。要對(duì)觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)，方便后續(xù)開(kāi)展觀測(cè)記錄。通常情況下，觀測(cè)點(diǎn)的標(biāo)志為角鋼或者圓鋼，為了提高建筑物外表美觀度，需要使用有色金屬進(jìn)行制作。（三）觀測(cè)精度要求在開(kāi)展沉降過(guò)程作業(yè)時(shí)，需要嚴(yán)格按照國(guó)家相關(guān)規(guī)范要求對(duì)觀測(cè)精度進(jìn)行科學(xué)控制。在對(duì)高層建筑開(kāi)展沉降觀測(cè)時(shí)，需要使用精密水準(zhǔn)儀，按照國(guó)家二等水準(zhǔn)測(cè)量的要求開(kāi)展測(cè)量作業(yè)。同時(shí)需要結(jié)合建筑物特性，對(duì)沉降觀測(cè)精度進(jìn)行合理的等級(jí)劃分。而受到建筑用途、抗震性能、使用年限等的差異性影響，導(dǎo)致各個(gè)建筑物的觀測(cè)精度存在一定的不同，需要按照設(shè)計(jì)圖紙要求開(kāi)展規(guī)范性的沉降觀測(cè)，確保觀測(cè)等級(jí)、精度要求的貫徹執(zhí)行。在具體觀測(cè)作業(yè)中，確保成像清晰度，避免出現(xiàn)轉(zhuǎn)站問(wèn)題，同時(shí)保障視線長(zhǎng)度控制在五十米以內(nèi)，前后視距相同?？梢圆扇∪潭ǚ椒ㄟM(jìn)行觀測(cè)，以便提高觀測(cè)精度，即人員、儀器、路線固定[6]。（四）觀測(cè)周期設(shè)置在開(kāi)展高層建筑沉降過(guò)程作業(yè)時(shí)，需要結(jié)合工程進(jìn)度開(kāi)展全過(guò)程觀測(cè)作業(yè)，當(dāng)其沉降進(jìn)入到穩(wěn)定期后即可結(jié)束。因此需要對(duì)觀測(cè)周期進(jìn)行合理設(shè)置，以便對(duì)沉降變形規(guī)律進(jìn)行總結(jié)分析，并掌握建筑物的沉降速率，對(duì)觀測(cè)成本進(jìn)行有效性控制。要確保觀測(cè)時(shí)間的規(guī)范性，嚴(yán)格按照相關(guān)要求開(kāi)展首次觀測(cè)作業(yè)，以便保障獲得原始數(shù)據(jù)，確保觀測(cè)結(jié)果的完整性和真實(shí)性。當(dāng)對(duì)帶有一層或者地下結(jié)構(gòu)的建筑物開(kāi)展觀測(cè)作業(yè)時(shí)，需要從基礎(chǔ)部位開(kāi)始首次觀測(cè)作業(yè)，并把沉降觀測(cè)點(diǎn)設(shè)置在基礎(chǔ)縱橫軸線上。要對(duì)首次觀測(cè)點(diǎn)的高程值進(jìn)行精準(zhǔn)設(shè)置，以便為后續(xù)觀測(cè)作業(yè)的開(kāi)展提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，保障整體觀測(cè)作業(yè)的精準(zhǔn)性[7]。在具體觀測(cè)時(shí)需要使用N2級(jí)精密水準(zhǔn)儀，各個(gè)觀測(cè)點(diǎn)需要同時(shí)觀測(cè)兩次首次高程，以便對(duì)其結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，當(dāng)其高差在+0.5mm時(shí)，則可判斷觀測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性。對(duì)各個(gè)施工層進(jìn)行重復(fù)觀測(cè)，確保觀測(cè)數(shù)據(jù)精準(zhǔn)性。在施工完成后需要每季觀測(cè)以此，竣工后分別在旱季和雨季進(jìn)行觀測(cè)以此。（五）觀測(cè)結(jié)果處理觀測(cè)完成后，需要對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合性整理和檢查，確保無(wú)誤后開(kāi)展內(nèi)業(yè)計(jì)算工作。要嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)位移量數(shù)值控制在0.1mm。要采取合理的內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理方法，如經(jīng)典法嚴(yán)密平差檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)法、自由網(wǎng)平差法，或者可以將兩者進(jìn)行聯(lián)合使用[8]。在首次觀測(cè)后，需要對(duì)不同觀測(cè)點(diǎn)設(shè)置差異性的起始值，并以此為基準(zhǔn)點(diǎn)高程對(duì)各個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的高程進(jìn)行計(jì)算，并對(duì)各個(gè)觀測(cè)點(diǎn)相鄰兩側(cè)的沉降量、累積沉降量等進(jìn)行凈化尊計(jì)算，同時(shí)將其納入到沉降觀測(cè)記錄表中進(jìn)行呈現(xiàn)、其中記錄表中包含以下指標(biāo)：觀測(cè)次數(shù)、時(shí)間、高程、本次下沉、累積下沉、施工進(jìn)度、荷載等。為了對(duì)沉降、荷重、時(shí)間的關(guān)系進(jìn)行直觀化、形象化呈現(xiàn)，可以結(jié)合觀測(cè)數(shù)據(jù)繪制曲線圖。如圖1所以。圖1沉降曲線圖結(jié)語(yǔ)綜上所述，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的提升，高層建筑數(shù)量逐漸增多，需要開(kāi)展科學(xué)合理的變形監(jiān)測(cè)工作，以便對(duì)建筑物的質(zhì)量進(jìn)行科學(xué)判斷，確保其安全可靠性運(yùn)行。沉降觀測(cè)法的合理應(yīng)用，能夠?qū)Ω邔咏ㄖ锏牡牟痪鶆虺两登闆r進(jìn)行真實(shí)反映，以便提出針對(duì)性的解決措施，保障高層建筑物的安全運(yùn)行。在具體實(shí)施中，需要對(duì)水準(zhǔn)基點(diǎn)和沉降觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行科學(xué)設(shè)置，同時(shí)需要明確觀測(cè)周期，確保觀測(cè)精度的合理掌控，對(duì)觀測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)性處理，從而掌握建筑物沉降規(guī)律，為施工方案的優(yōu)化與改善提供依據(jù)。Reference[1]唐均.沉降觀測(cè)在高層建筑物變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用探討[J].房地產(chǎn)世界,2021(20):132-133+142.[2]馮謹(jǐn)松.沉降觀測(cè)在高層建筑物變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用[J].冶金管理,2020(09):80-81.[3]肖英,田鴻,侯平,周堅(jiān),常智勝,胡耘.沉降觀測(cè)在高層建筑物變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用[J].有色金屬設(shè)計(jì),2019,46(01):40-42.[4]桂維振,劉彥君,盧雪峰.精密電子儀器在高層建筑物變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究[J].北京測(cè)繪,2015(04):93-95.[5]李明瑞.灰色理論模型在高層建筑物變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用[J