某小区高层建筑物沉降观测方案设计

郝芳贵

摘 要：针对高层建筑物因水文、地质条件等自身因素的影响，而产生不均匀沉降的问题，提出了对某小区高层建筑物设计沉降观测方案，采用沉降观测的方法，能快速有效地掌握高层建筑物沉降量、差异沉降量的大小，以及未来发展趋势，实现了对高层建筑物的动态监测。设计某小区高层建筑物的沉降观测方案，加强施工过程中沉降观测，并将沉降规律等信息及时反馈设计与业主，同时对采取有效措施，控制高层建筑物不均匀沉降持续发展以及优化施工组织方案等研究具有参考价值。

关键词：高层建筑；地质；不均匀；沉降；观测；方案

一、工程概况

某小区规划总建筑面积185892㎡、住宅总建筑面积168221㎡、商铺面积13909.9㎡、幼儿园建筑面积2500㎡、物管用房建筑面积1253.6㎡、地下室建筑面积18191.1㎡、总居住户数2200户、安置人数6500人；部分为地下一层，地上为2层～3层和18层～22层框架、剪力墙结构，由于该地区地质条件复杂，为了及时掌握建筑物的沉降规律，确保建筑物的施工质量，要求对建筑物进行沉降测量。

二、观测目的

高层建筑物沉降观测的目的主要是[1-3]：

（1）为各单元工程的主体工程施工过程中有关地基基础的变形提供有效的控制数据和相关信息，确保基础工程不因主体工程施工的不断加载而使基础工程产生不均匀沉降和受力或破坏等现象。

（2）及时收集和反馈主体工程施工加载过程中的地基及基础沉降与变形的相关数据和信息，指导主体工程的施工作业。

（3）通过不均匀沉降观测数据分析，辨别和分析各建筑物在施工过程中产生垂直度偏差的原因，以便采取相应措施，防止偏差持续发展或减少垂直度的偏差。

（4）根据不均匀沉降观测数据分析。可对建筑物在竣工验收后的安全性能作出评估，从而确定建筑物是否处于安全可靠使用状态。

（5）通过观测，了解在建建筑物地层与支护结构的动态变化，掌握施工过程中建筑物结构的安全状态。

三、观测方案设计

（一）点位布设

（1）基准点的布设

观测基准点应远离变形区，可埋设在变形区100m外高层建筑物结构柱上或基岩中；埋设基岩中的基准点，必须在冻土以下0.8m，基准点布设3组，每组3个测点，组间间距约300m；当观测点距基准点较远时，应在观测点附近建立工作基点，工作基点可选在桩基础结构的高层建筑的立柱上，并定期联测复核。

（2）观测点的布设

建筑物沉降观测点的布置原则：建筑物拐角处、四角及沿外墙，每隔8m～12m的每根柱基处；建筑物沉降缝两侧，基础埋深相关悬殊处，人工地基和天然地基接壤处，结构不同的分界处；建筑物宽度大于15m或小于15m，但地质复杂及胀缩土地区的建筑物内部承重墙（柱）纵横轴线上；邻近堆置重物处，受振动影响部位，基础下的暗沟处；框架结构建筑物的每个（或部分）柱基上[4-6]。

建（构）筑物的沉降观测点应高于地面0.2m左右，各类标志的立尺部位应加工成半球形或有明显的突出点，并涂上防腐剂。

（二）观测精度指标

（1）观测等级划分

本项目按《建筑变形测量规范》（JGJ8-2007）中二级变形观测的精度要求观测。

（2）精度分析

使用的DNA03精密电子水准仪的偶然中误差标称精度为0.3mm/km，同时考虑本项目按二等观测精度施测，其视距≤50m，水准线路最长小于1km，则测站数为：

则各测站中误差为：

本线路中最弱点将是20站，则高程中误差为：

（一次观测的最弱点高程中误差）。

当采用往返观测或两次连续独立观测时，最弱点高程中误差为：

（三）观测周期

（1）在基础完工后或地下室砌完后开始观测；

（2）观测次数与间隔时间应根据地基与加荷情况而定。建筑物每加高1层观测1次；

（3）建筑使用阶段的观测次数，根据地基土类型和沉降速率确定。一般是第1年观测3～4次，第2年观测2～3次，第3年后每年观测1次，直至稳定；

（4）观测过程中，若基础附近地面荷载突变、基础口周大量积水、持续降雨等情况，均应加密观测。

（四）建筑物沉降观测方法

（1）仪器选型

徠卡DNA03、因瓦合金水准标尺，在观测开始前应进行鉴定，并定期进行检验，检验应符合i角<15″，水准标尺分米分划线误差和米分划间隔真长与名义长度之差应小于0.1mm。

为保证高程基点的可靠性，观测前应检测基准点的稳定性。

采用闭合水准形式采集各观测点的高程，每次观测前，在仪器内部设置好二级观测限差。观测时，若本站超限，则无法进入下一站，避免了計算过程中的人为误差。

（2）观测方法及要求

首先根据建筑物观测点布设情况，合理布设首级控制网，并观测首级控制点高程；其次，布设二级水准网，观测沉降点高程。在进行水准控制路线观测时，为确保观测精度指标要求，满足变形观测的“三定”要求（测站固定、仪器固定、人员固定），在观测过程中用红油漆标定仪器安置位置以及尺垫位置。水准路线观测时，各站观测顺序：后、前、前、后或 前、后、后、前。

沉降观测闭合水准的测站数限制在50站以内，采用往返观测。沉降观测的视线长度、前后视距差、视线高度等应满足国家一二等水准测量规范中之二等要求。

（五）观测数据处理及成果提交

平差软件采用徕卡DNA03型电子水准仪自带的软件LEICA Geo Office对原始数据进行测站限差检查，确保观测数据无误后，再对原始数据进行预处理，检查测段往返高差、闭合差等限差，待无超限的情况下，再进行水准网平差。

经平差的数据存储在计算机上，再利用统计模型进行粗差探测检验，确认不含粗差后在形成成果。最终提交以下观测成果：观测点平面布置图、观测成果表、沉降曲线图，当出现不均匀沉降或沉降量接近临界值时，及时报警。沉降观测应提交下列图表：工程平面位置图及基准点分布图、沉降观测点位分布图、沉降观测成果表、等沉降曲线图。

4结语

论文主要从观测点位布设、观测精度分析、观测周期确定、观测方法以及相关的数据处理等对某小区高层建筑物进行了沉降观测方案设计，为高层建筑施工质量分析提供了一个有效的信息途径，使建筑物安全性能得到了保障，通过沉降观测，获取其沉降规律，为改进施工工艺、调整设计参数提供了重要参考。

参考文献

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