高层住宅小区沉降监测与观测数据的综合探讨

张盛昌

（惠州市建设工程质量检测中心　广东惠州　516003）

建筑物出现整体性沉降现象，是指建筑物受到地下水水位的变化、地质构造不同等因素的影响在施工过程中或入住使用过程中所产生的住宅变形问题。因此，高层建筑物的整体结构的安全问题值得考量，有必要通过观测和分析沉降数据，将建筑基础变形因素，施工误差等因素考虑在内，同时科学利用各种现代化的沉降监测技术，对建筑物的沉降趋势进行研究。

1　工程概况

在建的层高统一为17层的住宅小区，建设项目共3栋，各栋住宅间相互独立，分别设为1#，2#，3#号楼。因为可能会对地下水位产生影响是在该住宅小区施工前接到的提示。所以进行了现场勘探并查阅了相关资料，在1#、2#、3#号楼同时开启了沉降监测，为使得地下水位变化不会影响到小区高层建筑。假设高程水准基点，将独立的高程系统导入到监测项目，按照相对高程基准核算出监测点沉降位移。

2　高层建筑物沉降监测方案的分析

2.1　监测沉降的时间安排

进行监测的首次数据很重要，要从住宅施工第1层进行，并由两次独立监测值的平均值产生。时间变动问题是沉降监测过程有可能出现的，测量方要做好时间调整后的监测工作，前提是高层住宅项目的业主方要提前通知测量方。后面进行沉降监测时间安排为：建筑物增加2层就要观测1次，待总工期结束后连续观测1年每3个月观测1次。竣工后第2年变为6个月观测1次[1]。

2.2　沉降监测点的布置

根据原有的实践经验得出，开展沉降监测工作首先要选准观测点。布置观测点进行监测高层住宅小区的沉降情况要在观测数据容易反馈的区域内。从本住宅小区的施工过程来看，需要在小区地面代表性区域内和建筑物的承重结构布置沉降观测点。监测工作原则要保持从整体到局部，埋设于柱体或地面内的目标点，同时要求观测点顶部高出标识面≥5.0mm的高度，标识观测点要用金属水准进行标志，从整体上保证所布置的各监测点对建筑结构沉降特性能够整体上得到控制。

2.3　沉降监测施工程序简析

①在监测前要由专业人员负责检查与核对测量所使用仪器的精准性，并依据二等水准测量标准实施沉降监测工作，同时要遵照相关标准与规范要求确定测量误差的范围。②要在沉降监测工作开展前先引用高程系统独立进行两次观测基准点的工作，还要对整个监测方案的稳定性做一个评估，保证监测设备运行正常；需要注意的是在高层建筑物施工区比较安全稳固的地方埋设三个基准点，进行基准点设置开展监测工作，并派沉降监测人员进行分析研究前期监测所得出的勘察数据和资料。③将之前所取得的基准点观测数值引入沉降监测中，依据建筑设计院所设计的图纸在1#、2#、3#号楼承重楼柱上设置24个沉降观测点，并且以城市测量规范为标准对24个观测点进行沉降监测工作。④对建筑物的沉降监测结束后，将监测沉降的成果表、沉降监测点的设置图、监测时长一载重一沉降曲线分布图等沉降监测过程中所得出的相关数据资料进行统一分析、整理，以指导实践。

3　高层建筑物沉降监测

3.1　确定监测精度

对于精度要求是依据变形监测目的设立的：①目的在于研究变形过程的监测，观测过程的误差要求小于容许变形值；②为衡量高层建筑物的安全而监测的，则观测结果的误差要求小于容许变形值的1/10～1/20。使用如下运算公式进行沉降点观测精度的估算式，将Δ设为容许变形值；设置信区间内最大误差与中误差之比为t；安全系数为K。按照上述要求，估算时经常预设数值t=2，K＝0.05。确定建筑物变形观测精度，还要结合高层住宅小区实际情况，引入“监测过程可以实现的精度最高值”。要确定高层住宅小区沉降观测精度，通过参考以上资料与方法得出沉降点中误差m≤±1mm高程中为最弱点，要依据国家Ⅰ等水准测量基准网的技术要求进行观测[2]。

3.2　仪器选用和监测方法

①监测时要由专人负责，保障每次相同线路的监测都固定观测人和仪器。基准点设置依据国家Ⅰ等水准测量的技术标准，监测点依照Ⅱ等水准测量技术要求。②监测要求使用精密水准仪—蔡司Ni004水准尺为配套铟钢。

3.3　监测结果的分析

首先需要检验仪器设备保障其准确性，具体是通过监测人员对沉降监测现场的所有仪器设备功能和精确度实行校验。同时，在建筑物使用过程中的监测通过固定时间开展联合监测，采用沉降水准测量法，从起始点出发、闭合返回起始点的闭合沉降水准环线，配置固定的专业人员和监测仪器，同时联测环节只有当所埋设基准点埋设时间在5d以上到了凝固状态后方可开展，保证基准点满足监测要求。

4　高层建筑物沉降监测数据的整合分析

采用闭合沉降水准环线施行水准测量时，内业平差计算要求遵循整体工程测量规范压球。依据水准测量数值，在2014年7月30日就该测区主体建筑第17层共设置的24个监测点进行了第十次测量，每个监测点都得出一次监测数据。第1层主体建筑承重结构的50～60cm就是沉降观测点的位置所在。因为本高层住宅小区的监测项目沉降观测范围比较小，所以在整合分析监测数据时，因重力不正常导致的矫正作业和因水平面不平导致的修正作业是可以省略的。观察图2所反映的沉降监测：C1～C10沉降量大，而且增加缓慢，C11～C13沉降量是趋于稳定同时有下降的趋势。绘制沉降观测点成果表是通过观察现场设置的各个沉降监测点的高程变化，通过分析数据得出。如图1所示，通过综合整理以第13层为例沉降监测数据得出该高层建筑物的等沉降曲线图，其中C11点-2.95mm为沉降量最大值，C1点-1.31mm是沉降量的最小值。由图1可知，所监测的高层住宅小区，其建筑物的主体结构是趋于稳定的。

5　结束语

综上所述，要对建筑物的沉降情况准确分析并就其沉降趋势进行预测，需要整理加工对高层住宅小区进行监测所得出的数据资料。本文通过观测高层建筑物在沉降程度方面的表现，对高层建筑物沉降变形情况进行监测，进而对高层建筑物的稳定性和安全性给予更加准确的分析。对建筑物施工过程中和竣工使用中出现沉降现象方可实施有效的防范措施，降低危险事故发生几率。

图1　第13层等沉降曲线示意图