某高层房建项目沉降观测及数据分析

摘要：近几年来城市用地日趋紧张，新的建筑用地地质条件越来越差。同时地价越来越高，尤其是商业用地地价上涨较快，因此商业建筑楼层越来越高。恶劣的地质条件和高楼层导致地基沉降现象越来越严重，做好高层建筑的沉降观测和数据分析越来越重要。本文以常德市某高层房建项目为例，从该建筑建设初期到装饰完工实施观测和分析，为该建筑的安全状况提供及时跟踪和判断，对其他建筑施工的沉降观测具有一定参考价值。

关键词：高层建筑；沉降观测；基准点；数据分析

经过三十年城市化建设的迅猛发展，城市区位和地质条件良好的建设用地越来越来少，新的建设项目不得不向郊区征用低洼、沙土、农田等土地，地质条件越来越复杂，诸如高回填土、岩溶区、沼泽湿地、采空波及区等。同时，由于房建项目用地成本高，在地价逐年上升的情况下，商品房基本都是20层以上的高层建筑，在复杂地质条件下很容易发生不均匀沉降，严重时会危害建筑物的安全，因此预测地基沉降的工作越来越重要。本文对常德市某房地产项目二期工程的高层建筑进行沉降观测，为该建筑的建设提供实时安全状况分析。

一、项目介绍

常德市某房地产项目始建于2015年，其中一期工程于2017年完成，共9栋28层的电梯房，销售情况良好。因此2017年9月启动二期工程，并规划建设一栋酒店，规划高度为48层。该项目总占地面积220亩，位于澧县新城区，原属于山坡、洼地和农田地带，其中47%的面积属于沙土或高回填土地质，酒店及二期工程大部分商品房都在該区域，因此沉降监测非常重要。

二、沉降观测设置

（一）沉降基准点设置

基准点是直接测定和检验观测点的依据，因此基准点的质量直接关系到观测数据的精度和可靠性，设置的要求很高，要注意以下几点：一是选择的地点要有良好的地质条件，必须保持基准点在整个观测过程中稳定不变。二是与建筑物保持一定距离，并在前期就设置好，要避开行人和车辆、地下管线、水源地和松软土质等，并保持良好的通视条件。三是埋设的基准点数量要大于3个，保证起算数据的可靠性。

本案针对高层酒店进行沉降观测与分析，基准点埋设6个，标记为J1-J6。采用深挖埋桩法，埋设地点距建筑250-300m，埋深为2-2.5m。在每次观测前检复核基准点高程。

（二）沉降监测点的布置

由于本案建筑的特殊地质条件，同时地下车库占地面积大，在严格按照现有的规范并遵照甲方设定的技术要求基础上，本案沉降观测从地下部分开始监测。沉降观测点布置在建筑物承重柱和承重墙上，采用墙（柱）标志。监测点布置尽可能减少地表径流与大气折光等对观测的影响。

三、基准点联测及观测点监测

（一）精准点和工作基点的联测

基准点埋设经过15d的稳定期后，根据监测点的分布情况，沿监测点规划一条水准路线，采用水准路线网。在水准观测之前用用钢尺量距确定前后视距差满足二等变形监测精度要求，并将高程引测到基准点上。基准网各项限差设置如下：数字水准仪，同一标尺两次读数差不设限差，两次读数所测高差执行基辅分划所测高差之差的限差0.6mm。两次往返较差、附合或环线闭合差≤0.3。 视线长度≤50m、前后视距差≤1.5m，前后视距累积差≤6m、视线高度≤1.90且≥0.55m。本案设置的沉降观测基准点、工作基点、观测点关系及分布情况如下图1所示：

如图所示，在实际观测操作过程中，采用二等水准测量规范、结合设计要求施测，保证了观测数据的精准可靠。

（二）观测点监测

根据《建筑变形测量规程》（JGJ8-2016）二等精度要求，实施观测点的测量。考虑到本次观测工作的重要性，为保证测量精度，外业数据采集设备采用美国天宝Dini03电子水准仪以及配套铟钢标尺。将基准点J1-J6与各个监测点闭合成环。为分析施工进度与沉降数据的对应关系，每次观测都详细记载施工进度、增加荷载量、仓库进货吨位、建筑物倾斜、裂缝等各种影响沉降变化和异常等情况。同时，使用的仪器设备、安排的观测人员甚至观测的路线安排等全部保持固定。

四、观测数据采集及分析

（一）观测预案

为保证沉降观测的质量，在观测之前根据工程特点编制技术方案，对观测部位、观测项目、观测精度以及控制桩形式等做出详细规划。本次观测的建筑为地上48层（2017年5月动工，2017年9月主体建筑完工），地下2层（车库）。观测点于2017年5月初开始在建筑现场布置，并在正式观测前予以多次调整，确保观测点符合相关标准和实际环境。

（二）观测数据采集

具体观测时间从2017年5月2日开始至2018年4月25日结束，先后实施12次观测，观测数据如下表1所示：

如表所示，本次观测历时12个月，收集数据72项，数据精准度高，符合相关要求。

（三）数据分析

根据表1的数据可知，整个观测过程采集的数据明显分两个阶段：

建设阶段：2017年5月-2017年9月，是主体建筑建设阶段，荷载从一层增加到主体结构全部封顶，总计108天，平均累计沉降值从-0.42mm增加到-8.07mm，平均每天沉降值为-0.747mm。其中最大沉降值为-8.89，最大沉降速度为-0.078mm/天。

装修阶段：2017年10月至2018年4月，主体建筑完工进行装修，总计281天，在此期间，平均沉降值从-8.07mm减少到-7.50mm，平均每天的沉降值为0.002mm。

通过以上采集的观测数据分析可知，该建筑沉降值较小，在正常值范围内，证明该建筑的地基比较稳定。其中“时间-荷载-沉降值”关系图如下图所示：

如图所示，“时间-沉降”关系图能够准确且实时反映该建筑的沉降过程，沉降值与楼层增加（即荷载变化）和时间呈现正比关系。总体来讲，沉降值随时间推移的曲线平整光滑，证明沉降值分布整体上保持均匀，在整个观测过程中未出现较大波动。从后续的结果看，2018年4月结束观测至2018年9月入住，整个酒店建筑未出现明显裂痕。

五、总结

如本案观测基本按月进行，在建筑物从地基到封顶实施实时监测，一旦出现沉降值过大导致的安全问题，立即可以采取措施，从而大大保障了建筑的安全性，防止沉降导致的各种事故发生。同时观测数据可以为将来的建筑安全保障提供资料，为后续观测提供参考。

近几年来，随着房建项目越来越高、地质条件越来越差，以及工期越来越快，导致高层建筑安全事故频发，建筑沉降厉害导致的开裂现象屡见不鲜。因此，通过实时沉降监测，并及时采取措施，是保障建筑安全的重要措施。随着技术不断进步和建筑要求越来越高，监测的要求也越来越高，同时沉降观测技术和分析方法越来越先进，一些新的观测方法、数据处理和分析技术与理论不断推出，因此各单位都要及时学习和应用这些新技术和新方法。当前观测和数据分析的自动化趋势越来越明显，这也是各单位需要及时关注的。

参考文献：

[1]李小伟 于庆和.哈尔滨大剧院沉降监测技术[J].林业科技情报，2018（2）：115-118

[2]赵宝贵.某高层建筑的沉降观测及变形分析[J].建材与装饰，2018（9）：204

[3] 王伟 徐锴 王海龙 李禄禄. 施工阶段斜坡堤地基沉降实时监测技术的开发应用[J].岩土工程学报，2017（5）：85-90

[4] 孙士毅 陈伟强 朱金炬 朱伟刚 李爱明. 建筑物沉降观测中的注意事项[J].建筑技术，2014（11）：135-136

[5] 陈新孝 周述光. 建筑沉降观测工作管理与实践中存在的问题及应对措施[J].施工技术，2017（12）：300-303

作者简介：

曹丽芳，女，1989年生，湖南澧县人，工程师，湖南博联工程检测有限公司总经理助理。