高层建筑沉降观测技术的应用

摘 要：当前高层建筑已成为我国大、中城市的主要建筑形式，高层建筑物的质量安全问题不可忽视。沉降观测是保障高层建筑结构安全和使用寿命的重要技术方法。通过对高层建筑沉降观测工作程序和技术要点进行解析，为高层建筑测量工作提供参考。

关键词：高层建筑;沉降观测;方法;精度

1 绪论

随着我国城市化进程的加快，高层及超高层建筑越来越多。高层建筑施工过程中，随着上部结构逐步建成、地基荷载相应增加，高层建筑物通常会产生下沉现象，为防止不均匀沉降引起高层建筑物倾斜，需要进行沉降观测。沉降观测对于及时发现工程异常采取补救措施，确保高层建筑在施工期间和运营期间的安全，具有极其重大的意义。

2 沉降观测程序

高层建筑的沉降观测是在能表示沉降特征的部位设置沉降点，在沉降影响范围之外埋设水准基点，根据上部荷载的增加情况，周期性的观测基准点与沉降观测点的高差变化值，据此計算沉降量和累计沉降量，从而分析高层建筑物的沉降规律。

（1）水准基点的设置。水准基点是沉降观测的基准点，其高程应从建筑区永久水准基点引测，如果施工水准点能满足沉降观测的精度要求，也可以作为沉降观测点来用。埋设水准基点应符合：①有足够的稳定性。水准基点应设置在沉降影响范围以外的安全地点，宜设置在基岩上，或设在压缩性较低的土层上，避开公路、铁路、地下管道和滑坡，在冰冻地区，水准基点应埋设在冰冻线以下0.5m，以保证其稳定性。②具备检核条件。一般高层建筑物周边水准基点最少应布设三个以上，以便相互检核，保证水准基点高程的正确性。③满足一定的观测精度。水准基点和观测点距离要适中，一般控制在20～100m范围内，相距太近或太远都会影响观测精度。

（2）沉降观测点的设置。布置沉降观测点，需结合高层建筑的结构特点和施工现场的地质情况综合考虑，选择在能够反映高层建筑物变形特征和变形明显的部位，一般在以下位置设置：建筑物的四角、大转角处，每沿10～20m外墙处或每隔2～3根柱基上;新旧建筑物、高低建筑物、纵横墙等交接处的两侧;建筑裂缝、后浇带两侧或沉降缝的两侧;建筑物不同结构的分界处;不同基础埋深处;人工地基和天然地基的接壤处;填挖方分界处;框架结构建筑的柱基上或沿纵横轴线上[1]。沉降观测点应均匀布设，并且要求观测点在纵向与横向上对称设置。根据高层建筑的建筑结构类型和建筑材料的差异，沉降观测点的标志可选用墙（柱）标志、基础标志和隐蔽标志等，标志埋设应稳固、明显，避开障碍物，既便于观测和长期保存，又不影响建筑物的美观和使用。

（3）沉降观测的方法。常用的沉降观测方法有：一、二、三等水准测量、液体静力水准测量、微水准测量和三角高程测量等[2]。沉降观测方法的选择视沉降观测点的精度要求而定，二等水准测量是高层建筑物沉降观测最常采用的方法。在观测中，一般选取闭合水准路线。水准网的布设根据测区大小确定，对于少量建筑物的观测区域，可将水准点连同观测点布设为单一层次;对于建筑物较多并且分散的大型观测区域，可布设为由水准点组成高程控制网、观测点与联测的水准点组成扩展网的两级层次。观测时先后视水准基点，再依次前视各沉降观测点，最后再次后视该水准基点，两次后视读数之差不超过±1mm。首次沉降观测需要注意两个方面：①首次观测的时间要求严格。首次观测必须按时进行，否则沉降观测得不到准确的原始数据。②首次观测的精度要求高。首次观测的数据将作为后续观测数据的基础，所以，首测观测时一定要确保高程值的精准性。

（4）沉降观测的成果整理。沉降观测外业完成后，即可进行内业成果整理。通过对水准网进行严密平差计算（水准路线的闭合差应不超过±1.0n，n为测站数），求出观测点每期观测高程的平差值，然后计算相邻两次观测之间的沉降量和累积沉降量，最后绘制沉降曲线图，包括时间与沉降量关系曲线和时间与荷载关系曲线，进而分析沉降量与增加荷载的关系，预测建筑物的沉降趋势，用以指导施工。

3 沉降观测技术要点

（1）沉降观测周期的选取。高层建筑沉降观测的周期应根据工程的性质、施工进度、地基和荷载的变化情况决定。一般观测点埋设稳固后，在建筑基础完工后、主体开工前，进行第一次观测。主体施工过程中，宜每加高2层～3层进行1次观测;如果高层建筑的施工是均匀增高，那么一般在荷载每增加25%时进行1次观测;如中途停工时间较长，应在停工时和复工时进行观测。建筑物封顶或竣工后，一般每月观测一次，如果沉降速度减缓，可改为2～3个月观测一次，直到沉降量100天不超过0.01～0.04mm/d时，沉降达到稳定状态或满足观测要求，方可停止观测[3]。

（2）沉降观测精度等级的选择。沉降观测精度的等级视高层建筑物的特性和建设、设计单位的要求而定。在没有特殊要求的情况下，一般性的高层建筑物地基基础设计为甲、乙的建筑的变形测量，选择精度等级为二级，沉降观测观测点测站高差中误差为±0.5mm[4]。

（3）沉降观测精度的保证措施。高层建筑的沉降观测是一项长期、连续的工作，为了保证观测成果的真实与准确性，应尽可能做到“四定”，即固定观测人员、使用固定的水准仪和水准尺、使用固定的水准基点、按固定的施测路线测站进行。每次观测前，为了保证水准测量的精度，对所使用的仪器和设备，应进行检验校正。观测时，必须记录观测时的气象情况和荷载变化。每次观测结束后，应及时检查记录的数据和计算是否准确，精度是否合格。

4 结语

沉降观测是高层建筑施工中一项必不可少的工作，也是一项持续时间长、精度要求高、全面系统的工作。施测过程中要求测量人员必须严格遵守沉降观测的程序，注重技术要点的把控，边工作边校核，以减少测量误差的产生，确保沉降观测数据的精准。

参考文献：

[1]王国辉.土木工程测量[M].中国建筑工业出版社，2011，8.

[2]周建郑.建筑工程测量（第四版）[M].中国建筑工业出版社，2017，12.

[3]窦如令，张洪忠.建筑工程测量及实训教程[M].武汉理工大学出版社，2015，8.

[4]JGJ82016，建筑变形测量规范[S].中国建筑工业出版社，2016.

作者简介：王颖辉（1978—），女，汉族，陕西西安人，硕士，讲师，研究方向：工程测量技术。