沉降观测在高层建筑物变形监测中的应用

王泽鹏

大同煤矿集团阳高热电有限公司 山西大同 038103

1 沉降观测的重要性分析

1.1 有利于及时发现高层建筑地基变形的问题

高层建筑荷载较大，地基要承担建筑物的全部荷载，按照下垫面性质不同，可以将地基分为土基和岩基，土基一般是由土壤、液体和气体混合而成，而岩基往表面有一层岩石，而且岩基很容易受到风化的影响。这也导致了我国高层建筑地基性质差异较大，由于高层建筑较为特殊，高层建筑对下垫面的要求也更严格，不仅要求地基要有较高的承载能力，还要求地基的沉降量要相对均匀。对高层建筑的地基进行沉降监测，以帮助我们更好地掌握高层建筑下垫面的性质，能够通过监测对地基进行正确评价[1]。

1.2 有利于减少建筑物的隐患

高层建筑具有一定的特殊性，高层建筑地基承载力相对复杂，在计算高层建筑地基承载时，我们要充分考虑各方面的因素。在现实生活中经常出现地基承载力计算出现失误的问题，倘若地基承载力的计算结果与地基的实际承载力出现偏差，就容易导致建筑物出现不均匀的沉降问题。一般来说，高层建筑物的荷载较大，一旦高层建筑物的核载量超过地基的承受范围，会使得高层建筑出现剪切破坏，进而会加大建筑在后期使用过程中的安全隐患。而加强沉降观测可以有效解决这一问题，通过沉降观测可以帮助我们对建筑物地基的荷载量进行正确的判断，从而有利于减少建筑物的安全隐患[2]。

2 沉降观测的内容分析

2.1 建筑物的倾斜观测

在建筑倾斜观测过程中，一般要借助经纬仪，将经纬仪安装在固定的测站上，并且瞄准某一明显的观测点，用分中投点法确定出下面的观测点。在与原观测点垂直的另一方向，采用同样的方法确定出上观测点。在确定出上观测点和下观测点之后，在原固定测站上，用经纬仪分别瞄准两侧的观测点，用盘左和盘右分中投点法得出下观测点。倘若原来的观测点与这次观测点没有重合，则说明建筑物出现了倾斜。

2.2 建筑物的平移观测

在建筑物的平移观测过程中，我们要在建筑物上设置观测标志，并在垂直于建筑移动方向上建立一条基准线，只要定期测量基准线与观测标志之间的距离，就可以了解建筑物的位移情况。尤其是在建筑物前期施工过程中，施工单位在现场施工环节要不断对建筑物进行平移观测，要及时发现建筑存在的变形问题。

3 监测数据处理与分析

3.1 观测数据处理

每期变形观测结束后，剔除有粗差的观测数据，检查作为起算点的基准点稳固情况，确保观测数据、起算点准确无误。采用严密的平差计算方法，对获取的观测数据进行平差处理，再计算各种变形量。利用变形量数据，进行变形分析，也可建立变形模型，对引起变形的原因做出分析和解释，对变形的发展趋势进行预估。

3.2 监测资料分析

①作图分析，将观测数据按时间顺序绘制成过程线。②统计分析，用统计方法计算各观测物理量，分析观测物理量的变化规律、周期性、相关性和发展趋势。③对比分析。将监测网的周期观测数据、观测成果进行汇总，然后用Excel处理，计算监测点的高程，将每次观测数据与上次观测数据、首次观测数据对比，以及周期间的叠合分析，得到各监测点的垂直沉降值，绘制沉降值曲线图，以便更好的反映各期下沉情况，对其进行相关分析，确定变形过程和趋势。

4 沉降观测在高层建筑变形监测中的应用分析

4.1 摄影测量法

摄影测量法包括地面立体摄影测量、单张相片摄影测量，航空摄影测量等在高层建筑物的沉降观测中，最常用的是地面立体测量方式，地面立体测量方式适用于近距离的高层建筑变形测量，可以帮助我们了解高层建筑的空间位移和水平位移情况。随着互联网时代的到来以及计算机技术的应用，也促进了地面立体摄影测量技术的发展，地面立体摄影测量技术也在朝着数字化的方向发展。航空摄影测量技术一般适用于建筑面积较大，而且建筑地基容易变形的地区。航空摄影测量技术有很多优点，航空摄影测量效率较高，可实现对任意观测点的测量，而且航空摄影测量技术投入的人力资源较少，工作量少，航空摄影测量技术还能实现数据资料自动存储，具有其他测量方式所不可比拟的优势。

4.2 GPS观测法

随着GPS技术的发展，GPS技术在各生产领域得到了广泛的应用，GPS技术以卫星为依托，可以以实现全球定位导航。在沉降观测过程中，GPS技术也发挥了重要作用，利用GPS技术可以对观测点进行全天候高精度的监测。GPS技术具有覆盖范围广、精确度高、操作简单，成本较低的特点。GPS技术的应用可以有效提高高层建筑沉降监测的准确性，GPS技术可以简化沉降监测的计算工作，不需要进行高程系统的转换。

5 结语

随着我国城市地区高楼大厦的增加，如何保证高层建筑的使用安全，成为了值得我们思考的问题，由于高层建筑会对地基造成更大的压力，很容易出现不均匀沉降问题，严重者将导致建筑物出现倾斜或者裂缝，从而会影响到建筑物的使用安全性。因此我们要加强对高层建筑的变形观测，一旦发现高层建筑存在沉降变形的风险，要及时采取合理的完善措施。以下对高层建筑物变形观测的重要性及相关概念进行分析[3]。