高层建筑物主体沉降观测研究

常巧梅

（山西工程职业学院，山西 太原 030009）

在施工期间以及建成运营后很长一段时期内，建筑物变形难以避免。变形量在一定的范围之内是正常现象，然而，变形量一旦超出某个限值，就会威胁到建筑物的安全。因此，在建筑物施工、运营期间，只有严格对建筑物进行安全监测，及时掌握变形情况，发现问题，采取措施，才能确保建筑物从施工阶段到运营阶段都安全有效。

1 工程项目概况

该工程项目位于太原市万柏林区和平南路以西，西中环路以东，光华街以南，大井峪街以北。本工程项目受委托对32号楼进行主体沉降观测。32号楼地上12层，地下2层，主楼结构形式为剪力墙结构形式。地基基础设计等级为乙级。32号楼于2019年6月10日封顶。

高层建筑物主体沉降观测是建筑物变形监测的一种。此次高层建筑物主体沉降观测工作于2018年10月5日开始，至2021年4月20日结束。期间测区布设3个基准点，基准网每6个月联测一次，共联测4次；32号楼布设沉降观测点8个，观测10次。

2 已有资料和作业依据、技术指标

此次观测工作依据《某项目B5组团主体沉降观测布点图》进行沉降观测点（即监测点）的布设，沿用《某项目B5组团基坑监测布点图》的基准点作为该工程项目的基准点。此次观测工作采用的作业依据有GB 50026-2007《工程测量规范》、JGJ 8-2016《建筑变形测量规范》、GB/T 24356-2009《测绘成果质量检查与验收》、CHT 1028-2012《变形测量成果质量检验技术规程》以及已经审批通过的《某项目B5组团主体沉降观测方案》。

此次观测工作的沉降观测基准网的观测等级为二等，测站观测高差中误差为±0.5 mm；沉降观测网的等级为二等，测站观测高差中误差为±0.5 mm。高程系采用独立高程系。

3 基准点布设与测量

3.1 高程基准网布设

根据已审批的《某项目B5组团主体沉降观测方案》中的高程基准点布设要求，对之前的基坑监测基准点联测数据进行稳定性分析，基准点在基坑监测过程中沉降量最大为1.3 mm，基准点处于稳定状态。根据该工程项目的沉降观测（监测）需要，沿用基坑监测期间布设的基准点J1~J3（见图1）。

图1 基准点布设图

3.2 高程基准网联测

根据该工程项目的特点，由于没有已知高程点作为起始依据，因此建立独立水准控制网，采用独立高程系。此次观测工作使用经检定合格的天宝电子水准仪DiNi03和一对2 m铟钢尺，采用闭合水准路线进行联测。以基准点J1为起始点（J1点假设高程为800.000 00 m），按照二等水准测量方法，采用闭合环法与J2、J3进行联测，首次观测两次，在外业测量数据符合技术要求后，用AdjustLevel水准网平差软件分别计算出J2、J3基准点的高程。相关指标符合表2、表3的技术要求。基准网布设成环形网，等基准点标石埋设稳定之后，再进行二等水准测量，相关指标采用JGJ 8-2016《建筑变形测量规范》中的要求。

表2 数字水准仪观测技术要求

表3 水准观测限差技术要求 （mm）

在沉降观测期间，对基准网做了4次复测，复测日期及其结果见表4。

表4 基准网复测日期及其结果

判断基准点稳定的高差差值限差计算公式为

式中：n为两个基准点之间的观测测站数；μ为对应精度等级的测站观测高差中误差，mm，在该工程项目中μ=0.5 mm。

表5 基准网稳定性分析表

根据此次观测工作的复测数据与上次测量数据之间的差值，利用组合比较的方式，对基准点的稳定性进行分析和判断，可知所有水准测量基准点在观测期间均稳定可靠，未发现任何失稳现象。

3.3 沉降观测点布设与测量

此次观测工作于2018年11月5日进行沉降观测点布设。根据该工程项目的特点，此次观测工作的沉降观测点布设依据已审批过的《某项目B5组团主体沉降观测方案》进行布设，32号楼布设8个沉降观测点。图2为沉降观测点布设图。

图2 沉降观测点布设图

从2018年11月25日开始进行沉降观测，相关指标采用JGJ 8-2016《建筑变形测量规范》中的要求。本次沉降观测按照二等水准测量的观测方法进行施测，将沉降观测点与基准点联测，组成闭合水准路线进行观测，相关技术要求同表2、表3。

3.4 数据处理与沉降观测频率

每次外业观测工作结束，将仪器中的外业采集数据下载到计算机，采用AdjustLevel水准网平差软件进行平差，算出各点的高程及误差，平差后后的沉降观测点测站观测高差中误差均在±0.5 mm范围内，数据合格。将沉降观测点平差后的高程填写在《沉降观测成果表》中，计算此次观测工作的沉降量及累计沉降量，并填写沉降观测日期和施工情况等资料。本次沉降量计算公式为

式中：Hi-1为上次测量高程；Hi为本次测量高程。累计沉降量计算公式为

高程基准点与沉降观测点布设完成即可开始进行首次观测，首次观测要求连续两次独立观测，并取观测结果的平均值作为变形测量的初始值。2018年11月25日进行首次观测，施工期间要求主楼体每施工3层观测1次，封顶之后第1年每3个月观测1次，已观测5次。

4 沉降观测数据分析

沉降观测数据显示，在主体施工阶段，随着施工楼层增加和荷载量加大，各沉降观测点的累计沉降量也持续增加；而在主体装修阶段，沉降速率相对于主体施工阶段沉降速率有所减小，累计沉降量增幅也随之变缓。32号楼沉降观测稳定性分析数据统计见表6；表7为32号楼倾斜统计。

表6 32号楼沉降观测稳定性分析数据统计

表7 32号楼倾斜统计

32号楼累计沉降量最大点为2号点，累计沉降量为16.46 mm，在此阶段观测过程中未发现异常沉降。

32号楼沉降观测点变形范围满足JGJ 8-2016《建筑变形测量规范》中“最后100 d的沉降速率小于0.01~0.04 mm/d”的稳定标准。

32号楼1-4点对沉降观测高差为2.09 mm，5-8点对沉降观测高差为1.18 mm，变形范围均满足JGJ 8-2016《建筑变形测量规范》中建筑的地基变形允许值中规定的相邻柱基沉降观测高差允许值0.002L1（即102.4 mm）；4-5点对沉降观测高差为0.32 mm，1-8点对沉降观测高差为1.23 mm，变形范围均满足JGJ 8-2016《建筑变形测量规范》中建筑的地基变形允许值中规定的相邻柱基沉降观测高差允许值0.002L2（即30.8 mm）。32号楼时间-沉降量-荷载曲线见图3。32号楼建筑物倾斜率最大为0.080‰，倾斜率符合JGJ 8-2016《建筑变形测量规范》规定的允许值2.5‰。

图3 32号楼时间-沉降量-荷载曲线图

5 结束语

经过对该工程项目B5组团32号楼主体两年的沉降观测、数据总结分析，结果显示，该建筑物在施工、装修装饰、运营期间，相邻点的沉降观测高差、累计沉降量、倾斜率均未发现异常，最后100 d沉降速率达到稳定状态。综合判断可知，该工程项目所有建筑物已进入稳定沉降阶段。