高层建筑工程沉降观测技术的应用分析

建材发展导向２０１１年０６月　施工技术　

论高层建筑物施工中沉降观测技术的应用　

蔡亚珍　

摘要：目前随着建筑施工技术水平的不断提高，对建筑物进行沉降观测的目的，在于了解建筑物在施工期间建筑物基础的下沉情　况，以便及时调整建筑物的设计方案，确保建筑物的安全性和可靠性，从而确定出沉降量。　关键词：高层建筑；沉降观测：布设与设计　

１沉降基准点、沉降观测点的布设与设计　

１．１基准点的布设与设计　

建筑物的沉降观测是在基准点上进行的，基准点布设的好　坏直接影响到观测点测量精度以及成果的分析。在基准点的布　

设与设计中，一方面要考虑建筑物周围地区受力的情况是随着　

基坑的水平距离与垂直深度的改变而变化的；另一方面还要考　

虑当地自然气候条件的影响以及本身沉降观测的可靠性。因此　

基准点布设要注意以下几点：　

（１）基准点应在主体施工的前期或同时进行，其布设应围绕　

主体周围进行，数量不能少于３个点，且相邻两基准点间的距离　

在ｌＯＯｍ以内，便于相互构成检核，这样可以在施工时保证观测　

精度。　

（２）为保证基准点稳定，防止地面开挖、建筑施工以及施工　

震动时对基准点产生影响，根据地理位置及现场的几何条件，最　好埋设在建筑物基础深度以外的两倍区域为准。标石埋设深度　

在冻土深度以下，以便长久保存。　

（３）埋设的标志应事先预制成截头锥体形，且不能太重，以　减少其自重而引起的沉陷。　（４）各基准点构成闭合图形，以便闭合检校基准点自身的稳　

定性。　１．２沉降观测点的布设与设计　

为能够真实的反映出整体建筑物的沉降情况，沉降观测点　

的设置不仅要根据建筑设计的要求进行布设，还要根据需要布　

设在能直接反映出地基极易下沉的位置上，而且要保证应有的　足够数量。在布设沉降观测点时应考虑下面３个因素：建筑物的　

结构和形状、地质条件、荷载因素。沉降观测点布设应遵照下列　

原则进行：高层建筑主体周围受力最大的桩体处、转角处；基础　

土质硬度不同的分界线两侧；高低建筑物墙体纵横连接处；基础　

沉降观测技术在高层建筑工程中的应用

摘要 沉降观测是针对被观测物体的高程变化所进行的观察测量，它是评估建筑物地基基础工程质量的重要依据，关系到建筑物的安全，是建筑物在施工及使用过程中不可缺少的测量工作。随着建筑业的发展，各种高层和超高层的建筑物日益增多，引起地基及周围地形压力增大而变形，这使得建筑物沉降观测更加重要。本文论述了沉降观测的基本要求、步骤和观测技术。

关键词 沉降观测；建筑施工；观测点；基准点

中图分类号tu7 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2011）54-0119-02

随着社会经济和建筑业的发展，高层建筑越来越普遍，要确保这些建筑物的安全，需要进行长期的变形监测，以确定建筑物的变形状态。建筑物的沉降观测是变形监测的重要内容，做好沉降观测能得出建筑物的沉降规律，并及时采取有效措施，避免因此产生结构裂缝或造成建筑物主体结构的损坏，保证建筑物的安全，延长使用寿命。对高层建筑进行沉降观测要注意以下几个方面。

1 引起建筑物沉降的原因

高层建筑物发生沉降的原因非常复杂，与地基土的压缩模量、地基压缩层厚度以及附加应力都有直接的关系，当它们悬殊较大时，建筑物地基就可能发生不均匀沉降。引起建筑物沉降的原因主要表现在以下几个方面。

1.1 地基本身的不均匀性

某些地区地基土由多种匀质材料构成，造成地基不均匀，通常为了方便计算将其假设成单一成分，这样得出来的结果误差较大，增加了建筑沉降的可能性。

1.2 地基处理方法选取不当

地基处理方法有很多种，如孔内深层强夯法适宜于大厚度杂填土、风化岩、膨胀土，换填垫层法适宜于浅层软弱地基及不均匀地基，强夯法适宜于碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土等。另外，还有砂石桩法、高压喷射注浆法、振冲法、石灰桩法等多种地基处理方法，施工时需根据不同的地基特征慎重选取。通常在工程中可能要用到多种地基处理方法，但在实际工程中为了施工方便，往往会用一种方法来处理不同软弱的地基，这就可能导致差异沉降。

高层建筑施工中沉降观测技术应用分析

【摘 要】近年来，由于我国经济的不断发展，城市建设的步伐不断加快，高层建筑逐渐进入人们的视野。高层建筑在提高城市土地利用率，满足人们生产和生活需要方面发挥着十分重要的作用，因此，完善高层建设的施工质量，做好高层建筑施工中沉降的观测工作是人们生命和财产安全的重要保障。本文正是以此为研究契机，旨在为今后的高层建筑施工沉降观测工作提供理论借鉴和技术保证。

【关键词】高层建筑；沉降观测技术；应用分析

随着我国社会的不断进步，经济水平的不断提高，我国的物质文明建设程度日臻完善，特别是最近十年，我国的建筑业蓬勃发展，建筑设计施工技术水平的不断成熟和完善。与此同时，人口的增长与土地资源短缺之间的矛盾日益激烈，在这一背景之下，高层建筑以其自身的优势和特点作为新兴的建设方式呼之欲出。为了确保高层建筑的建筑质量及使用寿命，同时为之后的勘察设计施工工作提供切实有效的建筑信息和沉降参数，构建沉降观测的重要性是十分明显的。我国现行的高层建筑建设规范指出：“高层建筑物、重要古建筑以及动力设备基础、滑坡地质监测、连续生产设施基础等建筑项目必须严格按照建设施工要求进行沉降观测。尤其是在高层建筑物的施工过程中运用沉降观测对施工过程进行实时监控，并对施工工序进行合理指导，以便能够在建筑物在建设过程中出现的不均匀沉降问题时为施工设计部门提供切实有效的资料和信息，进而避

免因土地沉降的原因给建筑物造成主体结构破坏的严重后果，威胁人民的生命和财产安全，造成更大的损失。

根据笔者多年来在高层建筑施工过程中关于沉降观测方面的经验，在这里对高层建筑施工过程中的沉降观测工作的工作要点及技术应用进行切实有效的分析。

1 高层建筑沉降观测的基本要素

1.1 仪器设备

一般情况下，沉降观测工作要求的精度是非常高的，因此，要做到精确的对建筑物在不断加荷的状态下客观的沉降情况进行说明，现行的国际规定测量的标准误差应当小于变形值的1/ 10——1/20，因此要求沉降观测应当采用高精密水准的仪器（si或者s05级别的装置），水准尺也应当使用不受或者受环境和温度变化影响较小的水准尺（一般使用高精度铟合金）。在不具备铟合金水准尺的观测情况下，使用塔尺也可以进行测量，但是要尽可能的使用标尺的第一段。

・３１２・　学术论坛　沉降观测技术在高层施工中的应用分析　李晓伟　（广州市重点公共建设项目管理办公室，广东，广州，５１００００）　【摘要】沉降观测技术是在高层建筑　施工过程中很实用．也是很重要的技术之一，　同时沉降观测对仪器设备以及人员和观测时　间、精度等的要求也相对较高。本文旨在阐　述沉降观测技术的基本要求、具体的实施步　骤和注意的问题，为沉降观测技术在高层施　工中的应用提供方法参考和依据。　【关键词】沉降；观测；技术；施工；　分析　随着社会的不断进步，物质文明的极大　提高及建筑设计施工技术水平的日渐成熟完　善，同时，也因土地资源日渐减少与人口增　长之间日益突出的矛盾，高层及超高层建　（构）筑物越来越多。为了保证建构筑物的　正常使用寿命和建（构）筑物的安全性，并　为以后的勘察设计施工提供可靠的资料及相　应的沉降参数，建（构）筑物沉降观测的必　要性和重要性愈加明显。现行规范也规定，　高层建筑物要进行沉降观测。根据本人在高　层建筑施工过程中沉降观测的应用，在此对　高层建筑施工过程中沉降观测工作浅谈管理　之见。　一、沉降观测的基本要求　ｌ、仪器设备、人员素质的要求　仪器设备的要求：沉降观测精度要求高，　一般规定测量的误差应小于变形值的　１／１Ｏ一１／２Ｏ，为此要求沉降观测应使用精密水　准仪（ｓ１或ｓｏ５级），水准尺使用受环境及温　差变化影响小的高精度铝合金水准尺。在首次　观测前对所用仪器的各项指标进行检测校正，　经计量单位予以鉴定　连续使用３—６个月要　重新对所用仪器、设备进行检校。　人员素质的要求：必须接受专业学习及　技能培训，熟练掌握仪器的操作规程和熟悉　测量理论，对实施过程中出现的问题能够会　分析原因，并正确的运用误差理论进行平差　计算，做到按时、快速、精确地完成每次观　测任务。　２、观测时间的要求　建（构）筑物的沉降观测对时间有严格　的限制条件，特别是首次观测必须按时进行，　否则沉降观测得不到原始数据。其他各阶段　的复测根据工程进展情况必须按观测周期定　时进行，不得漏测或补测。一般高层建筑物　的沉降观测按一定的时间段为～观测周期　（如：次／３０天）或按建筑物的加荷情况每　升高一层（或数层）为一观测周期。　３、观测点埋设的要求　为了能够反映出建（构）筑物的准确沉　降情况，沉降观测点要埋设在最能反映沉降　特征且便于观测的位置。一般要求建筑物上　设置的沉降观测点纵横向要对称，且相邻点　之间间距以１５—３０米为宜，均匀地分布在建　筑物的周围。　４、沉降观测精度的要求　根据建筑物的特性和建设、设计单位的　要求选择沉降观测精度的等级。无特殊要求　时，采用二等水准测量观测方法就能满足沉　降观测的要求。各项观测指标要求如下：　（１）往返较差、附和或环线闭合差：　Ａｈ＝∑ａ—Ｚｂ＜ｌ￣／ｎ，　＝Ｚａ－Ｙ．ｂ＜１．０４Ｌ，　ｎ表示测站数。（或／ｋｈ　Ｌ表示观测路线距离）　（２）前后视距：＜３０ｍ　（３）前后视距差：　曼１．０ｍ　（４）前后视距累积差：５３．０ｍ　（５）沉降观测点相对于后视点的高差　容差：　１．０ｍｍ　（６）水准仪的精度不低于Ｎ２级别　５、沉降观测成果整理及计算要求　原始数据要真实可靠，记录计算要符合　施工测量规范的要求，依据正确，严谨有序，　步步校核，结果有效的原则进行成果整理及　计算。　ｒ　二、具体施测程序及步骤　ｌ、建立水准控制网　根据工程的布局特点、现场的环境条件　制订测量方案，由建设单位提供的水准控制　点（或城市精密导线点），并根据工程特点，　建立合理的水准控制网，与基准点联测，平　差计算出各水准点的高程。要求：　（１）一般高层建筑物周围要布置三个以　上水准点，水准点的间距不大于１００米。　（２）在场区内任何地方架设仪器至少后　视到两个水准点，并且场区内各水准点构成　闭合图形，以便闭合检校。　，　（３）各水准点要设在建筑物开挖、地面　沉降和震动区范围之外，水准点的埋深要符　合二等水准测量的要求（大于１．５米）。　２、建立固定的观测路线　由场区水准控制网，依据沉降观测点的　埋设要求或图纸设计的沉降观测点布点图，　确定沉降观测点的位置。在控制点与沉降观　测点之间建立固定的观测路线，并在架设仪　器站点与转点处作好标记桩，保证各次观测　均沿统一路线。　３、沉降观测　根据编制的工程施测方案及确定的观测　周期，首次观测应在观测点安稳固后及时进　行。一般高层建筑物有一或数层地下结构，　首次观测应自基础开始，在基础的纵横轴线　上（基础局边）按设计好的位置埋设沉降观　测点（临时的），等临时观测点稳固好，进行　首次观测。首次观测的沉降观测点高程值是　以后各次观测用以比较的基础，其精度要求　非常高，施测时一般用Ｎ２或Ｎ３级精密水准　仪　并且要求每个观测点首次高程应在同期　观测两次后决定。　随着结构每升高一层，临时观测点移上　一层并进行观测直Ｎ：ｅ０．００，再按规定埋设永　久观测点（为便于观测可将永久观测点设于　＋５００ｍｍ）。然后每施工一层就复测一次，　直至竣工。　４、将各次观测记录整理检查无误后，进　行平差计算，求出各次每个观测点的高程值。　从而确定出沉降量。　某个观测点的每周期沉降量：　△ｃ＝　Ｈｈ，Ｉ＿＿ＨＤ，Ｉ．１。Ｎ表示某个观测点，Ｉ表　示观测周期数（Ｉ：ｌ，２，３……）且Ｈ１＝　Ｈ０累计沉降量：　／ＸＣ＝ＥＡｃ（ｎ），ｎ表示　观测点号。　量，　５、统计表汇总　（１）根据各观测周期平差计算的沉降　列统计表，进行汇总。　（２）绘制各观测点的下沉曲线：建立　下沉曲线坐标，横坐标为时间坐标，纵坐标　上半部为荷载值，下半部为各沉降观测周期　的沉降量。将统计表中各观测点对应的观测　周期所测得沉降量画于坐标中，并将相应的　荷载值画于坐标中，连线就得到对应于荷载　值的沉降曲线。　（３）根据沉降量统计表和沉降曲线图，　我们可以预测建筑物的沉降趋势，还可计算　出因地基不均匀沉降引起的建筑物倾斜度：　ｑ＝ｌ△Ｃｍ－△ＣｎＩ／Ｌｈｉｌｌ，△Ｃｍ，△Ｃｎ分别为　ｍ，ｎ点的总沉降量，Ｌｍｎ为ｍ，ｎ点的距离。　将建筑物的沉降情况及时反馈到有关主管部　门，正确地指导施工。特别是座在沉陷性较　大的地基上的重要建筑物的不均匀沉降的观　测显得更为重要　三、沉降观测应注意的影响因素　（１）确定建筑物沉降观测精度的合理　性：由于现行规范对施工单位施工过程的沉　降观测精度要求不明确，使得施工单位选择　随意性较大，但精度的高低直接关系到沉降　观测成败，本人认为一般高层及重要的建　（构）筑物在首次观测过程中适用精密仪器　的设备（高级水准仪铝合金尺等）在士ｏ．００　以上部分按二等以上水准测量方法，采用放　大率倍数较大的Ｓ２或Ｓ３水准仪进行观测，　也可以测出较理想的结果。　（２）在沉降观测过程中，沉降量与时问　关系曲线不是单边下行光滑曲线，而是起伏　状现象。这就得分析原因进行修正：　①第二次观测出现回升，而以后各次观　测又逐渐下降，可能是首次观测精度过低，若　回升超过５ｍｍ时，第一次观测作废，若回升　５ｍｍ内，第二次与第一次调整标高一致。　②曲线在某点突然回升：　原因：水准点或观测点被碰动所致且水　准点碰动后标高低于碰前标高，观测点碰后　高于碰前。　．　处理措施：取相邻另一观测点的相同期　间沉降量作为被碰观测点之沉降量。　③曲线自某点起渐渐回升：　原因：一般是水准点下沉所致。　处理措施：与高级水准点符合测量确定　水准点下沉值。　四、结论　社会的不断进步，物质文明的提高极大　促进了建筑设计施工技术水平的日渐成熟完　善，高层及超高层建（构）筑物越来越多，　在高层建筑施工过程中掌握沉降观测的应用　也变得日益重要。