龔開正

（中國建筑第七工程局有限公司，河南鄭州 450000）

0 引言

在城市高層建筑數(shù)量不斷增加的背景下，人們越來越重視高層建筑的安全質(zhì)量問題。為了保證高層建筑工程施工的安全性，變形觀測技術(shù)在其發(fā)揮著重要的作用，不僅可以為工程施工提供安全的環(huán)境，并且可以提高高層建筑整體的穩(wěn)定性，有效避免高層建筑出現(xiàn)傾斜或者裂縫的情況。通過沉降觀測，可以為工程的施工質(zhì)量提供保障，為地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)質(zhì)量的評估提供借鑒依據(jù)，并且在建筑施工的過程中，負(fù)荷力不斷增加，地基的附加壓力也會(huì)隨著提高，進(jìn)而反映出豎向壓縮變形沉降穩(wěn)定的變化情況。因此，沉降觀測在高層建筑施工中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

1 建筑物變形觀測概述

1.1 建筑物變形觀測的背景

在建筑變性觀測中，其含義是在完成建筑工程項(xiàng)目施工之后，以人們對建筑物施工安全的要求為基礎(chǔ)，針對某個(gè)建筑物的變形情況進(jìn)行測量。通過研究測量結(jié)構(gòu)，可以直觀反映出建筑物的使用情況，建筑物變形觀測的準(zhǔn)確性與企業(yè)對建筑變形情況的判斷有著直接的關(guān)系。因此，企業(yè)要深入了解并掌握建筑變形觀測技術(shù)，研究變形觀測所存在的問題，有效防止由于測量數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確而導(dǎo)致存在建筑物的安全質(zhì)量問題。

1.2 沉降觀測原理

沉降觀測又被稱作為沉陷觀測，在建筑物變形觀測中得到了廣泛應(yīng)用，是指利用持續(xù)的垂直位移對所設(shè)置的觀測點(diǎn)進(jìn)行觀測，根據(jù)分階段工程的特點(diǎn)，獲取出沉降觀測的成果，并以此作為依據(jù)，對工程實(shí)施的可靠程度進(jìn)行判斷和驗(yàn)證，同時(shí)還可以對建筑物的傾斜及水平構(gòu)件進(jìn)行計(jì)算。在建筑工程完成竣工工作，建成運(yùn)營一段時(shí)間之后，就會(huì)很容易出現(xiàn)沉降的現(xiàn)象，在超過一定數(shù)值之后，就會(huì)威脅建筑物整體的安全性。

1.3 建筑物變形觀測方法

變形是設(shè)計(jì)的變化，其在空間和時(shí)間上的位置是由一定因素決定的，影響建筑物變形的因素一般包括自然環(huán)境和地質(zhì)條件。建筑設(shè)計(jì)的觀測方法有多種，如降水觀測、邊坡觀測、邊坡觀測、裂縫觀測等，本文介紹了沉降觀測和降水觀測。沉降觀測應(yīng)比較建筑物觀測點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)，建筑物的一部分作為觀測點(diǎn)。降水監(jiān)測與高層建筑觀測進(jìn)行了對比。高層建筑外部產(chǎn)生水平和垂直等方向的變形，通過監(jiān)測建筑物的沉降可以有效地監(jiān)測建筑物的豎向變形。傾斜觀測是研究一些與觀測整個(gè)建筑物的空間變形和變形有關(guān)的問題，它經(jīng)常用于變形監(jiān)測：水準(zhǔn)測量、GPS、自動(dòng)測量和數(shù)字?jǐn)z影測量。高空建筑物變形觀測最常用的方法是水準(zhǔn)儀，通過觀測點(diǎn)的降水量，可以精確測量高聳建筑物和控制點(diǎn)的高度，其周期性的高程變化是高層建筑變形的依據(jù)。水準(zhǔn)測量方法對高層建筑的變形類型非常敏感，可以滿足不同觀測條件和不同精度的需要。

2 進(jìn)行沉降觀測需要注意的問題

觀測時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

①在施工過程中，設(shè)置并安好觀測標(biāo)志之后，就可以實(shí)施觀測工作，可在建筑物封閉部分進(jìn)行觀測。每增加一層（包括地下部分）至少要觀測1～2 次；②完成建筑施工竣工后，根據(jù)計(jì)算出的營業(yè)額確定計(jì)算周期，一般在第一年的1～3 個(gè)月內(nèi)觀測1 次，每年至少觀測5 次，然后每年觀測2～3 次，直到沉降數(shù)值處于穩(wěn)定狀態(tài)為止；6 個(gè)月內(nèi)的沉降總穩(wěn)定值小于S～2mm。在特殊情況下，如遇突發(fā)性強(qiáng)降雨或嚴(yán)重裂縫，觀測期應(yīng)相應(yīng)延長；③觀測時(shí)間要按照地基土層進(jìn)行確定。砂土地基的觀測時(shí)間為2 年，粘性土地基的觀測時(shí)間為5 年，軟土地基的觀測時(shí)間為5 年以上；④在觀測過程中，應(yīng)避免嚴(yán)重天氣氣候變化，觀測距離不能超過25～30m，確保觀測結(jié)果滿足精度要求。

3 觀測的實(shí)施步驟

3.1 建立水準(zhǔn)控制網(wǎng)

在對高層建筑物進(jìn)行沉降監(jiān)測時(shí)，為了滿足重復(fù)精密水準(zhǔn)測量要求就需要建立相應(yīng)的水準(zhǔn)測量控制網(wǎng)，并確保控制網(wǎng)具有較高的精準(zhǔn)度。首先，需要在建筑外圍布設(shè)一條水準(zhǔn)環(huán)路線，為了對各監(jiān)測點(diǎn)高程和水準(zhǔn)進(jìn)行精密測定，還需要在水準(zhǔn)環(huán)中固定適量的基準(zhǔn)點(diǎn)，其次，可以通過處理外業(yè)數(shù)據(jù)來獲得各水準(zhǔn)點(diǎn)和沉降點(diǎn)的最可靠值。在對沉降進(jìn)行監(jiān)測之前，需要按照三級布點(diǎn)要求來對沉降監(jiān)測點(diǎn)、工作基點(diǎn)和基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行布置，而且這樣布置可以有效降低區(qū)域性對地面沉降所產(chǎn)生的影響。如果監(jiān)測地點(diǎn)的建筑物比較少，可以按照單一層次進(jìn)行布網(wǎng)，將基準(zhǔn)點(diǎn)和位于建筑物上的觀測點(diǎn)連接為一個(gè)統(tǒng)一的基準(zhǔn)控制網(wǎng)，如果檢測地點(diǎn)的建筑物比較多而且比較分散，則需要將基準(zhǔn)點(diǎn)、工作基點(diǎn)和需要連測的觀測點(diǎn)按照兩個(gè)層次進(jìn)行布置。

表1 4# 樓A 單元戶型監(jiān)測點(diǎn)各次觀測累計(jì)沉降量

3.2 確定觀測路線

在選擇沉降觀測點(diǎn)具體位置時(shí)，先要了解所要監(jiān)測建筑物的工藝構(gòu)造、空間布局和施工設(shè)備等，然后按照水準(zhǔn)基準(zhǔn)控制網(wǎng)并結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙中對沉降監(jiān)測點(diǎn)和埋設(shè)沉降觀測點(diǎn)的布置要求來進(jìn)行沉降觀測點(diǎn)布置。除此之外，還要對水準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)和沉降觀測點(diǎn)之間的路線進(jìn)行規(guī)劃和測量，等到測量結(jié)束后還要將水準(zhǔn)基點(diǎn)進(jìn)行編號，并對沉降點(diǎn)進(jìn)行一一編號，為了給下一次測量提供便利，還需要對測站點(diǎn)和轉(zhuǎn)折點(diǎn)進(jìn)行特殊標(biāo)記，通過這種方法建立的觀測路線具有較高的完整性和平穩(wěn)性。

3.3 進(jìn)行沉降觀測

第一次觀測可以將位于建筑物縱橫線上的穩(wěn)定沉降點(diǎn)作為觀測點(diǎn)，通常情況下，以后各次沉降觀測都可以將首次沉降觀測使用的高程作為參考基準(zhǔn)，為了確保檢測精度的準(zhǔn)確性，需要對同期兩次的觀測結(jié)果進(jìn)行分析處理。閉合水準(zhǔn)線路對觀測精度有著較高要求，如果最終獲取的閉合水準(zhǔn)線路閉合差在容許值50%范圍內(nèi)，那么這個(gè)閉合差存在的誤差就是在測量規(guī)范要求允許范圍內(nèi)。

4 沉降觀測數(shù)據(jù)處理

案列說明：

4#樓A 單元戶型數(shù)據(jù)處理

各周期監(jiān)測后即進(jìn)行數(shù)據(jù)平處理。本項(xiàng)目觀測過程中確知基準(zhǔn)點(diǎn)穩(wěn)定，平差方式為固定點(diǎn)平差，處理后當(dāng)期數(shù)據(jù)單位權(quán)中誤差和各點(diǎn)位中誤差均在設(shè)計(jì)規(guī)定之內(nèi)時(shí)，監(jiān)測成果是合格的。否則，應(yīng)該檢查、分析原因，及時(shí)實(shí)施補(bǔ)測或重測，如表1 所示。

5 數(shù)據(jù)分析

本沉降監(jiān)測項(xiàng)目共布設(shè)10 個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，沉降監(jiān)測自2019-02-25—2019-08-30，一共做了七次觀察。從表1 可以看出，在第二次觀察中，有些數(shù)據(jù)是陰性的，而在第三次觀察之后，所有的數(shù)據(jù)都是陽性的。

一般原因如下：

（1）施工荷載低，地基恢復(fù)。

（2）由于初測精度較低，觀測結(jié)果誤差較大所致。

措施：如果觀察期較短，第一次觀測結(jié)果可以丟棄，第二次觀測結(jié)果可以作為第一次觀測結(jié)果使用。為了避免這種現(xiàn)象的發(fā)生，應(yīng)在首次觀測時(shí)提高測量精度。每個(gè)觀測點(diǎn)的首次測量應(yīng)在同一時(shí)期的兩個(gè)觀測周期后確定，并以觀測結(jié)果的平均值作為變形測量的起始值，以保證第一次觀測結(jié)果的可靠性。

建筑物本身的負(fù)荷小而穩(wěn)定。如果建筑物靠近其他大型建筑物，地基就會(huì)受到干擾。在附近大型建筑物的倒塌過程中，周圍建筑物的地基受到嚴(yán)重影響。隨著地基的升高，建筑物也隨之彎曲。

6 監(jiān)測預(yù)報(bào)

綜上所述，累積沉降和拆除速度的觀測數(shù)據(jù)偏低。因此，建筑物各監(jiān)測點(diǎn)的高差處于安全區(qū)域，處于安全狀態(tài)，未達(dá)到申報(bào)報(bào)警值。在《建筑變形測量規(guī)范》（JGJ 8—2007）后，建筑物的沉降速度小于0.01～0.04mm/d，可視為已進(jìn)入穩(wěn)定階段，進(jìn)入穩(wěn)定期。

7 結(jié)束語

建筑變形監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用，促進(jìn)了我國測繪企業(yè)的發(fā)展，提高了工程的安全性，也促進(jìn)我國建筑業(yè)秩序的發(fā)展。為了保證觀測精度，提高測繪質(zhì)量，有必要對變形監(jiān)測技術(shù)進(jìn)行深入研究，為變形監(jiān)測提供技術(shù)支持。此外，在變形監(jiān)測過程中，要選擇合適的觀測點(diǎn)，選擇高素質(zhì)的觀測人員，科學(xué)確定觀測時(shí)間和觀測次數(shù)。