高层建筑物沉降观测精度的提升

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的1篇高层建筑物沉降观测精度的提升，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

0引言

与普通建筑物相比，高层建筑对地基结构要求更高，地基会负担更大的荷载，容易出现沉降不均匀问题。建筑地基不均匀沉降现象会导致建筑发生倾斜或出现裂缝等问题，对建筑的使用安全以及内部人员的生命财产安全造成威胁。高层建筑这类问题的后果更为严重。为了确保高层建筑物的安全性不受影响，应开展好高层建筑物的沉降观测工作，努力提升沉降观测的精度，及时发现高层建筑地基变形问题。

1高层建筑物沉降观测的重要性

1.1及时发现高层建筑地基变形问题高层建筑由于建筑物整体质量较大，其地基必须具备更大的承载性能，还应确保地基具备均匀的沉降量[1]，对下垫面承载能力提出了更高的要求。高层建筑物地基通常为岩基与土基两种类型。岩基有一层岩石附着其表面，容易出现风化现象；而土基则由液体、气体和土壤等各种物质混合组成。对高层建筑物实施沉降观察作业，能够更加全面准确地掌握高层建筑物下垫面的实际性质，对建筑物地基沉降予以客观评价，第一时间发现高层建筑物地基变形问题。

1.2保障高层建筑物的使用安全一般来说，若高层建筑物的下土层属于沙土结构，则地基很容易在施工阶段就已经结束沉降，但如果不是沙土层，而是含水量相对更高的黏土类土层，在施工阶段就不能够完成沉降，因此，在施工建设过程中应对高层建筑物的地基强度以及承载力的关系予以全面调查分析。地基实际承载力与强度常常会因为其土壤含水量、土层特点和均匀性等因素而发生变化。实施沉降观测工作，能够让作业人员对高层建筑物地基不均匀沉降问题和整体荷载性质有更加全面的掌握，如果在后期使用时发生不均匀沉降，则可以第一时间实施有针对性的措施予以处理，确保高层建筑物的使用安全。

1.3减少高层建筑物的安全隐患针对高层建筑物地基承载力进行计算的过程中，作业人员必须充分结合各种影响因素进行准确计算。如果地基承载力计算结果不准确，和实际承载力存在较大的差异，必然会提高不均匀沉降的发生几率，对整个建筑物的安全性带来影响。对高层建筑物来说，如果其实际负载量超过了地基的最大承载能力，必然会随着时间的推移而发生剪切破坏的现象，对后期的实际使用埋下安全隐患。作业人员借助于科学有效的沉降观测方法，能够更加全面地了解高层建筑物地基荷载量，有效解决建筑物可能存在的安全隐患[2]。

2提升高层建筑物沉降观测精度的策略

2.1设置水准基点水准基点作为垂直位移监测的重要基点，应当在高层建筑物变形影响区域内进行设置，同时要确保水准基点和观测点的距离保持在60m左右，保证其稳定性与持久性，避免对高层建筑物的正常使用带来影响。在埋设标识的过程中应严格根据二级水准基点的标准执行，抑或是将基准点设置于基岩上，后对其实施二次校核。

2.2设置沉降观测点设置沉降观测点的过程中应当把位置确定于变形体上，如此便能准确了解到变形点存在的变化特征。根据高层建筑物实际支护结构、地质状态和承受荷载力等来科学计算观测点的数量。高层建筑物需要顺着附近各向间隔15m依次设置观测点。观测点要做到稳定埋设，从而支持长期观测记录。针对观测点的具体高度而言，应便于进行垂直立尺观测，而埋设的具体形式应当根据高层建筑物的实际形式和结构来灵活确定，一般情况下分为基础观测、角钢埋设观测和永久性观测点。在进行观测的过程中不单单要合理确定观测点具体数量与位置，还需要关注和重视标识选择。观测标识一般会选择角钢或者圆钢，在不影响建筑整体外观形象的前提下还可选择有色金属，在明确标识设定区域之后要同时安装于高层建筑物地下室与基础墙[3]。

2.3沉降观测方法和精度要求高层建筑物沉降观测工作通常是根据水准基点定期对观测高程实施测量，从而计算得到相应的沉降量。在实际观测作业过程中必须要选择精密水准仪，严格根据国家制定的标准开展工作。设置观测点的过程中还应将其和水准基点实施联测。沉降观测作业应在稳定的时间点开展，同时应尽可能避免出现频繁转站的问题，保证视线长度不超过50m。观测时需确保前视距离与后视距离相同，为提高观测精度，观测期间要固定观测工作人员、仪器设备以及测量线路等。在整个观测过程中要根据高层建筑物的实际情况制定观测方案，在施工建设阶段结束结构浇筑后即实施观测，做到随时浇筑随时观测；在工程项目竣工后及时进行观测；在高层建筑物实际使用后，选择旱季与雨季分别实施观测，直到其沉降趋于稳定[4]。

2.4沉降观测周期观测周期可以非常准确客观地体现出高层建筑物的沉降变化特征，因为沉降观测对时间周期的要求较为严格，特别是第一次观测，避免不能获取原始数据而对最终结果带来影响。一般来说，高层建筑物的地下结构相对复杂，所以在首次观测时应予以更多重视，在基础纵横轴上应根据提前设定好的位置确定观测点，确保临时观测点稳固后正式实施。对首次观测得到的高程值，应作为后续观测的基础高程。在实际观测作业时应选择精密水准仪，同时在相同的时间点对各个观测点进行多次反复观测，对多次观测得到的数据计算平均值。若相同观测点的高差不超过0.5mm，可认定首次观测数据的准确性较高。另外还应注意，随着建筑施工时间的推移和楼高的提升，应把观测点移动到上一层，直到其成为固定观测点。

2.5沉降观测结果处理结束观测作业后，应对整个观测过程获取的数据信息进行分类整理，保证相关数据准确的前提下开始计算。位移量计算时需根据规范标准将数值保持在0.1mm。数据计算一般情况下可以采取自由网平差以及经典法严密平差等不同的统计方式，并联合多种计算方法予以验证。首次观测作业结束后，通过计算确定不同沉降观测点起始值，各次观测作业完成后根据基准点高程对其他观测点高程进行计算，获得相邻两次观测数值与累积沉降量，同时应把全部数据信息都记录在沉降观测表之内[5]。为更加客观准确地反映出沉降、时间和荷载的关系，还应绘制三者关系图。沉降量和时间关系曲线中，沉降量作为纵轴，时间作为横轴，当确定沉降日期与沉降量时即可得到相应点位，把这些点位连接起来即可最终得到高层建筑物的沉降曲线图。

3观测项目实例分析

3.1项目概况此次高层建筑物沉降观测项目选择某市某小区1号住宅楼，此楼处于该小区西南位置，长125m，宽17m，包括地上20层，地下1层，建筑结构安全等级二级，地基基础设计乙级。

3.2技术要求（1）需要对观测等级予以确定。按照《建筑变形测量规范》（JGJ8-2016）中的相关规定，若建筑物地基基础设计为乙级，变形测量等级属于二等、三等，在此次观测过程中确定为二等沉降观测，监测点测站高差误差为0.5mm，技术精度要求应达到二等水准观测。其次是高程基准，此次沉降观测项目选择假定高程基准。（2）正确选择所需设备仪器。按照沉降观测工作的实际需求，此次观测项目选择徕卡DNA03电子水准仪、2m铟钢条码尺，涉及到的相关仪器设备均通过有关部门检定合格。（3）正确选择观测方法。按照《规范》要求，二等沉降观测的基准网选择往返观测、监测网选择单程观测。具体的观测流程为：偶数站为前-后-后-前，奇数站为后-前-前-后。在各次观测之前需测定电子水准仪的i角值不超过15″，观测之前30min将电子水准仪置于露天阴影下，确保仪器能够和环境温度保持相同，观测前需要进行20次以上的单次测量预热，如果在晴天观测需要选择测伞遮蔽阳光[6]。

3.3作业过程

3.3.1基准点、沉降监测点的布设及观测为有助于沉降观测，结合现场实际情况，此次计划设置4个高程基准点，分别编号为B1-B4，起点编号B1，选择闭合水准路线实施观测。基准网布网、观测以及计算达到二等水准测量要求。按照《规范》要求，基准点稳定性分析公式如下：δ=22σhσh=nμ（1）式中：δ——高差的差值限差；μ——二等沉降测站高差中误差；n——2个基准点之间的观测测站数。计算每期平差后的高差数据和上期平差后高差数据的差值，不超过上述限差值。从而了解到基准点具备较强的稳定性，符合规范标准，能够作为监测网的起算数据。结合限差实际情况，此次计划设置监测点16个，分别编号为16-1到16-16。基准点与沉降监测点的埋石、制作满足《规范》标准，符合现场监测的实际需要。监测点起算数据为基准网提供，选择闭合水准路线实施观测。根据二等水准测量技术规定，沉降监测点和基准点实施联测，构成闭合水准路线，选择单程观测模式。

3.3.2确定观测周期该建筑物一层浇筑作业结束后埋设沉降观测标识，同时开展首次观测，随后间隔2层观测一次，到建筑物主体封顶后观测1次，填充墙结束后观测1次，此时共计观测9次。该住宅楼竣工后首年间隔2~3个月观测1次，第二年间隔4~6个月观测1次，第三年间隔一年观测1次，直到建筑沉降趋于稳定，共计观测7次。如果建筑存在下沉、上浮，不均匀沉降现象较为严重，需要提高观测频率和次数。

3.4内业精度评价对此次沉降观测项目所得到的所有数据实施平差计算，平差精度符合《规范》中环闭合差、测站中误差限差等要求。基准点网复测数据根据两两组合，计算本期平差后的高差数据和上期数据的差值，符合前文中公式要求，判定基准点的稳定性。水准测量闭合差≤1.0nmm，沉降监测点测站高差中误差不超过0.5mm，符合以上数值，满足精度要求。

3.5沉降观测数据分析此次沉降观测项目自2019年3月15日开始，到2022年7月31日结束，共计观测16次。通过平差计算得到各观测点的累积沉降量，详细数据见表1所示。由表１可知：（1）测点沉降累积变化量都处于下降状态，变化区间在-14.36到-24.29mm之间；（2）在实际观测时并未发生骤降问题，部分监测点的沉降速度最快仅为0.33mm；（3）沉降量最小的监测点是16-16，为14.36mm，而最大的监测点是16-7，为24.29mm，计算得到平均沉降量20.12mm，相邻两个监测点之间的沉降差值最大的为16-6到16-7，为7.18mm，倾斜度最大的监测点是16-6到16-7，为0.39%；（4）因为不均匀沉降导致的最终倾斜度计算结果是，最大点为16-6到16-7，不超过《规范》中所要求的24m<H≤60m，倾斜度限差为3%；（5）按照《规范》标准，如果最后100d的沉降速率不超过0.01～0.04mm/d范围内，即可以确定该建筑物处于稳定阶段，结合勘察设计需要，此次观测项目取值为0.02mm/d。该住宅楼最终百日沉降观测结果为：日平均沉降量为0.003mm/d，符合规定，因此判定该建筑物趋于稳定。

4结束语

总而言之，为保证高层建筑物的安全性与稳定性，确保建筑使用安全和内部人员的生命财产安全，应当开展好变形监测，而沉降观测是高层建筑物变形监测过程中较为普遍的一种方法。本文借助实际案例分析了科学有效做好沉降观测提升观测精度的方法。笔者认为：要提升高层建筑物沉降观测的精度，不仅要科学设置水准基点和沉降观测点，选择精密水准仪，固定观测工作人员、仪器设备以及测量线路，还要正确确定沉降观测周期和处理沉降观测结果。

参考文献

[1]王聪.高层建筑沉降监测技术研究与应用[J].江西建材,2021(10):59-60.

[2]唐均.沉降观测在高层建筑物变形监测中的应用探讨[J].房地产世界,2021(20):132-133+142.

[3]秦继红,沈麒.中信大厦沉降观测及基础监测方案[J].施工技术,2021,50(14):71-73.

[4]解文武.建筑物沉降观测精度控制的策略研究[J].住宅与房地产,2021(19):207-208.

[5]邱攀.高层建筑地基沉降及控制措施[J].建筑技术开发,2021,48(12):151-152.

[6]朱扬扬,马赶,刘可涛.高层建筑工程沉降观测技术的应用分析[J].智能城市,2021,7(11):133-134.

作者:陈金取 单位:泉州水务工程建设集团有限公司