高燁

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，高層建筑的數(shù)量也在不斷的增多，為了加強(qiáng)建筑工程施工質(zhì)量控制，保證后期人們使用建筑的安全，不僅要注重建筑工程的實(shí)體質(zhì)量，更要注重建筑施工以及使用過程中的建筑物沉降，避免因沉降原因造成建筑物主體結(jié)構(gòu)的破壞或產(chǎn)生影響結(jié)構(gòu)使用功能的裂縫，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

關(guān)鍵詞：民用建筑；沉降；觀測(cè)方法

引言：

隨著建筑業(yè)的不斷發(fā)展，各種復(fù)雜的高層及超高層建筑的不斷出現(xiàn)，沉降觀測(cè)的重要性日趨明顯。為監(jiān)視建筑及其周圍環(huán)境在施工和使用期間的安全，了解其變形特征，并為工程設(shè)計(jì)、管理及科研提供資料，建筑物的沉降觀測(cè)工作越來越顯示其重要性。因此，為了建筑物的安全使用，研究變形的原因和規(guī)律，在建筑物的設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)管理期間具有重要意義。

民用建筑的沉降觀測(cè)，對(duì)觀測(cè)的規(guī)范性要求非常嚴(yán)格，并且每個(gè)環(huán)節(jié)都有著一定的注意事項(xiàng)。作者以此實(shí)例結(jié)合自身多年工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)建筑物沉降觀測(cè)方法作了比較深入的分析和探討。

工程概況

某高層公寓1#、2#樓項(xiàng)目，建筑面積約3萬多平米，為28層框筒結(jié)構(gòu)，我公司承擔(dān)了該項(xiàng)目高層建筑的建筑物沉降觀測(cè)任務(wù)。

一、民用建筑沉降觀測(cè)的要求

工程建筑物從施工開始到竣工，以及建成使用后很長(zhǎng)一段時(shí)間，沉降變形是不可避免。如果變形在一定的限度之內(nèi)屬正常現(xiàn)象，但一旦超過某一限度，就會(huì)危及建筑物的安全。因此，在建筑物的施工和使用期間，都必須對(duì)建筑物沉降進(jìn)行觀測(cè)，以便及時(shí)掌握變形情況，發(fā)現(xiàn)問題，采取措施，保證建筑物沉降從施工到使用均在安全范圍之內(nèi)。

二、民用建筑的沉降觀測(cè)方法

民用建筑在施工及正常使用的過程中，由于地基土受上部載荷作用下體積壓縮變形，進(jìn)而表現(xiàn)為建筑物沉降的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象對(duì)建筑物的正常使用將造成嚴(yán)重的危害，例如，建筑物位移、傾斜等都屬于建筑沉降的具體表現(xiàn)，為了避免或降低沉降對(duì)民用建筑造成的危害，應(yīng)做好民用建筑沉降觀測(cè)工作，一旦發(fā)現(xiàn)民用建筑發(fā)生沉降超出安全指標(biāo)的話，應(yīng)及時(shí)采用處理措施，民用建筑的沉降觀測(cè)方法實(shí)施具體如下。

（一）建立沉降觀測(cè)的高程控制系統(tǒng)

建筑沉降觀測(cè)的高程控制系統(tǒng)宜采用國(guó)家高程基準(zhǔn)或測(cè)區(qū)所在地方使用的高程系統(tǒng)，也可采用獨(dú)立系統(tǒng)（一個(gè)測(cè)區(qū)只能設(shè)立一個(gè)高程系統(tǒng)）。無論采用何種高程系統(tǒng)，都應(yīng)在檢測(cè)方案中明確說明。

1.觀測(cè)精度

一般建筑物沉降檢測(cè)的等級(jí)為一級(jí)或二級(jí)，具體的等級(jí)劃分及其精度要求見表1的規(guī)定。

2.高程控制網(wǎng)點(diǎn)布設(shè)

民用建筑沉降觀測(cè)是采用精密水準(zhǔn)測(cè)量的方法進(jìn)行的，為此應(yīng)建立高精度的水準(zhǔn)測(cè)量控制網(wǎng)。高程控制網(wǎng)的建立需要收集相關(guān)建設(shè)單位前期提供的水準(zhǔn)控制點(diǎn)，同時(shí)要保證提供的水準(zhǔn)控制點(diǎn)必須滿足高程精度的要求，再結(jié)合民用建筑工程的平面布置特點(diǎn)，以及測(cè)量施測(cè)的具體方案來建立高程控制網(wǎng)。

沉降檢測(cè)點(diǎn)可分為控制點(diǎn)和檢測(cè)點(diǎn)。其中，控制點(diǎn)包括基準(zhǔn)點(diǎn)和工作基點(diǎn)。沉降觀測(cè)的高程基準(zhǔn)點(diǎn)數(shù)不應(yīng)少于3個(gè)，工作基點(diǎn)可根據(jù)需要設(shè)置。

對(duì)于建筑物較少的測(cè)區(qū)，宜將高程基準(zhǔn)點(diǎn)連同工作基點(diǎn)按單一層次布設(shè)；對(duì)于建筑物較多且分散的大測(cè)區(qū)，宜按兩個(gè)層次布網(wǎng)，即由控制點(diǎn)組成控制網(wǎng)，高程基準(zhǔn)點(diǎn)與所聯(lián)測(cè)的工作基點(diǎn)組成擴(kuò)展網(wǎng)。

本工程的高程控制網(wǎng)（詳見圖1）具體做法是：在建筑物的外圍布設(shè)一條閉合水準(zhǔn)環(huán)形路線，再由水準(zhǔn)環(huán)中的固定點(diǎn)測(cè)定各測(cè)點(diǎn)的標(biāo)高。項(xiàng)目按兩個(gè)層次組網(wǎng)，由BM1、BM2、BM3、BM4組成控制網(wǎng)，其中BM1為國(guó)家高程控制點(diǎn)（由建設(shè)單位提供），再由檢測(cè)點(diǎn)與所聯(lián)測(cè)的工作基點(diǎn)組成擴(kuò)展網(wǎng)。實(shí)際檢測(cè)過程中，高程控制網(wǎng)每半年復(fù)測(cè)一次，其中首次檢測(cè)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行兩次獨(dú)立檢測(cè)，并取檢測(cè)結(jié)果的中數(shù)作為沉降檢測(cè)初始值，提高初始值的可靠性。

種檢測(cè)點(diǎn)的選設(shè)：

（1）基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)選設(shè)在沉降影響范圍以外長(zhǎng)期保存的穩(wěn)定位置，應(yīng)避開交通主干道、地下管線、河岸以及其他可能使標(biāo)石、標(biāo)志易遭腐蝕和破壞的地方。

（2）工作基點(diǎn)應(yīng)選設(shè)在靠近檢測(cè)目標(biāo)且便于聯(lián)測(cè)檢測(cè)點(diǎn)的穩(wěn)定或相對(duì)穩(wěn)定的位置。

（3）檢測(cè)點(diǎn)應(yīng)選設(shè)在沉降體上能反映沉降特征的位置，方便從工作基點(diǎn)或基準(zhǔn)點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。具體點(diǎn)位布設(shè)應(yīng)結(jié)合地質(zhì)情況及建筑物本身承受載荷的特點(diǎn)，依據(jù)國(guó)家及行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求確定。

（二）沉降觀測(cè)的實(shí)施

由于本工程是高層建筑，本次建筑物沉降檢測(cè)的等級(jí)為一級(jí)，采用美國(guó)天寶DINI03型電子水準(zhǔn)儀，配銦鋼精密條碼水準(zhǔn)尺，按二等水準(zhǔn)測(cè)量要求進(jìn)行觀測(cè)。儀器測(cè)量精度為±0.3mm/km，精確讀數(shù)顯示至0.01mm。觀測(cè)視線長(zhǎng)度≤30m，前后視距差≤2.0m，往返較差及附合或環(huán)線閉合差≤0.5（其中n為測(cè)站數(shù)），沉降觀測(cè)點(diǎn)與工作基點(diǎn)、基準(zhǔn)點(diǎn)構(gòu)成沉降監(jiān)測(cè)網(wǎng)，按二等水準(zhǔn)測(cè)量的要求進(jìn)行精確測(cè)量。

每次測(cè)量均需采用環(huán)形閉合方法進(jìn)行檢查，測(cè)量路線嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的水準(zhǔn)路線進(jìn)行，并計(jì)算其閉合差，以消除或減弱測(cè)量誤差，若精度不能滿足要求，則需重新監(jiān)測(cè)。沉降檢測(cè)應(yīng)盡可能使用同一類型的儀器和標(biāo)尺，由同一名檢測(cè)人員觀測(cè)完成，避免中途換人換機(jī)，而造成的人為因素影響。

（三）沉降觀測(cè)周期的確定

觀測(cè)的頻率決定于變形值的大小、變形速度和觀測(cè)的目的。通常要求觀測(cè)的次數(shù)既能反映出變化的過程，又不遺漏變化的時(shí)刻。在荷載的影響下，基礎(chǔ)下土層的壓縮是逐漸實(shí)現(xiàn)的，因此，基礎(chǔ)的沉陷亦是逐漸增加的，地基沉降隨時(shí)間及載荷增加的變化有其一定的規(guī)律性（如圖2）。

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙結(jié)施要求及規(guī)范規(guī)定，本工程觀測(cè)頻率及周期按以下執(zhí)行：

（1）建筑物施工階段的觀測(cè)：首層施工完畢即檢測(cè)一次，以后每間隔5層檢測(cè)一次，結(jié)構(gòu)封頂后每2個(gè)月檢測(cè)一次，直至工程竣工。

（2）建筑物使用階段的觀測(cè)：工程竣工驗(yàn)收以后，第一年檢測(cè)三次，第二年觀測(cè)二次，以后每年一次，直至建筑物沉降穩(wěn)定。如建筑物出現(xiàn)異常，不均勻沉降比較嚴(yán)重，或裂縫發(fā)展迅速等情況之一時(shí)，應(yīng)立即進(jìn)行逐日或2～3d一次的連續(xù)檢測(cè)。

（3）工程竣工時(shí)地基變形應(yīng)滿足的要求：建筑物竣工驗(yàn)收時(shí)，根據(jù)《建筑物沉降觀測(cè)方法》（DGJ32/J18-2012）5.0.7條規(guī)定，地基變形應(yīng)滿足以下要求：

表2 竣工驗(yàn)收最后一次觀測(cè)的沉降速度允許值表

本工程為高層建筑按第一項(xiàng)取值。

（4）建筑沉降是否進(jìn)入穩(wěn)定階段，標(biāo)準(zhǔn)的判定：根據(jù)《建筑物沉降觀測(cè)方法》（DGJ32/J18-2012）5.0.5條規(guī)定，沉降是否進(jìn)入穩(wěn)定階段，應(yīng)由沉降量-時(shí)間關(guān)系曲線來判定。一般觀測(cè)，軟地層二、三級(jí)多層建筑，若沉降速率小于0.010～0.040mm/d，可認(rèn)為建筑物已經(jīng)進(jìn)入穩(wěn)定階段。高層和一級(jí)建筑，若沉降速率小于0.010 mm/d認(rèn)為建筑物已經(jīng)進(jìn)入穩(wěn)定。根據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)說明和本地區(qū)地基土的壓縮比來看，本工程高層建筑取值為0.010mm/d。

（四）沉降檢測(cè)的結(jié)果整理

每期建筑沉降檢測(cè)結(jié)束后，應(yīng)依據(jù)測(cè)量誤差理論和統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)原理對(duì)獲得的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)進(jìn)行平差計(jì)算和處理，檢查記錄中的數(shù)據(jù)和計(jì)算是否正確，精度是否合格，如果誤差超限則需重新檢測(cè)。然后調(diào)整閉合差，推算各檢測(cè)點(diǎn)的高程，列入成果表中。

根據(jù)各檢測(cè)點(diǎn)本次所檢測(cè)高程與上次所檢測(cè)高程之差，計(jì)算各檢測(cè)點(diǎn)的沉降量和沉降速率，并將檢測(cè)日期和荷載情況記入檢測(cè)成果表。

為了更清楚地表示沉降量、荷載、時(shí)間的三者之間的關(guān)系，還需繪制各檢測(cè)點(diǎn)的時(shí)間與沉降量關(guān)系曲線圖以及時(shí)間與荷載關(guān)系曲線圖。

三、總結(jié)

一般情況下，對(duì)高層以及超高層或是負(fù)載較大的民用建筑物進(jìn)行定期的沉降觀測(cè)，而且周期也比較短，主要是為了防止建筑物的沉降幅度過大對(duì)建筑物造成安全影響，可以說沉降觀測(cè)是建筑物施工以及使用的必要環(huán)節(jié)。通過本文對(duì)民用建筑的沉降觀測(cè)方法的分析來看，沉降觀測(cè)也是民用建筑在施工和使用中必不可少的重要部分，而且，觀測(cè)方法也有著一定的規(guī)范性，并且要嚴(yán)格的執(zhí)行下去，這樣才能保證民用建筑的安全施工、安全使用。

參考文獻(xiàn)：

【1】中華人民共和國(guó)建設(shè)部 GB50026-2007《工程測(cè)量規(guī)范》

【2】中華人民共和國(guó)建設(shè)部JGJ8-2007《建筑變形測(cè)量規(guī)范》

【3】江蘇省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳DGJ32/TJ18-2012《建筑物沉降、垂直度檢測(cè)技術(shù)規(guī)程》

【4】王志城，湯江龍.高層建筑沉降觀測(cè)實(shí)例及數(shù)據(jù)分析[J]. 地理空間信息. 2012（03）

【5】杜瓊蘭，韓狄基，林書華.淺談高層建筑物沉降觀測(cè)技術(shù)的應(yīng)用[J]. 黑龍江科技信息. 2011（33）

【6】王奎昌，焦文玲，裴義.高層建筑沉降對(duì)引入管的影響及補(bǔ)償措施[J]. 煤氣與熱力. 2012（08）

【7】花向紅，鄒進(jìn)貴.高層建筑沉降監(jiān)測(cè)技術(shù)及應(yīng)用研究[J]. 礦山測(cè)量. 2012（01）

【8】徐惠蓮，郭新成.11～#住宅樓沉降監(jiān)測(cè)及其變形規(guī)律分析[J]. 西安工程學(xué)院學(xué)報(bào). 2011（S1）