高层建（构）筑物施工沉降观测作业方法及技术应用

高层建（构）筑物施工沉降观测作业方法及技术应用
刘文林
摘要：随着大中城市高层及超高层建（构）筑物施工日益增多，对其施工进行沉降观测作业已是迫在眉睫的新任务。本文首先对沉降观测作业进行了充分的介绍，然后通过具体的工程事例对沉降观测的原理、方法和作业过程进行了详细的阐述，最后对如何达到沉降观测的高精度要求提出了具体可行的技术方案。为建筑物（特别是高层建筑物）施工的沉降观测提供参考。
关键词：高层建（构）筑物施工、基准点、沉降观测点、沉降观测

1 引言
随着社会的不断进步，建筑设计施工技术水平日益成熟完善，大中城市中高层及超高层建（构）筑物越来越多。为了保证这些高层及超高层建（构）筑物施工中的安全及竣工后其正常的使用寿命，同时为了减少施工对周围原有建（构）筑物的影响。本文结合建筑施工过程中沉降观测的实践阐述沉降观测的方法和意义。
2 沉降观测技术方案的选择
2.1 沉降观测的实施
（1）工作基点和观测点标志的布设
工作基点是沉降观测的基准点，应根据工程的沉降施测方案和布网原则的要求建立，一般高层建筑物周围要布设三个基点，且与建筑物相距50m至100m间的范围为宜。每次都要测定基点间的高差，以判定它们之间是否相对稳定。
沉降观测点应依据建筑物的形状、结构、地质条件、桩形等因素综合考虑，布设在最能敏感反映建筑物沉降变化的地点。在工作基点与沉降观测点之间要建立固定的观测路线，并在架设仪器站点与转点处做好标记桩，保证各次观测均沿统一路线。
（2）沉降观测的周期
沉降观测的周期应能反映出建筑物的沉降变形规律，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，从而使整个观测得不到完整的观测结果。其他各阶段的复测根据工程进展情况必须定时进行，不得漏测或补测，只有这样，才能得到准确的沉降情况或规律。
2.2沉降观测的精度要求
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。在没有特别要求的情况下，在一般性的高层建构筑物施工过程中，采用二级沉降观测方法就能满足沉降观测的要求。
3 工程实例
下面结合工程实例具体阐述建筑物沉降观测作业方法及实施步骤：
3.1任务概况
廊坊市天利得益商务中心综合楼由东楼和西楼组成，设计地下一层、东楼地上22层、西楼地上12层。该综合商业楼南侧为旧有的建筑物且与该建筑物相距8米，西南侧为热力总公司烟囟，该烟囟高42米与该建筑物相距22米，北侧、东侧分别为爱民东道、新华路，桩柱离路沿13米。为了监测施工对原有建构筑物、道路影响及建筑物施工过程中本身沉降，本次作业对综合楼东楼及周边建筑、道路进行了沉降观测。
3.2 作业技术依据
（1）《工程测量规范》GB50026-93，1993-08-01；
（2）《建筑变形测量规程》JGJ/T8-97，1998-6-1（以下简称《规程》）；
（3）《国家一、二等水准测量规范》GB/T12897-2006，2006-10-01；
（4）《建筑地基基础设计规范》GB5007-2002；
3.3 作业实施方案
沉降观测仪器使用经检定合格的DS05型水准仪（德国蔡司DINI12型）配合因瓦合金标尺。依施工进度分期进行，组成各自观测路线和观测周期。
（1）基准点和沉降观测点的布设
基准点选设在建筑物变形影响范围之外，本测区基准点共布设3个，点号依次为：SJ1、SJ2、SJ3。根据现场情况， SJ1、SJ3采用墙脚水准点标志，分别布设于供电局、热力总公司两旧办公楼墙脚处。SJ2采用混凝土基本水准标石，埋设于热力总公司院内、商务楼主楼西北角，标志采用不锈钢材料，标石埋设15天后进行了观测。
沉降观测点的布设：东楼沉降观测点共布设11个，点号为：ZC1~ZC11，标志采用螺栓式不锈钢标志，标志埋设在主体结构的承重柱或承重墙体上，埋设深度大于10.0cm，高度在±0.00m线以上0.5m处。标志的埋设应牢固，易于保护，便于观测。
周边建筑物及道路沉降观测点布设：原百货大楼沉降观测点布设3个，点号为：LC1~LC3。热力总公司烟囟布设沉降观测点3个，点号为：YC1~YC3，标志均采用不锈钢（φ=2.0cm）弯成直角标志，埋设深度大于10.0cm。道路沉降观测点布设5个，编号为：DC1~DC5，标志采用不锈钢材料（φ=4cm）埋设深度大于10.0cm。
基准点及沉降观测点设置位置如下。

（2）基准点和沉降观测点的观测
基准点采用一级精度施测，由SJ1、SJ2、SJ3组成闭合路线，进行往返观测。基准点控制网每半年复测一次，当复测成果或检测成果出现异常，或测区受到如地震、洪水、爆破等外界因素影响时，应及时进行复测。
沉降观测点必须妥善保护，维护其稳定性、可靠性。以SJ3基点为高程起算点组成闭合环，采用二级精度施测，进行往返观测。东楼首次观测在主楼地上一层完成后开始，施工期间每增加2层观测一次，结构封顶观测一次，封顶后第一年内每3个月观测一次，第二年每6个月观测一次，直至沉降速度小于0.01—0.04mmd稳定为止。周边建筑物及道路首次沉降观测在施工降水开始前进行，基坑开挖过程中每天观测一次，而后视沉降速度变化情况及时调整观测周期，
水准基点和沉降观测点观测时，应在成像清晰、稳定的时间内进行，同时应尽量不转站，为提高精度，采用固定人员、固定仪器和固定施测路线的“三固定”方法。
（3）观测成果的平差计算
外业观测结束后，首先对观测数据进行检查，当观测成果符合《规程》（3.3.1-1、3.3.1-2）表要求后，以测站数为权进行平差计算。
（4）沉降观测成果整理与分析
第一次观测后，经平差计算得到各个沉降观测点的起始高程。在每观测周期结束后，及时对观测资料进行整理，计算出各观测点高程，然后分别计算各观测点相邻两次观测的沉降量和累积沉降量
在本工程整个沉降观测过程中，基坑开挖阶段时，由于施工影响该综合商业楼南侧旧有的建筑物沉降量出现异常，沉降速度加快，我们及时调整了观测周期，增加了观测频率，施工方及时采取相应措施，保证了旧有的建筑物安全。在竣工后又连续跟踪监测了两年，建筑物沉降量、差异沉降量都较小，最后一次监测周期为半年，沉降速率为0.02mm∕d，沉降速率值小于规范规定的稳定阶段标准，因此认为该建筑物沉降进入稳定阶段。为确保沉降观测的精度，本次作业中对二级沉降观测的一些限差要求作了适当的提高，具体如下：
a: 基、辅分划读数差为±0.3mm；
b: 基、辅分划所测高差之差为±0.5mm；
c: 附合或环闭合差为±0.5 mm，n为测站数。
经过本项目沉降观测的实践，采用经检定合格的DS05型水准仪（德国蔡司DINI12型），配合因瓦合金标尺，上述指标是完全可以满足的，沉降观测的精度是完全有保证的。
4 几点工作体会
（1）合理确定沉降观测周期。沉降观测周期安排不合理，会导致观测成果不能准确反映沉降量、沉降曲线的细部变化，尤其在基坑开挖阶段当原有建筑物及基坑四周突然发生大量沉降、不均匀沉降或严重裂缝时则必须调整观测周期增加观测次数，以便及时采取相应措施，保证原有建筑物及基坑施工安全。
（2）合理选择沉降观测精度。沉降观测精度的高低直接关系到沉降观测成败。对沉降观测精度选择太低不能准确反映建筑物沉降量、沉降速率，选择太高又势必造成测量成本增加造成无谓的浪费。通过本工程近三年的沉降观测实践，本人认为一般高层的建(构)筑物沉降观测，仪器应使用经检定合格的DS05型水准仪，配合因瓦合金标尺，基准点联测采用一级精度，沉降观测点联测采用二级精度并适当提高观测限差。
（3）在对沉降观测成果分析方面，当沉降量与时间关系曲线不是单边下行光滑曲线，而是呈上下起伏状现象，这就要分析原因，进行修正。
【参考文献】
［1］GB/T 12897-2006<<国家一、二等水准测量规范 >>［S］。
[2] JGJ/T 87-97<<建筑变形测量规程 >>［S］。
[3] 现行建筑施工规范大全（第2版）[S]