1、1高层住宅楼沉降观测与分析研究摘要：建筑沉降观测不仅能够保证建筑物的正常使用和安全，还为以后的勘测设计及施工提供可靠的资料及相应的沉降参数，同时也为今后建筑物的结构和地基基础合理设计积累资料。当前，我国的建筑业飞速发展，由于地少房屋需求多，高层住宅楼的建造越来越多，对于高层住宅楼建造中及使用中的沉降观测十分重要。本文介绍了高层住宅楼沉降的原因、沉降观测的实施、数据分析方法，以及预防沉降的措施。 关键字：高层住宅楼；沉降；沉降观测 Abstract: the building settlement observation can not only ensure the normal use of
2、 building and safety, but also for the following survey design and construction to provide the reliable data and the corresponding settlement parameter, but also for the future of the building structure and foundation design reasonable accumulation of material. At present, the BLDG. Of our country i
3、s developing rapidly, and the housing demand less, high-rise residential building construction, more and more high-rise residential houses to build and use the settlement observation is very important. This paper introduces the high-rise residential building subsidence reasons, the implementation of
4、 the settlement observation and data analysis 2method, and the prevention measures of settlement. Key words: high-rise residential houses; Settlement; Settlement observation 中图分类号：TU196.2文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012） 一、高层住宅楼沉降原因 高层住宅楼沉降原因主要有高层住宅楼本身和自然条件及其变化内外两个 方面的原因。其内部原因就是高层住宅楼本身自重、所受荷载及结构型式等；而其外部原
5、因则包括高层住宅楼所附属地基的工程地质条件、水文地质条件和周边建筑环境的复杂影响等。高层住宅楼的类型可以分为静态沉降和动态沉降。静态沉降是在恒载作用下某一期间内的沉降对时间的函数，它是一种时效变形，其变化是单行下滑的趋势；动态沉降是在外力影响下产生的沉降，所观测的是建筑物在某个荷载作用下的瞬时沉降。从沉降机理上分析，瞬时沉降是在加载后瞬时发生的，对于饱和粘性土而言，在短时间内孔隙水来不及排出，沉降是在没有体积变形下发生的侧向挤出，是形状变形，在实际二 、 三维的变形状态下，其大小不可忽略。因此，处于瞬时沉降下的地基可以近似看成弹性体，从而施工时在活载作用下这种沉降随时间的变化是非平稳的，上下有
6、微小波动或呈阶梯状；更重要的是在实测过程中，由于各种误差的影响也会产生这种现象。 二、沉降观测的基本方法 3（一）高程基准点和沉降观测点的设置 1、高程基准点的设置 点位稳固，在沉降变形区以外； 不宜过远，通常一站能引测到观测点； 每个工地设置 23 个，以便检核； 一般需要与国家水准点联测，获得绝对高程； 冻土地区应埋深至冻土线以下 0.5 米处。 2、沉降观测点的布置 建筑物的四角、大转角及沿外墙每 1015m 处或每隔 23 根柱基上； 高低层建筑物、新旧建筑物、纵横墙等交接处的两侧，不同地质条件、不同荷载分布、不同基础类型、不同基础埋深、不同上部结构、建筑裂缝、后浇带、沉降缝和伸缩缝的
7、两侧，人工地基与天然地基接壤处及填挖方分界处； 宽度大于或等于 15 米，或宽度小于 15 米但地质条件复杂以及膨胀土地区的建筑物的承重内隔（纵）墙设内墙点，以及框架、框剪、框筒、筒中筒结构体系的楼、电梯井和中心筒处； 筏基、箱基的四角和中部位置处； 多层砌体房屋纵墙间距 610 米横墙对应墙端处； 框架结构建筑的每个或部分柱基上或沿纵横墙轴线上，以及可能产生较大不均匀沉降的相邻柱基处； 高层建筑横向和纵向两个方向对应尽端处； 4邻近堆置重物处、受振动有显著影响的部位及基础下的暗滨（沟）处； 重型设备基础和动力设备基础的四角、基础形式或埋深改变处以及地质条件变化处两侧； 对于电视塔、烟囱、水塔
8、、油罐、炼油塔、高炉等高耸构筑物，应设在沿周边在与基础轴线相交的对称位置上，点数不少于 4 个。 根据以上要求及各地的实际情况，一般多层建筑布 816 个点；（小）高层建筑布 820 个点。对于基础面积较大的建筑物，如大型框架结构的工业厂房，测点布置可能超过 20 个点。 （二）沉降观测的时间 1、建筑物施工阶段的观测，应随施工进度及时进行。一般建筑，可在基础完工后或地下室施工完成后开始观测。大型、高层建筑，可在基础垫层或基础底部完成后开始观测。观测次数与间隔时间应视地基与加荷情况而定。民用建筑可每加高 15 层观测一次：工业建筑可按不同施工阶段(如回填基坑、安装柱子和屋架、砌筑墙体、设备安装
9、等)分别进行观测。如建筑物均匀增高，应至少在增加荷载的 25、50、75和100时各测一次。施工过程中如暂时停工，在停工时及重新开工时应各观测一次。停工期间，可每隔 23 个月观测一次。 2、在观测过程中，如有基础附近地面荷载突然增减、基础四周大量积水、长时间连续降雨等情况，均应及时增加观测次数。当建筑物突然发生大量沉降、不均匀沉降或严重裂缝时，应立即进行逐日甚至一天数次的连续观测 5（三）施测流程 1、建立水准控制网 根据工程的特点布局、现场的环境条件制订测量施测方案，由建设单位提供的水准控制点(或城市精密导线点)根据工程的测量施测方案和布网原则的要求建立水准控制网。要求： (1)一般高层建
10、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) 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。 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
11、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埋设稳固后及时进行。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6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到0.00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十 500mm)。然后每施工一层就复测一次，直至竣工。 （四）沉降观测成果内容
12、 基准点与沉降点的点位分布图； 沉降观测日报表(当次观测结果)； 沉降观测汇总表； 沉降曲线图； 沉降观测总结报告(一个阶段观测全部结束)沉降观测成果整理，每次观测成果精度应符合要求。 每次观测成果须及时上报(上报“本次沉降”与“累计沉降”数据)，当沉降变化异常时，工程施工及时采取措施。 三、沉降观测在高层住宅楼中的应用 随着层高的不断增加由基础承受的竖直荷载也不断地增大,为了准确的了解建筑物的沉降量是否合乎规范要求,沉降量何时接近稳定,便要求在施工过程中对建筑物进行定期的沉降观测。对观测的数据进行分析,就可准确地知道工程基础是否安全,是否有足够的能力承受上部荷载，在这方面的观测有如下实例：
13、7某高层住宅楼为天然基础,施工全过程均进行沉降观测,根据规范要求并结合地质情况及建筑结构特点,共埋设 8 个沉降观测点,从提供的沉降资料表明：沉降量微小,8 个观测点中,7 个点的沉降量在 6cm 左右,经分析认为属于均匀沉降,全过程所提供的数据,对设计和施工有明显的现实意义。 广州某 18 层住宅楼与珠江相距较近,地下水位高,原设计为桩基础,在 8m*16m 范围内打灌注桩过密,施工单位发现问题时土层已遭破坏,为验证基础情况,提出在施工过程中进行沉降观测。在施工现场布置 2 个沉降观测点,通过逐层沉降观测的资料分析,至巧层向设计和施工单位提出减少两层的建议,这比加固更为有利,并确保了建筑物安
14、全。? 四、高层建筑沉降的预防措施 1、在进行高层建筑前，应事先对场地条件进行调查，根据基岩埋深的深浅，盖层的性质和基底地质构造等因素划分小区，最好建在基岩浅埋或基本裸露的地区，最好不要建在大断裂之上； 2、选择合适场地后，把高层建筑支承在比较坚硬的地基上，在软土区建筑高层房屋时，要加大建筑物刚度，选择良好基础类型，合理加大基础埋深。从而减小建筑物振幅，必要时采用桩基础，以减小震害。 3、合理选择地基的允许承载力，基础压力不宜过大，以便留有足够的张度安全贮备，因大的震动产生的附加荷载较大时，往往使地基发生剪切破坏，土体向基础两侧挤出，使建筑物大量沉降和倾斜乃至倒塌。 4、一般尽量避免直接将可液
15、化的土层作为特力层，当可液化土层上有一定厚度的稳定土层时，可考虑采用片筏基础或箱形基础，以减小8基底压力，并利用其刚度减小不均匀沉降。 5、当地基为多层土体时，松紧土层交界面上易于出现错动，为防止灌柱桩开裂，应配置适量的钢筋。 结束语 沉降监测主要是监视建筑物基础的均匀沉降与不均匀沉降，得出建筑物在外力影响下在某时刻的瞬时变形值，从而计算绝对沉降值、平均沉降值、相对弯曲、相对倾斜、平均沉降速度。 通过在施工和运营期间对工程建筑物原体进行观测，分析研究，验证地基与基础的计算方法、工程结构的设计方法是否合理，为工程建筑物的设计、施工、管理和科学研究提供资料。监测建筑物的状态变化和工作情况，并根据监
16、测资料预测建筑物变形情况，在发生不正常现象时，及时分析原因，采取措施，防止事故发生。 参考文献 1 中华人民共和国地质矿产部， DZ/T154-95 地面沉降水准测量规范，1996. 2 中华人民共和国建设部，JGJ8-2007 建筑变形测量规范，2007. 3 王振，潘国荣. 提高建筑物沉降观测精度的方法J.测绘与空间地理信息，2007，32（3）. 4 黄生亨，尹晖.变形监测数据处理.武汉：武汉大学出版社，2003. 5 陈永奇，吴子安，吴中如编著.变形监测分析与预报.北京:测绘出版社，2008. 96 刘大杰，陶本藻.实用测量数据处理方法.北京：中国工业出版社，2000. 7 刘国琛，彦国华.煤矿地表的移动规律.北京：中国工业出版社，2005.
