高层建筑沉降观测及数据探析

1引言

随着城区节约集约用地的要求，为了充分利用空间，高层建筑越来越多。然而，在施工运营过程中，受到载荷增加、基础变形、地下水水位下降、地质构造不均匀等因素的影响，建筑物会产生沉降。若建筑物沉降超限或发生不均匀沉降，会影响正常使用甚至威胁建筑物的安全。因此，必须加强高层建筑沉降观测工作。本文通过对某小区高层建筑沉降观测的实例，探讨如何做好沉降观测工作。

2沉降观测技术设计

2.1工程概况

某居民小区，共计建设8座高层建筑，层高16-20层不等，为了确保建筑物在施工、使用阶段的安全，受甲方委托，开展沉降监测工作。

2.2执行的规范

本次沉降观测工作主要执行GB50026-2007《工程测量规范》、JBJ8-2007《建筑变形测量规程》、CJJ8-2011《城市测量规范》、GB12897-2006《国家一、二等水准测量规范》等规范规程，同时需要严格按照经过甲方审议的技术设计书进行观测。

2.3观测方案及技术要求

2.3.1建筑变形测量等级根据建筑物的性质、设计要求和规范要求，该项目适用中等精度要求的建筑物沉降观测，外业观测应采用二等水准测量。

2.3.2检测仪器设备工作状况该项目沉降观测中水准仪采用天宝Dini03电子水准仪及其配套的铟瓦条尺，电子水准仪及水准尺均经过计量机构鉴定，同时对水准仪的i角进行了检测，满足规范的要求。

2.3.3水准控制网及沉降观测点的布设本项目共计布设三个基准点，基准点布设在项目区范围以外无变形、点位稳固的区域，基准点之间采用一等水准方法联测，检验其稳定性和可靠性。同时布设三个工作基点，布设工作基点时充分考虑沉降观测的需要、点位稳定性。为了真实的反映建筑物的沉降情况，沉降监测点布设在建筑物的承重柱（墙）上及建筑物的拐角处，且相邻沉降观测点间距以l5～30m为宜。沉降监测点的布设要充分考虑考虑装饰、施工等因素，避免遭到破坏，另外在沉降观测点上方设置保护设施，避免重物砸到发生变形而得不到准确的沉降量。

2.3.4沉降观测要求沉降观测过程中严格执行GB12897-2006《国家一、二等水准测量规范》的测量要求，坚持“三固定”原则，即观测仪器及配套铟瓦条尺固定、观测人员固定、观测路线及顺序固定。尽量减少观测误差的不定性，使沉降观测成果具有统一的趋向性，保证各期沉降观测成果与首次观测的结果可比性更一致，使沉降量更真实准确。根据甲方要求，沉降监测分为两期，第一期为建筑施工开始至封顶结束，共计进行了5次沉降观测；第二期为主体竣工后至沉降稳定，共进行了5次观测。自2013年l1月～2015年1月该项目共进行了两期10次观测，顺利完成沉降观测任务，为工程施工提供了科学准确的沉降数据。

2.3.5沉降观测时应注意的问题（1）及时进行水准仪i角检测，i角直接影响沉降观测的精度，i角越大，观测精度越低，沉降观测前、观测中及观测后需要进行i角检测；（2）严格执行规范的各项观测要求，规范中规定的观测要求可以尽可能的减小误差，按照要求进行观测可以保证沉降监测的精度；（3）测量时需要注意外界环境对沉降观测的影响，施工震动、风力、光照对沉降观测的影响较大，需要选择合适的观测时间和方案，减小外界环境对沉降监测的影响。

3沉降监测数据处理与分析

电子水准仪自动存储观测数据，观测结束后，及时对数据进行传输及备份，并进行检查和验算，沉降观测各项限差符合要求后进行平差计算，并进行水准标尺长度、温度误差改正，正常水准面不平行改正，引力改正，重力异常改正，水准路线闭合差改正。该项目次沉降测量共布设二级水准测量布设3条附合路线、11条闭合路线，经过计算，所有路线闭合差均满足二等水准测量的限差要求，其中最大闭合差为-1.2mm，该路线允许闭合差±3.7mm，小于限差的1/2，可以满足JBJ8-2007《建筑变形测量规程》的精度要求。

可以采用时间-沉降量曲线图、等沉降曲线图、沉降量三维模型来反映沉降情况，判断是否存在不均匀沉降，更加直观的表现沉降量；也可以使用灰色模型、时间序列模型、神经网络模型、双曲线模型、指数模型等进行沉降预测，预测未来一段时间的沉降量，更好的进行数据分析，从而指导施工，合理安排观测计划。

4结论

对该小区的高层建筑进行沉降观测，得到了翔实的沉降数据，从而结合载荷、地下水位变化、施工等信息对建筑物的稳定性和安全性做出判断，确保施工安全，防止事故的发生。分析沉降观测数据时，可以充分利用时间-沉降量曲线图、等沉降曲线图、沉降量三维模型来挖掘数据的规律，做出合理、准确的评估。同时，在观测数据的基础上，可以采用灰色模型、时间序列模型、神经网络模型、双曲线模型等进行沉降预测，对未来的沉降量作出判断，确定未来的观测时间和停止观测的时间。由于建筑物设计、地质条件等不同因素的影响，沉降观测方法以及数据分析要根据不同项目的特点灵活选择，运用合适数据分析方法对沉降序列进行分析，能够获得准确、有效的沉降信息。