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简析高层建筑工程施工中产生沉降原因及其测量措施

发表时间：2021/8/9 来源：《时代建筑》2021年5期3月上作者：邱春英

[导读] 高层建筑在施工过程中容易受到多种因素如建筑载荷、地质条件变化等影响，而导致工程出现位移沉降等问题。如果不及时发现及处理，会对工程质量和安全工程也影响。文章对高层建筑施工过程中有关沉降与沉降测量等问题进行深入探讨，目的是为了避免出现质量与安全隐患，促进工程顺利完成。

广东达丰市政工程有限公司邱春英

摘要：高层建筑在施工过程中容易受到多种因素如建筑载荷、地质条件变化等影响，而导致工程出现位移沉降等问题。如果不及时发现及处理，会对工程质量和安全工程也影响。文章对高层建筑施工过程中有关沉降与沉降测量等问题进行深入探讨，目的是为了避免出现质量与安全隐患，促进工程顺利完成。
关键词：高层建筑；沉降；工程测量；注意事项
        前言
        随着城市经济快速发展，城市人口迅速增加，为满足人们住房需求，现阶段高层建筑已成为普遍的结构形式。但高层建筑在施工过程中，由于受到多方因素的影响，容易出现工程地基沉降问题，对高层建筑质量和安全构成威胁。
        因此，要保证工程能够在规定时间内顺利完成各项施工任务，必须做好对高层建筑施工过程的管理工作，尤其是沉降观测工作。科学建立基准点，全面监测高层建筑施工期间所出现的地基沉降变化情况，掌握其沉降规律，采取有效防控措施，化解各种质量和安全隐患。
        1高层建筑工程建设中的沉降原因分析
        建筑施工周期长，施工过程需要使用大量的施工材料以及劳动力资源，施工期间容易受到天气、地质条件、施工材料、施工水平、结构自身的施工荷载等的影响，容易出现各种质量问题，其中建筑物出现沉降是常见的问题之一，进一步分析其产生原因，发现其主要有几以下几方面：
        （1）地基土质不够均匀
        高层建筑占用的土地面积较大，在实际施工过程中，其面临的实际地基土质量并不是单一匀质。施工前所编制的设计方案，通常都是假定地基土属于单一匀质化的前提下进行设计，这样就会导致设计方案与实际过程中产生了相应的误差。在具体施工过程中，建筑物所出现的地基沉降问题。相当部分是属于不均匀沉降。
        （2）施工过程存在不足
        高层建筑涉及的环节和因素较多，如果某个环节存在不足都会导致工程出现沉降问题。例如在地质勘察报告过程中，存在着勘探不仔细，或者对不良地质情况没有详细描述和记录，这些都会工程施工带来极大影响。此外，在工程地基施工过程中，如果没有严格按照规定程序进行作业，以及管理不到位，也会容易导致工程地基出现不均匀沉降问题。
        （2）地基处理不科学
        高层建筑施工过程中通常都会遇到复杂的地质情况，因此必须采取有针对性的地基处理方案，确保地基基础安全、稳定。现阶段地基处理方案种类较多，必须结合项目的具体情况，采取相应的甚至多种的地基处理办法，才能提高地基的稳定性和安全性。如果采取的处理方法存在不足或者不够科学，这样就会导致地基性能下降，容易出现形状不均匀等问题。
        （4）高层建筑在施工过程中，如果遇到附近有正在施工的建筑物，也容易受其影响，而导致出现不均匀形象问题。此外，如果建筑物投入使用后，地基中出现大量漏水，也会导致地基出现局部沉降问题。
        （5）地基安全储备面积不同的原因。高层建筑前期设计过程中，设计者会针对地面设计计算各部分地基的承载情况，设计者除了会保证载荷较大部分的地基设计，还会在载荷较小部分预留一定承载量，而这种设计也会导致由于地面载荷与地基设计不符而发生不均匀沉降。
        2高层建筑工程建设中沉降测量要点的分析
        要及时化解高层建筑施工过程所出现的地基沉降问题，除了做好有关准备工作以外，必须做好施工过程的沉降观测工作。对工程施工过程所出现的沉降变化和规律及时掌握，所以采取有效措施进行防控。
        2.1沉降测量观测点要求的分析
        在沉降测量工作开始前，先要设立沉降观测点，根据建筑工程的项目特征、规模等，科学确定观测点。观测点应满足以下要求：
        （1）牢固。在整个高层建筑施工过程中，都必须把观测点固定在某一个位置，不能任意变动,以保证对高层建筑沉降情况进行全过程观测，所测到的数据具有完整性、全面性。
        （2）隐蔽。沉降测量点安设位置应尽量隐蔽，避免在施工过程中容易受到人为因素或者意外因素影响，而造成破坏和位移等问题出现。
        （3）美观。布置前先要根据建筑结构所具有的风格、所选用的施工材料以及在建筑物施工期间、建筑完成后所体现的效果，再确定沉降观测点，其设置位置应不影响建筑物美观为前提。

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        2.2 沉降测量的基准点布设分析
        当沉降观测点确定以后，在整个高层建筑施工期间，都应当保持稳定，以便能够对整个建筑物地基所出现的沉降情况和特征进行全面测量和掌控。
        在具体确定观测点时，一定要结合项目的实际地质以及工程结构特征等情况，选择合适的观测点，同时要尽可能避开各类管道、电气设施等，保证观测效果。
        在进行沉降观测中通常至少要设立3个或以上的观测点。保证观测点
        设置在建筑物50～100m之间，可长期使用，稳定性好的地方，比如墙角以及埋石点等。
        2.3沉降测量观测要点的分析
        埋设基准点达到20天后，可开始参考网测量，以测定其是否稳定性能，同时，还要时常对其观测。
        一个非常重要的技术问题就是在处理建筑物变形数据的时候需要对网中点的稳定性进行检查。此时可以对变形数据进行稳定点群的筛选，目前主流的筛选方法有Delft 法、Hannover 法等。
        除上述方法外，还可通过GPS 定位仪对建筑物所出现的沉降量进行观测，此方法方便容易操作，效果良好。
        应用该方法进行观测时，其过程及具体做法如下：在建筑物选择A、B、C三个基准点，当中A、B 两点具有较好的稳定性，C 点在建筑后期出现了下沉，在这种情况下，可把A 点确定为基准点和水准点。
        当下层混凝土浇筑结束后，再在建筑物上埋设观测点，以A 点为基准点，对建筑物进行沉降观测，同时分析其所出现的是较小变形或是其它因素如施工原因等，根据有关规定要求，建筑物沉降观测周期在到施工后期需要进行相应调整，沉降测量工作要贯穿施工全过程，一直到建筑主体结构施工任务完成以及交付使用后。
        2.4沉降测量资料及时整理
        沉降观测工作贯穿于高层建筑个阶段，每个阶段沉降观测工作完成后，都需要及时整理测量材料和数据,并计算平差，各个基准点相对高程计算以及此阶段平均沉降量的计算等，对建筑物的变形情况进行预测分析。完成分析工作后，要编制各阶段的建筑物沉降观测结构表、P-T-S 曲线图、各个观测阶段的沉降展开图、建筑物的沉降曲线图以及此阶段沉降分析报告。
        在全面分析、整理和有关沉降数据期间，如发现数据异常，表明建筑结构存在沉降异常，必须马上知会有关部门，采取相关措施进行解决。
        3高层建筑工程建设中沉降测量的注意事项
        在进行高层建筑沉降观测过程中，必须要保证沉降测量数据的真实性与可靠性，对观测点进行组网观测。每个观测点必须观测两次，以提升初期观测准确性。如在观测期间发现某些观测点情况，必须对其进行重新观测，并查找出情况异常的原因，做好有关记录。
        部分建筑物在施工过程中，由于受到施工环境的影响，观测条件不理想，面对这种情况，要保证完成工作顺利进行，需要做好观测等级控制，并注意做好以下工作：
        （1）根据有关规定要求，高层建设在进行沉降观测时，距离在建筑物100m以内，必须建立至少3个水准点，并且各个水准点要能够构成一个闭合的检校图形，在一个水准点架设的测量仪器要能够后视观测到两个或者两个以上的水准点。
        （2）对于施工强度较大的工程，会容易影响到观测结果的准确性。为避免上述问题出现，有关测量人员一定要与施工人员保持密切沟通，掌握其施工进度，并合理安排施工期间测量周期与范围。
        （3）为了形成能够与基准点联测，并且能够通过计算得到各个水准点高程的水准点控制网，需要在震动位置、地面沉降以及工程开挖区域以外再另行布设埋深满足二等水准测量要求（>1.5m）的水准点。
        结束语
        高层建筑已成为现阶段普遍的结构形式，其在施工过程中，容易由于载荷增加、地质条件、施工技术、施工环境等因素发生变化而出现沉降问题，必须做好施工过程的沉降观测工作，及时掌握建筑物施工过程所出现的变形和沉降情况。并采取相应的防控措施，确保高层建筑施工质量和安全。
参考文献：
[1]郭玉东. 浅谈高层建筑沉降测量技术及质量控制[J]. 建筑工程技术与设计,2015(22).
[2]侯田明. 探析沉降测量技术在高层建筑工程中的应用[J]. 建筑建材装饰,2016(8).