高層建筑沉降觀測精度的影響因素探討
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摘 要 精確的沉降觀測能夠為建筑項目的施工及后期管理提供可靠的數據支持，便于進行相關分析及采取相應管控措施，而一旦沉降觀測出現偏差，便會在很大程度上影響建筑物的整體質量與使用安全?；诖?，本文結合筆者相關項目實踐經驗，細致分析了高層建筑沉降觀測精度的諸多影響因素，以期能夠為相關同業者在進行高層建筑沉降觀測作業時有所幫助。
關鍵詞 高層建筑;沉降觀測;精度;影響因素
1 高層建筑沉降觀測的意義
當下我國城鎮化進程日趨增速，棟棟現代高層建筑如雨后春筍般拔地而起。但受制于建設區域的地質因素以及自重偏大等多種因素，高層建筑極易在建設與使用之中產生沉降，從而致使建筑出現一定傾斜與開裂，危及使用安全。因此，對高層建筑予以精準的沉降觀測并依觀測結果予以相應判定極其必要。通過對建筑物的沉降情況予以監控后，可以及時發現潛在的沉降問題并評價建筑物的施工水平及使用與功能安全，對高層建筑全生命周期的維護有著重要影響作用。
2 高層建筑沉降觀測精度的影響因素
?。?）設備因素。測量設備的選擇是影響高層建筑物沉降觀測精度的首要因素，須根據項目的特點以及測量值精確度的需求，結合相關項目經驗選擇最適合該項目的精度。例如，在絕對沉降的觀測過程中，主要觀測數據為沉降量及平均沉降量等，則可以考慮結合地基情況來確定精度，低壓縮性地基土質可以選擇0.5mm精度，中壓縮性土質可以選擇1.0mm精度，高壓縮性土質選擇2.5mm精度。根據規范要求，建筑物的觀測誤差不能超過建筑物整體變形允許值的十分之一，據此對于一級以上的沉降觀測要選擇精密水準儀及高精度水準尺來進行，例如DSN05或DS05級，水準尺可以采用高精度線條式合金水準尺。二級沉降可以采用DS1或DS05型號水準儀加高精度合金水準尺，三級沉降觀測用DS3型水準尺即可。所有測量儀器須進行定期維護，避免由于儀器的原因而造成的測量誤差[1]。
?。?）人員因素。沉降觀測人員作為作業技術人員，在上崗作業前須經過相關專業培訓，在具備測量基礎理論知識的前提下，充分熟練掌握儀器操作的相關規程，并能結合理論知識對不同的項目采用不同的觀測方案及計算方法，能夠進行準確的平差計算，并對出現的觀測問題及時分析并采取相應措施。另外，要加強人員責任感，確保觀測人員不隨意變更，須進行持續觀測，還要對測量過程及結果進行準確的記錄與分析。
（3）環境因素。由于建筑物沉降觀測通常在室外進行，受自然環境影響變化較大，且由于觀測具有一定的持續性，季節、氣候、氣溫等變化對不同時期的觀測數據都會有一定的影響，大風、雨霧天氣也會對觀測視野造成影響從而影響觀測的精確度。因此，要做好相關措施避免環境因素對沉降觀測的影響，例如在觀測的每個來回，盡量保證在同一時間段，以有效提高測量的穩定性。除了自然環境還要考慮其他偶然因素，例如支承點轉換過程中發生變化也會影響讀數，造成誤差。
?。?）觀測時間因素。在操作規程中，有對觀測時間的嚴格要求，尤其是首次觀測時要依據要求準時進行，否則會對原始數據的準確性造成極大影響，進而使得后續觀測數據都失去參照。對在施工過程中各個階段的復測也要依照前期制定的觀測計劃予以進行。在前期制定觀測計劃時，要依據工程性質、地質水平情況、設計荷載及合同進度要求等來予以制定，每個階段的復測都要嚴格遵守時間規定，不允許漏測或者延期補測，按時定期復測才能確保觀測數據的準確性。
觀測周期可以依據施工進度要求并結合荷載情況制定，根據現行規范，民用建筑施工過程中每1～5層進行一次觀測，而工業建筑應依據不同施工階段進行均勻觀測，一般以四分之一進度為一個階段，例如建筑物為均勻增高的情況下，一般荷載每增加25%就觀測一次。如若在施工中出現暫時停工，在開工及復工之時都需要進行復測以確保數據的連續性，在停工期間一般為2～3個月進行一次觀測。
在竣工后的第一年，觀測頻率應當保持在一季度一測，即年均觀測次數為4次為宜，此后每年遞減，第二年可以降至2～3次每年，第三年每年一次即可，一直持續觀測到沉降穩定為止。對于不同地基也有不同的規定，例如砂土地基要求至少觀測2年，而軟土地基要觀測10年，對于沉降穩定的標準是沉降量不超過0.01～0.04mm/日時即趨于穩定階段。
?。?）水準點因素。水準點是沉降觀測的重要依據，因此，對于水準點的水平位置有著嚴格的要求。如若頂端處理不當，頂端平面不水平或者較為粗糙，會導致每次擱放時的狀態受到影響，進而導致觀測結果存有較大偏差。另外，在觀測之前沒有對水準點進行校驗，也會引起參考點變化進而致使后續測量數據出現較大偏差。因此，對于高層建筑的沉降觀測，要提前布設好3個以上的水準點，并且水準點的布設位置要滿足穩定性的要求，避免其受到人為因素或設備車輛碰壓的影響。水準點與測設建筑物的距離應當控制在50～100m的范圍內，在嚴寒地區還要防止冰凍，需埋設在冰凍線下50cm處并做好頂部防護。
?。?）觀測點因素。觀測點的數量及點位設置對沉降觀測有著重要影響，因此，在設置觀測點的數量及點位時要結合建筑物的外形特點、荷載情況及地質情況來設置。一般在建筑物基礎的轉角處、柱基等位置以及伸縮縫兩側等都應設置觀測點，以便于較全面展示建筑外觀及基礎形式。常用觀測點形式有：預制墻式觀測點、燕尾形觀測點、角鋼埋設觀測點等，合理的觀測點設置，能夠有效提高建筑物沉降觀測精度。
?。?）觀測路線因素。合理的觀測路線能夠有效提高儀器布設、觀測距離的穩定性，確保觀測數據的精確性，因此要結合建筑物特點及測量經驗，事先制定好科學合理的觀測路線，并在整個觀測過程中按照固定的觀測路線進行測設，以有效減小因為隨意變換觀測路線而帶來的觀測誤差[2]。
3 結束語
高層建筑的沉降觀測，是一項對技術性及精確性要求較高的持續性工作，建筑物從施工到竣工驗收以及運維的各階段均須進行準確及時的觀測。對此，沉降觀測人員須對各階段沉降觀測精度的影響因素予以細致分析，并在具體項目中予以妥善處治，從而能為有效確保建筑施工質量及使用安全提供準確的數據支持。
參考文獻
[1] 張少東.高層建筑物沉降測量[J].價值工程，2013，32（20）：86-87.
[2] 郭培狀.論建筑物的沉降觀測[J].山西建筑，2017，43（22）：205-206.
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