某高層房建項目沉降觀測及數據分析

摘要：近幾年來城市用地日趨緊張，新的建筑用地地質條件越來越差。同時地價越來越高，尤其是商業用地地價上漲較快，因此商業建筑樓層越來越高。惡劣的地質條件和高樓層導致地基沉降現象越來越嚴重，做好高層建筑的沉降觀測和數據分析越來越重要。本文以常德市某高層房建項目為例，從該建筑建設初期到裝飾完工實施觀測和分析，為該建筑的安全狀況提供及時跟蹤和判斷，對其他建筑施工的沉降觀測具有一定參考價值。

關鍵詞：高層建筑；沉降觀測；基準點；數據分析

經過三十年城市化建設的迅猛發展，城市區位和地質條件良好的建設用地越來越來少，新的建設項目不得不向郊區征用低洼、沙土、農田等土地，地質條件越來越復雜，諸如高回填土、巖溶區、沼澤濕地、采空波及區等。同時，由于房建項目用地成本高，在地價逐年上升的情況下，商品房基本都是20層以上的高層建筑，在復雜地質條件下很容易發生不均勻沉降，嚴重時會危害建筑物的安全，因此預測地基沉降的工作越來越重要。本文對常德市某房地產項目二期工程的高層建筑進行沉降觀測，為該建筑的建設提供實時安全狀況分析。

一、項目介紹

常德市某房地產項目始建于2015年，其中一期工程于2017年完成，共9棟28層的電梯房，銷售情況良好。因此2017年9月啟動二期工程，并規劃建設一棟酒店，規劃高度為48層。該項目總占地面積220畝，位于澧縣新城區，原屬于山坡、洼地和農田地帶，其中47%的面積屬于沙土或高回填土地質，酒店及二期工程大部分商品房都在該區域，因此沉降監測非常重要。

二、沉降觀測設置

（一）沉降基準點設置

基準點是直接測定和檢驗觀測點的依據，因此基準點的質量直接關系到觀測數據的精度和可靠性，設置的要求很高，要注意以下幾點：一是選擇的地點要有良好的地質條件，必須保持基準點在整個觀測過程中穩定不變。二是與建筑物保持一定距離，并在前期就設置好，要避開行人和車輛、地下管線、水源地和松軟土質等，并保持良好的通視條件。三是埋設的基準點數量要大于3個，保證起算數據的可靠性。

本案針對高層酒店進行沉降觀測與分析，基準點埋設6個，標記為J1-J6。采用深挖埋樁法，埋設地點距建筑250-300m，埋深為2-2.5m。在每次觀測前檢復核基準點高程。

（二）沉降監測點的布置

由于本案建筑的特殊地質條件，同時地下車庫占地面積大，在嚴格按照現有的規范并遵照甲方設定的技術要求基礎上，本案沉降觀測從地下部分開始監測。沉降觀測點布置在建筑物承重柱和承重墻上，采用墻（柱）標志。監測點布置盡可能減少地表徑流與大氣折光等對觀測的影響。

三、基準點聯測及觀測點監測

（一）精準點和工作基點的聯測

基準點埋設經過15d的穩定期后，根據監測點的分布情況，沿監測點規劃一條水準路線，采用水準路線網。在水準觀測之前用用鋼尺量距確定前后視距差滿足二等變形監測精度要求，并將高程引測到基準點上?；鶞示W各項限差設置如下：數字水準儀，同一標尺兩次讀數差不設限差，兩次讀數所測高差執行基輔分劃所測高差之差的限差0.6mm。兩次往返較差、附合或環線閉合差≤0.3。 視線長度≤50m、前后視距差≤1.5m，前后視距累積差≤6m、視線高度≤1.90且≥0.55m。本案設置的沉降觀測基準點、工作基點、觀測點關系及分布情況如下圖1所示：

如圖所示，在實際觀測操作過程中，采用二等水準測量規范、結合設計要求施測，保證了觀測數據的精準可靠。

（二）觀測點監測

根據《建筑變形測量規程》（JGJ8-2016）二等精度要求，實施觀測點的測量?？紤]到本次觀測工作的重要性，為保證測量精度，外業數據采集設備采用美國天寶Dini03電子水準儀以及配套銦鋼標尺。將基準點J1-J6與各個監測點閉合成環。為分析施工進度與沉降數據的對應關系，每次觀測都詳細記載施工進度、增加荷載量、倉庫進貨噸位、建筑物傾斜、裂縫等各種影響沉降變化和異常等情況。同時，使用的儀器設備、安排的觀測人員甚至觀測的路線安排等全部保持固定。

四、觀測數據采集及分析

（一）觀測預案

為保證沉降觀測的質量，在觀測之前根據工程特點編制技術方案，對觀測部位、觀測項目、觀測精度以及控制樁形式等做出詳細規劃。本次觀測的建筑為地上48層（2017年5月動工，2017年9月主體建筑完工），地下2層（車庫）。觀測點于2017年5月初開始在建筑現場布置，并在正式觀測前予以多次調整，確保觀測點符合相關標準和實際環境。

（二）觀測數據采集

具體觀測時間從2017年5月2日開始至2018年4月25日結束，先后實施12次觀測，觀測數據如下表1所示：

如表所示，本次觀測歷時12個月，收集數據72項，數據精準度高，符合相關要求。

（三）數據分析

根據表1的數據可知，整個觀測過程采集的數據明顯分兩個階段：

建設階段：2017年5月-2017年9月，是主體建筑建設階段，荷載從一層增加到主體結構全部封頂，總計108天，平均累計沉降值從-0.42mm增加到-8.07mm，平均每天沉降值為-0.747mm。其中最大沉降值為-8.89，最大沉降速度為-0.078mm/天。

裝修階段：2017年10月至2018年4月，主體建筑完工進行裝修，總計281天，在此期間，平均沉降值從-8.07mm減少到-7.50mm，平均每天的沉降值為0.002mm。

通過以上采集的觀測數據分析可知，該建筑沉降值較小，在正常值范圍內，證明該建筑的地基比較穩定。其中“時間-荷載-沉降值”關系圖如下圖所示：

如圖所示，“時間-沉降”關系圖能夠準確且實時反映該建筑的沉降過程，沉降值與樓層增加（即荷載變化）和時間呈現正比關系?？傮w來講，沉降值隨時間推移的曲線平整光滑，證明沉降值分布整體上保持均勻，在整個觀測過程中未出現較大波動。從后續的結果看，2018年4月結束觀測至2018年9月入住，整個酒店建筑未出現明顯裂痕。

五、總結

如本案觀測基本按月進行，在建筑物從地基到封頂實施實時監測，一旦出現沉降值過大導致的安全問題，立即可以采取措施，從而大大保障了建筑的安全性，防止沉降導致的各種事故發生。同時觀測數據可以為將來的建筑安全保障提供資料，為后續觀測提供參考。

近幾年來，隨著房建項目越來越高、地質條件越來越差，以及工期越來越快，導致高層建筑安全事故頻發，建筑沉降厲害導致的開裂現象屢見不鮮。因此，通過實時沉降監測，并及時采取措施，是保障建筑安全的重要措施。隨著技術不斷進步和建筑要求越來越高，監測的要求也越來越高，同時沉降觀測技術和分析方法越來越先進，一些新的觀測方法、數據處理和分析技術與理論不斷推出，因此各單位都要及時學習和應用這些新技術和新方法。當前觀測和數據分析的自動化趨勢越來越明顯，這也是各單位需要及時關注的。

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作者簡介：

曹麗芳，女，1989年生，湖南澧縣人，工程師，湖南博聯工程檢測有限公司總經理助理。