【摘要】：随着我国经济及科学的不断发展，我国建筑技术水平得到了不断提高。由于高层建筑物形式多样化，楼层高度不断攀升，结构设计复杂，因此现代高层建筑物的沉降观测越来越重要。本文对现代高层建筑物的沉降观测进行了深入探讨。
【关键词】：高层建筑；沉降观测；方法
沉降观测是建筑物变形监测的主要方式之一，它是通过对沉降监测点定期监测高程，由被监测点的高程变化计算累计沉降量、沉降差、沉降速率，据此推断沉降变形对建筑物的破坏影响程度，为建筑物整体稳定性状况进行分析和预报。沉降观测方法有多种，目前以精密水准测量为主。沉降观测时，将沉降监测点设置在能反映建筑物沉降变化的位置，沉降观测所用的水准基准点一般选址在沉降影响范围之外，由水准基准点定期对沉降监测点进行观测，通过观测点高程变化分析建筑物的沉降情况。
1现代高层建筑物沉降观测的程序和步骤
1.1基准点埋石与监测点标志
对于施工现场来说，可以就地取材，按照规范要求进行基准点埋石。其中深埋钢管水准基点埋石如图1所示。沉降监测点应埋设在建筑物重要结构位置，如承重柱或承重墙基础位置。基准点要设在沉降影响之外，一般会避开地基开挖处、地面沉降区和震动区，基准点埋深至少要符合二等水准测量要求。
图1沉降观测基准点埋石示意图（单位：mm）
1.2建立固定的观测路线
高层建筑物施工过程较为复杂，堆料及施工人员容易干扰建筑物的沉降观测，因此固定优化的观测路线尤其重要。根据施工现场条件以及基准点、监测点布设位置制定出水准观测路线。规范要求在高层建筑物周围至少应布设三个基准点，间距不应大于100m；在观测过程中，区域内架设仪器应能后视到两个或两个以上水准点，场区内闭合水准路线优于其他形式，多选择闭合水准路线以便检校。
1.3沉降观测的外业实施
在建筑物基础开始时应进行首次观测，对基础的纵横轴线上埋设好的沉降观测点进行监测。首次监测的结果是整个沉降观测的关键，后期的所有观测数据都要与首期数据进行对比分析，直至整个过程结束。因此，首期观测精度要求较高，一般采用精密电子水准仪，每个观测点首次高程一般同期观测2次～3次后确定。在建筑物施工过程中结构每升高一层，沉降观测尽量紧跟观测一次。若建筑物施工均匀增高，应至少在增加荷载的25%，50%，75%和100%时各测一次，施工过程中若暂时停工，在停工时及重新开工时应各观测一次。停工期间可每隔2个月～3个月观测一次。
1.4数据分析统计
沉降观测过程中记录各次观测值，整理检查无误后进行平差计算，以每个观测点的高程值作为最终结果。若使用电子精密水准仪，可以利用电子仪器自动记录的功能进行保存原始数据，每测一次导出数据进行保存。电子精密水准仪数据可以通过平差软件进行结果输出，使效率大大提高，避免人为计算误差。通过平差后的数据进行分析预报，规范要求最终应提交时间―荷载―沉降量曲线图和等沉降曲线图，这两幅图应根据各观测点的沉降情况绘出；基础数据是汇总各点周期平差计算的沉降量，然后根据沉降量统计表和沉降曲线图，对建筑物的沉降趋势进行分析，将建筑物的沉降预计情况及时反馈给相关负责部门。
2现代高层建筑物沉降观测的保障条件
2.1精密的测量仪器。
沉降观测属于高精度观测，为能精确地反映出建构筑物在加载作用下的沉降情况，一般规定测量的误差应小于变形值的0.05～0.1，故规范要求沉降观测应使用精密水准仪。现代电子水准仪可以满足以上需要，例如天宝的DINI03，徕卡的DNA都是高精度电子水准仪，每千米往返中误差可达±0.3mm，水准尺也应使用标准配套的高精度铟合金条码水准尺。在首次观测前要对仪器各项指标进行检测校正，包括轴系、成像各方面要求。测绘管理条例要求高精度仪器每年应经计量单位鉴定。日常使用仪器应由专人保管并负责定期检校。
2.2专业的测量人员。
测量人员必须接受专业学习及技能培训，主要测量人员应取得测量员资格证书。测量人员能熟练掌握仪器，熟悉测量理论；有一定的现场观测经验，明白各施工阶段的内容，能针对不同施工阶段的需求，合理安排观测时间及观测程序。
2.3合理的观测时间。
高层建筑物在基础垫层或基础底部完成后开始观测，首次观测是整个观测过程的重点，首次观测结果将会影响整个沉降过程甚至导致整个观测无效。建筑物的各阶段的复测也根据施工情况定时进行，合理安排观测时间才能准确的反映沉降情况。另外，观测周期严格按照规范执行，一般高层建筑物的沉降观测周期约为每月1次；或按建筑物的加载情况，每升高一层（或数层）为一观测周期。
2.4严格的等级要求。
根据工程需要，沉降观测精度共分为四个等级。一等适用于变形特别敏感的高层建筑物、高耸构筑物、重要古建筑、精密工程设施，变形点的高程中误差0.3mm，相邻点高差中误差0.1mm；二等适用于变形比较敏感的高层建筑物、高耸构筑物、古建筑、重要工程设施，变形点的高程中误差0.5mm，相邻点高差中误差0.3mm；三等适用于一般性高层建筑、工业建筑、高耸构筑物、滑坡监测，变形点的高程中误差1.0mm，相邻点高差中误差0.5mm；四等适用于观测精度要求不高的建筑物、滑坡监测，变形点的高程中误差2.0毫米，相邻点高差中误差1.0毫米。
3高层建筑物沉降观测注意事项
高层建筑物施工过程周期长，而且工程繁琐；因此对沉降观测提出较高的要求：
1）合理规划沉降观测工作，制定明确的观测方案和计划；2）根据建筑物结构特点进行合理布设基准点和监测点；3）各次观测必须按照固定的观测路线进行；4）观测过程中固定测量人员和仪器设备，设备做定期检查和检校；5）电子仪器设备应由相对应的监测数据存档，数据为原始数据不可更改；6）相关分析软件应有专业数据分析厂商提供，分析结果应及时汇报相关部门。
4总结及展望
1）建筑物沉降观测是一项特殊测量工作，工作特点是过程繁琐、要求精密、连续性较强、要求认真对待，另外，沉降观测要求高精度测量仪器、熟练负责任的工作人员、严格要求的施测程序。沉降观测数据是施工及后期阶段实际沉降量的汇总，能够反映建筑物各阶段沉降变化情况并预计沉降趋势。虽然对设计阶段与施工阶段的沉降观测都做了相应要求，但两者之间仍有偏差，其主要原因是理论计算假设条件较为理想，很多时候与施工条件相差较大，施测阶段各种不可预计的因素导致偏差较大。
2）随着科技的发展，许多新的仪器设备在沉降观测中得到推广应用。目前，在许多重要建筑物中已应用了静力水准仪、垂直位移监测传感器等，另外，还有全站仪、GPS等设备在这方面的应用研究。这些设备的应用虽然可以减少劳动强度，也为高层建筑物沉降观测提供了新的思路，但考虑到设备投入维护费用，以及精度稳定性等方面的影响，以上方法仍在研究发展阶段。
参考文献：
[1]李小勇，张鹏，何耀邦，李伟.浅谈高层建筑物沉降观测[J].科技信息，2011（08）.
[2]吴伟，汤远亮.高层建筑施工中沉降观测技术的应用[J].价值工程，2010（03）.
