论高层建筑施工中沉降观测信息化的应用

【关键词】高层建筑施工；沉降观测；信息化；应用

　　随着社会的高速发展，城市的建设规模不断扩大，高层建筑物不断增多， 高层建筑施工过程中沉降现象的观测问题日益引起人们的关注。当前，不少地方开展沉降观测的时间较短，多存在着观测资料与经验不足的问题，同时由于高层建筑沉降观测是一项涉及到多学科的较为复杂的工作，因此，高层建筑施工中沉降观测需要探讨研究的问题还有很多，对这一问题的研究需进一步深入，以保证建筑物及周围环境的安全。

　　一、沉降观测信息化的含义

　　沉降观测信息化施工是指在高层建筑施工过程中，运用各种测量仪器与元件对施工现场实际的沉降数据进行观测收集，通过对实测值与设计值对比分析，根据获得的结果，对建筑的施工方案与原设计内容进行合理调整，并在下一阶段的施工中加以反馈，以实现对下一阶段施工的预测与分析，确保建筑施工安全、经济运行。沉降观测信息化应用流程如图1所示。

　　高层建筑沉降观测信息化是基于一定的计算机技术、管理技术以及施工现场的测量技术发展起来的。施工中沉降观测信息化的应用，应具备以下几点条件： 首先应具有满足观测需要的测量仪器与元件；同时施工现场应具备实时观测条件；第三必须有相应的预测分析模型方法以及必要的计算机技术。

　　及时准确掌握数据信息是高层建筑施工中沉降观测信息化应用中分析预测的前提条件。伴随沉降观测技术的快速发展及计算机技术的广泛使用，极大推动了高层建筑施工中对于沉降现象的实时观测，通过对沉降数据的观测值与设计值的对比分析，合理调整设计方案与原设计，同时对下一阶段的观测管理进行指导。

　　二、高层建筑施工中沉降观测信息化的应用

　　（一）构建水准测量控制网

　　按照高层建筑平面与现场的环境，对建筑的沉降制定出合理可行的观测方案，同时依据规划或建设部门所提供的水准测量控制点或者精密导线点实现对施工现场的水准控制网的构建。具体操作过程中，要注意做好以下几方面的工作：第一，确定水准点后，在高层建筑的四周设置3 个以上的水准点，水准点之间的距离应控制在小于50米的范围里；第二，搭设在场区内任意位置的测量仪器，都应确保有两个以上的后视水准点，以方便进行闭合校验；第三，水准点应设置在建筑物基坑开挖范围以及地面沉降范围之外相对稳定的不稳，以保证建筑施工中沉降值观测的精确性。

　　（二）建立固定的施测线路

　　结合建筑物的结构特点，按照水准控制网以及沉降观测点的布设要求，将建筑施工中的沉降观测点最大可能的布设在建沉降变化明显，并可顺利进行观测的位置，确定沉降观测点布设位置后，将相关的数据信息输入到计算机中，完成平面布置图的绘制后，在沉降观测点与水准点之间确定出相对固定的沉降观测线路。此外，对观测仪器布设站点及转角位置进行标记，并按顺序标桩，以确保施测线路的一致性。

　　（三）实施沉降观测

　　沉降观测方案的设计，要按照相关设计规范的要求，根据已掌握的地质资料，结合施工现场载荷试验结果对方案设计进行综合分析，同时还应与附近的建筑工程进行对比分析，运用原有建筑经验与理论计算确定出合理的观测方案及相关的数据参数。

　　根据设计好的观测方案与观测周期对建筑沉降进行观测。一般情况下，施行首次观测，应从建筑物的基础位置出发，确定出观测点平面并完成临时观测点的标记后，即可进行首次观测。对沉降观测点的高程的首测值是进行后续观测的基础条件，因此必须保证首测值的精确度，测量过程中对所有的观测点的高程值应测量两次，根据两次测量的数值取平均值，以最大程度保证数据的准确性。随高层建筑层数的上升，临时观测点逐层上移，并相应进行观测和记录。按照要求埋设永久的观测点，而后按照设计的观测周期再次进行观测和记录，直至建筑工程竣工。

　　（四）记录整理沉降观测值

　　在进行沉降观测时，应对观测到得数据随时进行列表记录，在完成观测后及时进行整理，对发现的异常现象及时进行复测与纠正。在对观测值核对后，进行平差计算，获得各观测点的沉降量和高程值，进而绘制出时间-荷载-沉降的曲线图。根据观测整理后的沉降曲线图与统计表，预测分析高层建筑物沉降的变化趋势，对施工进行及时的反馈，为下阶段施工提供必要的指导。通过分析整理沉降观测结果，可以明确同一地质结构区域内类似建筑物沉降的影响因素，利于建筑设计的确定与完善。受施工现场相关因素变化的影响，沉降观测点与水准点间的环境也会发生改变，这就会造成进行后续观测时，原来的观测点与水准点无法通视。为避免因这一问题影响沉降观测的准确性，在对观测点较多的建筑物进行观测时，应在实施沉降观测前根据现场的实际情况对观测方案进行认真细致的规划，以预测有可能出现的障碍物，以确定进行仪器布设的最佳位置，同时确定若干个较为稳定的进行沉降观测的临时水准点，并与水准点一起建立一个闭合的检校环路。除此之外，还可相应的增多水准点的设置，通常情况下水准点的设置数量应大于三个。

　　（五）沉降观测的管理

　　对沉降观测的管理应注意以下三个方面：第一，使用计算机技术实现对观测值的日常管理，并对建筑结构的内力以及变形等信息数据进行实时的采集整理，及时比较管理值与观测值之间的差异，以明确建筑沉降的观测值与管理值是否存在着过大的差距。第二，通过利用观测值，进行现状分析以及下一阶段的预测，推算新的设计参数，按照新的设计参数进行分析预测，以此判断施工阶段工程结构的安全性，从而实现对建筑工程结构内力与变形的预测。第三，按照得到的预测结果调整沉降观测的设计方案，在必要情况下，应对施工方案进行改进修改，或重新设计。基于预测结果的设计方案的调整，如图2所示。

　　三、沉降观测信息化应用的注意事项

　　（1）按照《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)，《工程测量规范》（GB50026-2007）的要求设置建筑施工中沉降的观测点，对观测到得数据进行详细的汇总记录与分析核对。

　　（2）应固定观测人员、测量仪器，保障预测结果的准确性与前后观测值的统一性。

　　（3）观测过程中必须严格按照规定的线路进行，观测时应避免阳光直射，确保成像的清晰度，在图像稳定后进行数据的读取和记录；在完成观测后，应就各观测点得到的沉降量与标高进行及时的计算分析，对发现的异常情况，进行及时反馈，并采取相应核对或复测措施加以解决。

　　（4）在高层建筑工程竣工交付使用后，仍需对建筑沉降进行周期性的观测分析，观测时的观测人员与仪器应与施工阶段保持一致。

　　四、结束语

　　高层建筑施工中沉降观测信息化的应用，综合了沉降观测目的与信息化的优势，是施工技术发展的体现。对沉降观测信息化的合理运用，对于高层建筑施工具有良好的促进作用。

　　参考文献：

　　[1]岳建平，田林亚.变形监测技术与应用[M].北京:国防工业出版社，2007，7- 12，140-146.

　　[2]朱国维.深部矿井工作面地质条件及其地球物理勘探技术[J].煤炭工程， 2008(3):2-3.

　　[3]高绍伟．高层建筑物沉降观测与预测［J］．北京工业职业技术学院学报，2010，9(2):5-10．