毛荣华
宁夏新技术建筑设计研究院
摘要：城市化建设的快速推进，使得城市的高层建筑也越来越多，在高层建筑的实际建筑过程中，随着工程不断推进，建筑体载荷也在不断的增加，导致建筑体普遍存在沉降现象。为了保证高层建筑的安全建设与后期的安全使用，在施工过程中就必须对沉降量进行观测，以此来反映建筑物的变形情况。本文探讨分析了高层建筑物沉降原因，阐述了高层建筑的沉降测量技术及其应用，并总结高层建筑沉降测量的工作注意事项。
关键字：高层建筑设计；沉降测量技术；应用
由于高层建筑沉降测量具有一定的特殊性，并且为了保证高层建筑的安全建设以及完工后的安全使用，高层建筑需要更加稳定以及布设更为科学的基准点来进行沉降测量工作。
一、高层建筑设计中物沉降原因分析
由于建筑物施工过程中载荷的不断增加以及土地地质原因都会引起建筑物的不均匀沉降发生。为了避免由于沉降而导致建筑物大面积的损毁与变形，必须在施工过程中采取有效的措施加以应对。通过对目前的建筑物沉降研究分析，导致建筑物沉降的原因主要有以下几个方面：
1、建设过程中出现问题。因为在建筑前期的勘探过程中，未能发现地下不良的地质情况或者没有针对这些不良地质情况采取有效措施，还可能因为在地基建设过程中施工不当等原因，都可能造成地基发生不均匀沉降。
2、建成后使用过程中的意外因素。建筑物建设完成后，因为地基中大量的漏水会导致地基的局部沉降；在地面临时退房大量的物资，会突然增加局部载荷也有可能造成局部地基沉降。另外，临近建造的新的建筑物业会造成原来建筑物的不均匀沉降。
3、采用不合理的地基处理方法。在工程建设中，会根据不同的实际情况采用不同的地基处理方法，并且这些方法的使用范围以及所能够达到的效果也不尽相同。地质差异以及工程差异等都是造成地基处理方法不同的原因，甚至在同一工程中会采取多种地基处理方法。但实际工程建设中，往往会因为采取相同的方法处理软弱程度不同的地基而导致不均匀沉降现象发生。
4、地基土本身的不均匀。由于建筑物实际建设用地并不是单一匀质的地基土，而在前期设计阶段，往往会对其进行单一匀质化的假定，这样一来，设计与实际之间就具有一定的误差。所以，实际中建筑物并不能像设计中计算的一样完全均匀沉降。
5、地基安全储备面积的不同。在建筑物前期的设计过程中，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的承载量，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。
二、沉降测量技术在高层建筑设计过程中的应用
由于高层建筑地基载荷比较大，沉降现象比较显着，对高层建筑的安全建设与使用有重要影响，所以对高层建筑而言，沉降测量要求更高。下面就沉降测量技术的基本应用过程进行介绍。目前，沉降测量技术主要分成以下五步来完成。
1、沉降观测点的标志。在设立建筑物沉降点的时候需要根据建筑物的特征采用相应的标志，并且沉降观测点的标志要尽量做到以下三点要求：（1）牢固性。要保证在长期的观测过程中，此标志都能够很好的反映观测点的位置，不能随意变动。（2）美观性。要根据建筑物本身的风格、材料以及建筑物在建设过程中以后建成后的实际情况来布设沉降观测点的标志，尽可能不影响建筑物的美观。（3）隐蔽性。建筑物沉降测量点的布设应该尽可能隐蔽，防止在建设过程中被有意或无意的破坏、移位等。
2、布设测量的基准点。沉降观测点的布设，必须在整个工程建设过程中保持稳定，并且能够全面的体现出建筑物地基的沉降特点。在确定沉降观测点的时候，一般都要综合考虑建筑物工程结构以及实际的地质情况，要尽可能的避开电气设施、暖水管道等有碍观测的设施。在高层建筑沉降测量中一般至少要设立三个观测点，并且这些观测点要在建筑物周围50～100m的范围以内。为了使这些观测点具有永久的使用性能，观测点最好设立在稳定性好的地方，比如墙角以及埋石点等。
3、观测的过程。在基准点埋设二十天以后就进行参考网的测量，为了确定基准点是否稳定，还要不定期的对其进行观测。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、Karlstuhe法、Hannover法等。此外，还可以采用先进的GPS定位仪来进行建筑物沉降量观测，这种方法简单易行。此方法具体的观测过程可以总结如下：假定建筑物选定了三个基准点A、B、C。其中A、B两点的稳定性比较好，C点在后期的发生了下沉，此时就能够以A点来作为水准点和基准点。在下一层的浇筑完成之后，再在建筑物上埋设观测点，以A点为基准点，观测建筑物的沉降情况，一定要考虑到比较小的变形还有施工的因素。按照相关部门的规定，建筑物沉降观测的周期需要在施工的后期做出一定程度的调整，并沉降测量工作一直要持续到建筑主体完工以及住户入住以后。
4、资料的整理以及分析。在每一阶段的沉降观测结束之后，都需要及时的整理测量所得数据，并且通过平差计算，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。分析结束以后，要输出此阶段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。在整个整理分析沉降数据的过程中，如果发现存在异常的沉降情况，就要及时通知相关部门，采取有效措施加以应对。
三、高层建筑设计中沉降测量需要注意的几种情况
为了尽可能的保证观测的可靠性与真实性，应该对观测点进行组网观测，也就是说要形成观测条件较多的复合网。一般在开始观测的时候，应该对各个观测点观测两次，以保证初期观测结果的准确性。如果在观测过程中，发生某些观测点存在异常情况，应该对这些点进行重点观测，并且要详细调查异常原因，做出详细记录。在建筑物建设过程中，由于建设环境的影响，观测条件相对较差，对观测应该实行更加严格的等级控制，具体可以分成下面几种情况：
（1）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。
（2）由于高层建筑沉降观测的要求，需要在建筑物周围100m的范围内，至少布设三个水准点，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。
（3）由于强度较大的工程建设可能会对观测结果产生很大的影响，为了保证观测结果的准确性，观测人员与施工人员之间要保持良好的沟通，掌握工程进度，在施工期间合理安排测量。
（4）有的建筑物外侧表面要铺设特殊材料的保护层，对于此类建筑物要分建设过程中和工程结束以后两种情况来合理布设沉降观测点，以保证能够连续的进行观测。
结束语
随着高层建筑的普遍性，对于建筑的从业人员要求也越来越高。通过对高层建筑连续的沉降测量，掌握建筑物的沉降规律，并且及时采取有效的防范补救措施，保证高层建筑的安全建设以及完工后的安全使用，同时保证建筑物的美观。
参考文献：
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