摘要：随着城市化进程的加快，高层建筑越来越多，其安全问题引起了人们的关注。而引发安全问题的因素众多，沉降就是其中之一。沉降问题会使建筑倾斜，使墙体出现裂缝，影响建筑物的安全。因此，必须从根源上解决该问题，在施工过程中，通过有效的沉降观测，预测建筑物的沉降变形规律，采取合理措施防范建筑沉降引起的建筑安全问题产生。
关键词：高层建筑物；沉降观测；形变研究
引言
在城市化进程日益加快背景下，城市用地矛盾日益显现，耕地面积降低，高层建筑物数量在逐步增多，各类高层建筑物在施工中容易产生沉降问题，不均匀沉降较为明显。沉降问题严重性会诱发不同安全事故，对建筑物使用质量影响较大。所以当前为了全面提升高层建筑安全性，在施工过程中可以应用沉降观测技术对施工活动进行指导，全面提升施工质量。
1高层建筑物沉降形变产生原因
1.1建筑沉降形变
高层建筑物不同部位受其使用功能所致，出现荷载不均匀分布，继而产生沉降形变问题，由于实践中该类沉降形变应在可控范围内，为设计规范的允许值，因此被称为合理形变。施工过程中，随着建筑的使用用该类形变会逐步稳定，不会影响建筑结构及使用安全。
1.2施工误差形变
高层建筑物施工不规范、施工工艺不达标、施工技术不过关等容易产生误差形变问题，该问题会导致高层建筑物局部出现严重形变，建筑物沉降量或沉降差变形过大，超过规范设计允许值，影响到建筑物结构及使用安全。
1.3地基基础形变
高层建筑物施工过程中通常都要有很深的地基基础，较深的地基基础有助于降低沉降变形量，但是因为地基各岩土层本身的压缩变形不均匀性，导致建筑基础及上部结构产生不均匀沉降，当这种不均匀性突出，而引起的较大的不均匀沉降，也可能危及建筑物结构安全，影响建筑物的使用。故因须前期对建筑物区域的地质进行岩土工程勘察分析，通过结构设计及地基加固等措施处理地基变形产生的不均匀沉降问题。随着地基岩土的压缩，该类形变会逐步稳定。
2高层建筑物沉降观测流程及形变分析
2.1观测方式与精度要求
高层建筑物观测方法主要是通过有效利用水准点在一段时期内测量观测点高程，同时根据测量数据计算沉降量。测量人员应用精密水准仪，结合地方标准或者国家标准观测。注意测量时联测水准基点与观测点。在观测过程中注意确保工作环境稳定，同时尽可能避免转站。注意观测过程中，视线长度应当小于50m，前后视距一致。测量人员最好前后一致，以确保测量无误，提高数据精度。高层建筑沉降观测频率应当参照建筑物特点、精度等要求合理控制，施工期间、封顶后必须观测。另外，还可以在混凝土浇筑过程中随时观测。竣工后，应当在不同季度内观测。高层建筑投入使用后，注意在旱季、雨季观测。观测频率根据地基土的类型和沉降速率确定，通常第一年观测3～4次，第二年观测2～3次，持续到沉降小于0.02mm/d。
2.2设置水准基点
想要更好地监测建筑物垂直形变状态，必须重视设置水准基点。一般而言，应当将水准基点布设到建筑物引起的形变范围外，应避开交通主干道、地下管线、松软填土、滑坡地段等地方。同时注意把控水准基点与沉降观测点的距离，通常来说60m左右为宜，该距离最能够保证基点的稳定性，防止其受到施工影响。可以将其设置到基岩、原状土层或稳固的建（构）筑物上，设置完成后再次核准，以确保位置无误。水准基点标石应根据条件选用钢管水准标石、混凝土水准标石或墙上水准标志。
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2.3观测精度要求和观测周期
针对此项目施工具体现状，在沉降观测过程中可以按照一级精度要求进行观测，合理应用精密性较高的水准仪以及标尺，要保持二等测量水准进行施工观测。在此项目沉降观测中，实际检测活动要分为两个阶段进行。首先在工程项目施工过程中，不同楼层施工结束之后要进行第一次观测。第二个阶段就是当主体结构项目施工结束之后到封顶后一年时间内，间隔一段时间就要采取相应的观测措施。在连续100天时间中景观观测以及测绘，如果建筑物具体沉降速率＜0.02mm/d，可以停止观测。在具体施工过程中如果在测绘中发现了沉降异常问题，以及先过目建设区域出现了不同的自然地质灾害以及持续性降水等现状，需要及时向相关部门进行汇报。
2.4沉降观测结果处理措施
观测人员记录好观测数据后，还需要整理与分析数据，在保证数据准确的情况下再行计算。在计算数据过程中严格遵循相关标准，把误差控制在0.1mm内。可以采用自由网平差时的检验统计方法，也可以采用经典严密平差的方法，还可以联合应用这两种方法。有条件的情况下也可以应用大数据分析，要求所得各项数据满足相关标准要求。观测人员首次观测结束后，得出计算结果后，可以给不同观测点设置独有的原始数值。在以后的每次观测后均结合原始数值计算其它高程数值，同时计算出相邻两次观测数值共同形成的沉降量，并把计算的全部数值记录到观测数据统计表中。获得观测结果后，为了得到清晰的沉降与时间、荷载与时间的变化规律，应当绘制出三者关系图。需要注意的是，绘制三者的关系图必须明确具体观测日期以及准确的沉降量，之后将不同点位相连，从而获得沉降变化曲线图，从图中可以分析出沉降较大时间、平缓时间，以及沉降与高层建筑高程的关系。这不仅有利于明确目前建筑物沉降状态，还有利于预测沉降趋势，为决策者决策带来了极大便利。
2.5形变分析
在施工期间的第三次和第五次观测中发现，部分观测点出现了较大的不均匀沉降，第三次观测中的ZL07和ZL08两个观测点尤为明显，第五次观测中的各个观测点都比较明显；而在之后的观测中，各个点的沉降量都比较稳定，没有再发现较大沉降。在主体结构施工完毕封顶后一年内的观测中发现，第一次出现了最大幅度的沉降，而在其后的观测中各点沉降量逐渐趋于稳定。在最后一百天内的观测中，发现建筑物的沉降速率均＜0.02mm/d，认为该建筑物符合沉降要求。
3高层建筑物沉降观测的特点
若想及时有效地观测到高层建筑物的沉降情况，一般需要在高层建筑物工程的基础施工阶段就布设好沉降观测点；而对于在基础施工阶段没有布设沉降观测点，又需要进行沉降观测的，则需临时布设。但在基础施工阶段布设沉降观测点时，有时无法顾及到沉降点周围。若前期施工现场混乱，杂物堆放物过多，则可能会压盖或碰撞到基础沉降点。其次，现场施工环境往往较乱，人员流通频繁，各个工序的施工人员也不尽相同，因此容易在交接协调过程中出现问题。基于以上种种因素，沉降的观测必须要及时，否则将会丢失某些沉降数据。总体来说，高层建筑物沉降观测具有以下几项特点：观测环境复杂、沉降点点位易受破坏、观测工期较长、数据处理繁琐以及观测是实时和不可逆的。
结束语
总而言之，近些年随着我国城市化进程逐步加快，各个地区建筑工程项目施工范围逐步扩大，加强高层建筑施工建设能全面环节土地资源紧张问题。但是施工难度与常见工程项目相比，难度较大，施工中存在较多问题，其中较为突出的就是建筑物沉降问题。目前为了使得保障建筑物施工安全，要合理应用沉降观测技术对施工过程进行指导，全面提升施工质量。
参考文献：
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[3]李光洪.高层建筑物沉降观测及形变分析[J].中国科技投资，2018（2）：31.
论文作者:宋晓军
论文发表刊物:《基层建设》2019年第27期
论文发表时间:2020/1/6
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