某高层建筑沉降监测及数据分析

摘要：建筑物在兴建的过程中，由于外荷载的作用，改变地基原有状态，将会引起地基和周围地层的变形，可能会产生不均匀沉降，导致建筑物倾斜或开裂。为保证建筑物在施工、使用中的安全，为设计、施工、管理提供资料。因此对高层建筑进行沉降监测具有重要意义。

关键词：沉降监测；数据分析

1 工程概述

该建筑物为科研楼，地上18层，地下1层，高度为57.6m，剪力墙结构，基础为CFG桩+筏板。本次勘察揭露的地层中主要为第四系全新统人工堆积层、第四系上更新统冲洪积形成的含卵石粉质粘土、含卵石粉土、卵石土、粉质粘土、粉土、粉砂及昔格达组粉砂岩等。场地地下水主要为赋存于卵石层中的孔隙型潜水。地下水位埋深1.3m～3.2m。

2 沉降监测方案

沉降监测使用二等水准测量方法，使用数字水准仪。在沉降影响区域外布置3个基准点，形成沉降控制基准网。根据相关规范要求，沉降监测点应布设在建筑物的四角、大转角处及沿外墙每10～20m处或每隔2～3根柱基上。

该建筑共布设16个监测点，沉降观测点形成闭合水准路线，使用电子水准仪进行往返监测。当到达±0m时，进行首次观测，在同等精度条件下，进行2次，取满足规范要求的两次有效观测数据作为初始值。以后每增加2层观测1次，封顶后每3个月观测一次，当各点的沉降速率均小于0.02m/d时，认为建筑物整体趋于稳定，可终止观测。本建筑物自初始观测至整体稳定，共历时2年4个月，共计观测18次。

为了更为直观的反映荷载增加和沉降量的关系，将C1～C12共计12个监测点每次累计沉降值取平均值，绘制出楼层和累计沉降量的沉降趋势曲线。

楼层和累计沉降量的沉降趋势曲线

3.1 整体沉降分析

通过分析左表可以得出本建筑物最大沉降点为C11 点，沉降量为 22.6mm，最小沉降点出现在 C12处，沉降量为178mm，12 个监测点平均沉降量为19.7mm。在主体结构施工期间，随着建筑层数的增加，荷载不断增大，沉降量不断增大；当主体结构封顶之后荷载达到最大值，沉降量增加比较缓慢，逐渐趋于稳定。

相邻观测点的最大累积沉降量差为48mm，均小于0002L（L为相邻观测点的距离，单位为mm），符合《建筑地基基础设计规范》（GB500072002）中的规定。表明该建筑物整体沉降均匀。

3.2 沉降与荷载关系

（1）在主体结构施工的前10层左右，由沉降趋势曲线可知此时沉降速率最大。主要因为该施工阶段施工速度较快，且属于枯水期，地下水位有一定的下降，孔隙水压力减小，有效应力增加，导致地基土沉降速率加快。

（2）在主體结构施工到10层至封顶，由沉降趋势曲线可知沉降速率相较与前10层，沉降速率有一定减小，主要因为该阶段进入丰水期，地下水位有一定上升，孔隙水压力增大，土中应力减小，导致地基土中的沉降速率有减缓的趋势。

（3）在主体封顶至沉降稳定阶段，由沉降趋势曲线可知沉降速率大大减小且趋于稳定。

该建筑物各个监测点的沉降量均随着荷载的增加而增大，在施工初期沉降速率达到最大值，接着沉降速率有一定的减小，封顶后沉降速率减小至趋于稳定。由分析知，枯水期和丰水期由于地下水位的变幅，导致孔隙水压力和土中有效应力的变化，影响沉降速率的大小；施工中加载速率和加荷大小也会影响到沉降速率。

4 小结

综上所述，本文主要从沉降监测基准点和沉降监测点的布设、监测精度、监测方法等方面，总结了建筑物整体沉降规律和荷载与沉降的关系，得到几点结论：

1）建筑物的沉降速率具有明显的阶段性。沉降速率受加荷速度和地下水影响较大。加荷速率与沉降速率基本呈正相关关系；枯水期地下水位降低，孔隙水压力减小，有效应力增大，沉降速率有增大的趋势；丰水期地下水位升高，孔隙水压力增大，有效应力减小，沉降速率有减小的趋势；

2）建筑的总沉降量与时间正相关。在建筑物施工初期总沉降量减小，随着施工进程，总沉降量不断增大，当主体封顶后总沉降量增大幅度很小，逐渐趋于稳定；

3）通过监测数据分析表明该建筑物基础形式CFG桩+筏板的设计方案具有可行性。

参考文献：

[1]陶铸.某高层建筑物地基沉降监测与稳定性分析[J].江苏建筑，2017（06）：70+71.

[2]高层住宅小区沉降监测与观测数据的综合探讨[J].地质勘察测绘，2017（12）：229.

作者简介：庄锦亮（1989），男，硕士，主要从事岩土工程的研究。