高层建筑变形监测

14.2 高层建筑变形监测

高层建筑从施工准备起，到全部工程竣工后的一段时间内，应按施工与设计的要求，进行沉降、位移和倾斜等变形观测。一般分两部分：一部分是观测高层建筑施工造成周围邻近建(构)筑物和护坡桩的变形以及日照等对建筑物施工影响的变形，以保证安全和正确指导施工，这是直接为施工服务的变形观测；另一部分是在整个施工过程中和竣工后，观测高层建筑各部位的变形，以检查施工质量和工程设计的正确性，并为有关地基基础与结构设计反馈信息。

14.2.1 监测项目清单

监测项目清单见表14-3。

表14-3 高层建筑监测项目清单

监测项目监测内容

沉降观测1施工对邻近建

(构)筑物影响的观

测

打桩和采用井点降低水位等，均会使邻近建(构)筑物产生不均匀的沉降、

裂缝和位移等变形。为此，应在打桩、井点降水影响范围以外设基准点，

对距基坑一定范围的建(构)筑物上设置沉降观测点，并进行沉降观测。

并针对其变形情况，采取安全防护措施。

2施工塔吊基座的

沉降观测

高层建筑施工使用的塔吊，吨位和臂长均较大。随着施工的进展，塔吊

可能会因塔基下沉、倾斜而发生事故。因此，要根据情况及时对塔基四

角进行沉降观测，检查塔基下沉和倾斜状况，以确保塔吊运转安全。

3地基回弹观测

一般基坑越深，挖土后基坑底面的原土向上回弹的越多，建筑物施工后

其下沉也越大。为了测定地基的回弹值，基坑开挖前，在拟建高层建筑

的纵、横主轴线上，用钻机打直径100mm的钻孔至基础底面以下300～

500mm处，在钻孔套管内压设特制的测量标志，测定其标高。当套管

提出后，测量标志即留在原处。待基坑挖至底面时，测出其标高，然后，

在浇筑混凝土基础前，再测一次标高，从而得到各点的地基回弹值。地

基回弹值是研究地基土体结构和高层建筑物地基下沉的重要资料。

4地基分层和邻近

地面的沉降观测

这项观测是了解地基下不同深度、不同土层受力的变形情况与受压层的

深度，以及了解建筑物沉降对邻近地面由近及远的不同影响。这项观测

的目的和方法基本与地基回弹观测相同。

5建筑物自身的沉

降观测

这是高层建筑沉降观测的主要内容。当浇筑基础垫层时，就在垫层上设

计指定的位置埋设好临时观测点。一般每施工一层观测一次，直至竣工。

工程竣工后的第一年内要测四次，第二年测二次，第三年后每年一次，

直至下沉稳定为止。一般砂土地基测二年，粘性土地基测五年，软土地

基测十年。

位移观测1护坡桩的位移观

测

无论是钢板护坡桩还是混凝土护坡桩，在基坑开挖后，由于受侧压力的

影响，桩身均会向基坑方向产生位移。为监测其位移情况，一般要在护

坡桩基坑一侧500mm左右设置平行控制线，用经纬仪视准线法，定期

进行观测，以确保护坡桩的安全。

2日照对高层建筑

物上部位移变形

的观测

这项观测对施工中如何正确控制高层建(构)筑物的竖向偏差具有重要作

用。观测随建(构)筑物施工高度的增加，一般每30m左右实测一次。实

测时应选在日照有明显变化的晴天天气进行，从清晨起每一小时观测一

次，至次日清晨，以测得其位移变化数值与方向，并记录向阳面与背阳

面的温度。竖向位置以使用天顶法为宜。

3建筑物本身的位移观测由于地质或其它原因，当建筑物在平面位置上发生位移时，应根据位移的可能情况，在其纵向和横向上分别设置观测点和控制线，用经纬仪视准线或小角度法进行观测。

倾斜观测1建(构)筑物竖向

倾斜观测

一般要在进行倾斜监测的建(构)筑物上设置上、下二点或上、中、下多

点观测标志，各标志应在同一竖直面内。用经纬仪正倒镜法，由上而下

投测各观测点的位置，然后根据高差计算倾斜量。或以某一固定方向为

后视，用测回法观测各点的水平角及高差，再进行倾斜量的计算。

2建(构)筑物不均

匀下沉对竖向倾

斜影响的观测

这是高层建筑中最常见的倾斜变形观测，利用沉降观测的数据和观测点

的间距，即可计算由于不均匀下沉对倾斜的影响。

14.2.2 变形监测的特点

1）精度要求高

为了能准确地反映出建(构)筑物的变形情况，一般规定测量的误差应小于变形量的1／10～1／20。为此，变形观测中应使用精密测量仪器和精密的测量方法。具体精度要求参见第8章第8.2节的表8-1～表8-3。

2）观测时间性强

各项变形观测的首期观测时间必须按要求及时进行，否则得不到初始数据，从而使整个观测失去意义。其它各阶段的复测，也必须根据工程进展定时进行，不得漏测，这样才能得到准确的变形量及其变化情况。

3）提交观测成果要及时

对于施工期间的变形监测，一定要及时提交监测成果，以便进行信息化施工。另外，观测成果要可靠、资料要完整，这是进行变形分析的需要，否则得不到符合实际的结果。

14.2.3 变形监测的基本措施

为了保证变形观测成果的精度，除按规定时间一次不漏的进行观测外，在观测中应采取“一稳定、四固定”的基本措施。

1）一稳定

一稳定是指变形观测依据的基准点和工作基点，其点位要稳定。基准点是变形观测的基本依据，每项工程至少要有3个稳固可靠的基准点，并每半年复测一次，工作基点是观测中直接使用的依据点，要选在距观测点较近但比较稳定的地方。对通视条件较好或观测项目较少的高层建筑，可不设工作基点，而直接依据基准点观测。变形观测点应设在被观测物上最能反映变形特征，且便于观测的位置。

2）四固定

四固定是指：①所用仪器、设备要固定；②观测人员要固定；③观测的时间要固定；④观测的路线、镜位、程序和方法要固定。

14.2.4 电子水准仪在高层建筑沉降观测中的应用

日本TOPCON公司生产的电子水准仪DL-101C的标称精度为±0.4mm/km，完全能够达到沉降观测所需要的二等水准测量的精度要求。笔者利用电子数字水准仪DL-101C进行高层建筑的沉降观测，取得良好效果。