东营CBD大厦沉降观测数据分析

沉降监测项目介绍

受甲方的委托，承担了东营CBD写字楼2号楼的沉降观测工作。自2015年5月14日进行了第一次观测，基本按照每两层观测一次，2016年7月28日封顶，其后至竣工观测6次，共进行了20次观测，大楼沉降趋于稳定，完成了双方协议规定的工作内容。该大楼基础为扩展基础，主题结构形式为框架－剪力墙结构，根据有关规定及甲方要求，对该工程进行了沉降观测及分析工作，以便监测工程施工阶段中的沉降变化及其规律，掌握不均匀沉降变化的状态，这对工程建筑的施工质量监测、竣工验收和使用安全有重要意义。

(1)基准点设置和工作基点设置，根据《建筑变形测量规范》要求，在建筑物周围布设基准点和工作基点，工作基点定期观测。该观测总共布设了4个基准点和2个工作基点，基准点由BM01－BM044个点组成，基准点采用混凝土桩埋设在CBD外侧，主要控制整个CBD区域的建筑物，工作基点为BM05、BM06布设在2号楼周围，采用钻孔埋设钢管。首先利用国家级水准点，采用闭合水准路线推算出基准点和工作基点的高程数据，再利用工作基点对监测点进行高程获取，定期检查工作基点是否出现沉降现象。

基准点的稳定是沉降观测工作中最重要的因素。在沉降观测之前、过程中和之后，对4个基准点进行了4次高精度观测，4个基准点相互验证。在观测过程中，若发现基准点形变，则根据设计精度要求进行加测，选择最稳定的点作为沉降观测起算点。具体的水准工作基点检核网和监测网如图1所示。

(2)监测点设置，根据建筑物设计和甲方的要求，并兼顾大楼结构特点，沉降监测点主要选择在建筑物的四周和重要的承重部位、沉降缝、后浇带两侧等特征位置处。结合设计要求，重点考虑大楼基础的地质条件等因素，选取了12个沉降监测点，具体的监测点为JC01、JC02、JC03、JC04、JC05、JC06、JC07、JC08、JC09、JC10、JC11、JC12，如图2所示。在基础完成后，在便于观测的位置预埋钢板，设置永久性沉降观测点，埋件高度大约在自然地面以上200mm～500mm，正上方2.5m范围内没有突出物，便于安置水准标尺，施工拆模剔出预埋件后，焊接沉降观测专用标志，标志由螺母、保护栓和测杆组成。安装时，将螺母与建筑物基础紧固在一起，测量时旋上测杆，测量完毕旋下测杆，旋上保护栓，并进行第一次沉降观测。

(3)根据设计要求，沉降监测点高差中误差m≤±1.0mm，沉降观测采用天宝Dini03电子水准仪，按照一等水准测量要求进行数据获取。为了提高观测数据质量采用了“三多、四固法”，即多个闭合环观测要求，多次观测取平均值，多个角度分析沉降原因，固定人员仪器、路线环境(时间、温度)、程序方法和路线。

(4)沉降数据计算。某点本期沉降量为，本次观测的高程与前一次观测高程之差;累计沉降量为整个建筑物沉降数值，本次观测的高程与首次观测高程之差;沉降速度主要分期沉降速度和累计沉降速度，主针对期沉降量和累计沉降量平均每天的沉降数值，反映出建筑物沉降的快慢。

数据处理分析

为从整体上进行科学合理地分析该工程的沉降变形情况，本文对所布设的每个沉降观测点的20期观测资料，进行了本期沉降量和总沉降量的沉降分析，得到沉降观测曲线图。分析过程有沉降观测曲线图，各监测点的累计沉降量，封顶前和封顶后的沉降观测曲线图以及沉降速率。具体的分析结果如下。

(1)各监测点沉降量计算表如表1～表2所示。

(2)沉降分析

通过20期观测资料分析可以看出，各监测点的本期沉降量数值表现为“+”或“－”，总体以负值为主(即下沉);表现为极小数值的“+”和“－”反映出观测值所隐含的误差情况，较大数值的“－”反映出大楼各监测点的沉降，较大数值的“+”反映大楼沉降过程中的群桩效应或雨后地下水位的上升。通过对东营CBD写字楼2号楼的沉降观测工作，观测时间一年零九个月，共观测了20期数据，包括14期施工阶段数据和6期运营管理阶段数据。通过分析表1可以得出2号楼建筑物最大沉降点处于JC04点，沉降量为12.9mm，最小沉降点出现在JC09处，沉降量6.5mm，12个监测点平均沉降量8.8mm。

分析表2得出各监测点封顶前的沉降量与沉降速率都大于封顶之后的数据，建筑物在封顶之后荷载达到了最大数值，后期的沉降量越来越小，除了JC01监测点外，其他11个点封顶后沉降速率都小于0.01mm/d，可以确定建筑物已经趋向于稳定。根据《建筑变形测量规范》编制说明中提及，沉降稳定控制指标为0.04mm/d，表明大楼地基及地基处理得很好。所有监测点的沉降量反映了总体点位沉降趋势，符合高层建筑物沉降的基本规律。

分析图3～图4可以得出建筑物整体沉降量相对较小，并且整体呈沉降一致性，在封顶后慢慢趋于稳定。

分析图5～图6可以得出，该建筑物沉降速率较大的点集中在JC04、JC07两个点，分析封顶前和封顶后两阶段沉降情况，可以得出虽然最大沉降点在JC04点，但是封顶前最大沉降速率是JC07点，可能与周边地质有一定关系，JC04和JC01两点在封顶后沉降量相对较大。

(3)整体建筑物沉降分析

通过分析以上图表可以得出，该楼地基受到地面建筑物载荷时，地基开始压缩，沉降曲线图中看出各监测点的沉降量随荷载的增加而下降，每两层观测一次，荷载增加快，沉降速度加快，沉降直线下降，封顶后，沉降速度变慢，下沉曲线变缓。通过分析建筑物地质和季节情况，大楼沉降的总趋势除随季节变化，冻土层深度变化对大楼地基产生影响出现少量抬升外，大部分是随时间增加的函数。开始沉降速度缓慢均匀，封底时沉降速度最大，而后逐渐变小。大楼封顶后一段时间内沉降量较小，最后逐渐趋于稳定。

最终成果分析

(1)通过分析可以得出，该建筑物最大沉降量12.9mm，出现在JC04点处;最小沉降量6.5mm，出现在JC09点处，平均沉降量8.8mm。经过一年半的沉降监测，经历了施工阶段、运营管理阶段，该建筑物沉降量相对较小。

(2)通过分析沉降量和沉降速率曲线可得出，该建筑物沉降速率较大的点集中在JC04、JC07两个点，分析封顶前和封顶后两阶段沉降情况，可以得出虽然最大沉降点在JC04点，但是封顶前最大沉降速率是JC07点，可能与周边地质有一定关系，JC04和JC01两点在封顶后沉降量相对较大。

(3)除了JC01点在封顶之后沉降速率是0.012mm/d，其他点都小于0.010mm/d。根据《建筑变形测量规范》编制说明中提及，沉降稳定控制指标为0.04mm/d，所以大楼沉降趋于稳定。