对建筑沉降观测的一些理解和探讨

崔新成

(无锡市建筑设计研究院有限责任公司，江苏无锡 214001)

摘要   本文主要从地基基础的角度，根据建筑物沉降观测的作用，对民用建筑物地基基础的变性特征和地基允许变形值的确定进行了分析理解，并提出了等精度观测的方法；依据工程实例，通过对本地区三种常见地基基础类型建筑物的沉降特点和规律的分析，提出了确定在建工程沉降后浇带浇注时机的基本原则；根据目前建筑沉降观测工作的现状，对为能更好的从事好该项工作提出了建议。

关键词  沉降观测的作用  地基变形特征和允许变形值  等精度  不同地基基础的沉降特点

建筑沉降观测的目的就是将现场实测数据经计算处理，确切的反映建筑地基、基础、上部结构及其场地在荷载及环境等因素影响下的变形程度或变形趋势，其手段方法是采用工程测量中的精密水准观测，需反映和研究的是建筑物地基基础的变形问题；因此整个沉降观测过程也是对建设工程地基基础的勘察、设计、施工质量最终检验的重要途径。

本文通过一些工程实践，主要从地基基础或岩土工程的角度，对一般常见的新建民用建筑（办公楼、住宅楼、酒店等）沉降观测中的一些问题提出理解和探讨。

1沉降观测成果的作用

①为建筑物地基基础工程质量检查、建筑物主体结构和竣工验收提供依据；

②判断地基与结构的当前情况或事故原因；通过沉降曲线分析判别地基基础设计、施工、勘察、地基加固等方面的措施是否经济合理；

③根据某阶段沉降曲线的发展趋势，大致推断最终沉降量与所需要的时间，判断最最终沉降量是否满足要求；

④分析现行沉降计算方法的准确性，为今后改进沉降计算方法、确定地区沉降计算经验系数提供依据；

⑤指导施工工序和进度，出现总沉降或变形值超过建筑物相关的地基变形允许值时，及时预警，确保建筑物的安全；为沉降后浇带的浇筑时间提供依据。

2建筑物地基变形特征和地基允许变形值

2.1地基变性特征的理解

《建筑地基基础设计规范》（GB50007--2002）和一般关于地基基础的文献中，地基变性特征分为沉降量、沉降差、整体倾斜和局部倾斜4种；《建筑变形测量规范》（JGJ8--2007）中又提出了基础相对弯曲度f_c的内容。

对一般建筑物沉降量、沉降差、整体倾斜和局部倾斜的定义和作用的理解如下：

2.1.1沉降量（mm）

⑴定义：是指基础中心的沉降量。

⑵过大造成的危害：会导致室内外上下水管、燃气管道等管线的连接折断，污水倒灌，雨水聚积等。

2.1.2沉降差（mm），是框架结构和砌体墙充填的边排柱的建筑物的变形控制指标。

⑴定义：是指同一建筑物中相邻两个基础间沉降量的差值。

⑵过大造成的危害：会使相应的上部结构产生额外应力，超过限度时建筑物将发生裂缝、倾斜甚至破坏。

2.1.3高层建筑的整体倾斜（‰），一般是剪力墙、框架剪力墙结构的高层建筑物的变形控制指标。

⑴定义：是指独立基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值。

⑵过大造成的危害：影响建筑物的观瞻要求、电梯的正常使用等，遇台风或强烈地震时危及建筑物的整体稳定。

2.1.4局部倾斜（‰），是砖石砌体承重结构的建筑物的变形控制指标。

⑴定义：沿纵向6~10m内基础两点的沉降差与其距离的比值。

⑵过大造成的危害：往往使砖石砌体承受弯矩而拉裂。

2.2地基允许变形值的确定

不同结构的建筑物有不同的变性特点，确定地基允许变形值，是对建筑物的沉降观测结果进行相关变形分析的重要依据，应在编制施测方案阶段确定下来，并与相关设计人员处了解收集建筑物的体型、高度、层数、结构类型、地基基础型式、地下室的设计特点、变形允许值和对变形的其它要求等。

2.2.1根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007--2002），一般的民用建筑物的地基允许变形值可按表2.2的规定采用。

            表2.2                      建筑物的地基变形允许值

2.2.2目前高层建筑往往附有多层的裙房（含地下室），下部通常是联通的，主楼-裙房的底板多是采用沉降后浇带相连，或采用沉降缝加止水带的型式连接。因主楼的沉降量较大，而多层裙房（含地下室）因地下水的上浮作用，沉降很小甚至还有上浮的情况，最终易造成主楼-裙房底板间沉降的差异较大，这种情况下不能完全按照表2.2确定地基的允许变形值，应与有关设计专业获取相应的变形允许值。

以下2个工程实例反映出设计专业对地基允许变形值的特殊要求。

实例1：紫金英郡

设计单位：无锡市建筑设计研究院有限责任公司

建筑物的基本情况与地基变形允许值见表2.2.2-1。

          表2.2.2-1                 建筑物的基本情况与地基变形允许值

实例2：湖滨饭店改扩建工程

设计单位：同济大学建筑设计研究院

建筑物的基本情况与地基变形允许值见表2.2.2-2。

表2.2.2-2                 建筑物的基本情况与地基变形允许值

3基础相对弯曲度

《建筑变形测量规范》（JGJ8--2007）中提出基础相对弯曲度的计算式为：

f_c=[2S₀-(S₁+S₂)]/L

式中：S0——基础中点的沉降量（mm）；

S1、S2——基础两个端点的沉降量mm）；

       L——基础两个端点间的距离（mm）。

根据对《建筑地基基础设计规范》（GB50007--2002）相关规定的理解，以上表达式中得出的就是基础的整体弯曲量，一般是相对于天然地基情况下的柱下条形基础和高层建筑筏形基础，观测报告中是否体现该值应进行使用条件的探讨。

⑴对柱下条形基础和高层建筑筏形基础，在比较均匀的地基上，上部结构刚度较好，荷载分布较均匀，且条形基础梁或筏板的厚度不小于1/6柱间距时，地基反力可按直线分布，基础的内力可按连续梁计算，不考虑基础的整体弯曲，仅考虑局部弯曲作用。

⑵对于高层建筑箱形基础，因上部结构参与工作，基础的纵向相对绕曲值一般都小于3/10000，可不考虑整体弯曲作用，整体弯曲影响通过构造措施予以保证。

显然在编制施测方案阶段，测量人员应在了解场地地基土的性质，收集拟建建筑物的地基基础型式和结构类型的基础上，根据使用条件来确定建筑物需进行变形分析的要求内容。

4等精度观测的探讨

建筑沉降观测通常只要求测得基准点的相对变化值，而不要求测量绝对值。例如，普通测量要求将建筑物在地面定位，这是一个绝对量坐标及高程的测量，而在建筑沉降观测中，只要求测定观测点相对于原来基准位置的位移即可，而观测点原来的位置（坐标及高程）可能完全不需要知道。

由于这个鲜明的特点，使得建筑沉降观测有其自身规律。例如，普通水准测量要求前后视距相等，以清除地球曲率、大气折光、水准仪视准轴与水准管轴不平行等各项误差，但在建筑沉降观测中，受场地、施工和通视条件的限制，前后视距可能根本无法相等。这样的测量结果在普通测量中是不允许的，而在建筑沉降观测中，只要每次测量位置保持一致，即使前后视距相差悬殊，结果仍然是完全可用的。

因此，建筑沉降观测要求尽可能做到等精度。使用相同的仪器，在相同的位置上，由同一观测者按同一方案施测。

5几种不同地基基础类型建筑物的沉降特点

目前类似本文2.2.2中的建筑物很多，当很多在建建筑物，尤其是高层、超高层建筑物当封顶后需浇筑底板沉降后浇带，因浇注后浇带后主楼与裙房（或地下室）底板间的不均匀沉降应控制在2~3cm范围内，这时用预估建筑物封顶后的沉降量作为指导浇注后浇带的时机尤为重要；过早的浇注后浇带可能会对建筑工程带来不良后果，浇注太晚会影响施工工期和工序。

根据三种常见的地基基础类型建筑物的沉降观测结果，对建筑物封顶前后的沉降规律进行分析。

5.1天然地基筏形基础

5.1.1沉降稳定时的观测结果

5.1.2沉降观测点P—t—S沉降曲线图