論建筑工程沉降監(jiān)測(cè)

摘 要：工程結(jié)構(gòu)物在施工過(guò)程和施工后由于其改變了建筑地基的應(yīng)力狀態(tài)，地基的變形不可避免。沉降監(jiān)測(cè)應(yīng)貫穿整個(gè)工程的全過(guò)程，在沉降監(jiān)測(cè)時(shí)應(yīng)注意沉降監(jiān)測(cè)的標(biāo)志、數(shù)據(jù)處理、測(cè)點(diǎn)布設(shè)、監(jiān)測(cè)周期等。

關(guān)鍵詞：建筑物；沉降監(jiān)測(cè)；監(jiān)測(cè)周期

中圖分類號(hào)：TU113文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3198（2008）03-0299-02

建筑物本身及其基礎(chǔ)也由于地基的變形及其外部荷載與內(nèi)部應(yīng)力的作用而產(chǎn)生變形。對(duì)于基礎(chǔ)而言，主要監(jiān)測(cè)內(nèi)容是均勻沉降和不均勻沉降。

1 變形監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目

（1） 建筑物的沉降監(jiān)測(cè)：建筑物的沉降是地基、基礎(chǔ)和上層結(jié)構(gòu)共同作用的結(jié)果；

（2） 建筑物水平位移監(jiān)測(cè)：指建筑物整體平面移動(dòng)，其原因主要是基礎(chǔ)受到水平各力的影響，如基礎(chǔ)處于滑坡地帶或受地震影響；

（3） 建筑物傾斜監(jiān)測(cè)：主要針對(duì)高大建筑物。監(jiān)測(cè)目的是驗(yàn)證地基沉降的差異和監(jiān)測(cè)建筑物的安全；

（4） 建筑物裂縫監(jiān)測(cè)：當(dāng)建筑物基礎(chǔ)局部產(chǎn)生不均勻沉降時(shí)，其墻體往往出現(xiàn)裂縫，系統(tǒng)地進(jìn)行裂縫變化監(jiān)測(cè)。根據(jù)裂縫監(jiān)測(cè)和沉降監(jiān)測(cè)資料，來(lái)分析變形特征和原因，采取措施，保證建筑物的安全；

（5） 建筑物撓度監(jiān)測(cè)：這是測(cè)定建筑物受力后的彎曲變形程度，對(duì)于平置的構(gòu)件，在兩端及中間設(shè)置沉降點(diǎn)進(jìn)行沉降監(jiān)測(cè)，根據(jù)測(cè)得某時(shí)間段內(nèi)這三點(diǎn)的沉降量，計(jì)算其撓度；對(duì)于直立的構(gòu)件，要設(shè)置上、中、下三個(gè)位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)，進(jìn)行位移監(jiān)測(cè)，利用三點(diǎn)的位移量可算出其撓度。

2 影響沉降的原因

（1）荷載影響：隨著荷重的逐漸增加，土層被逐漸壓縮，地基下沉，因而引起建筑物的沉降；

（2）地下水的影響：地下水的升降對(duì)建筑物的沉降有較大影響；

（3）地震影響：地震之后會(huì)出現(xiàn)大面積的地面升降現(xiàn)象；

（4）地下開采的影響：由于地下開采，地面下沉降現(xiàn)象比較嚴(yán)重，例如焦作市由于地下采煤造成個(gè)別地區(qū)地表下沉達(dá)2米之多；

（5）打樁、降水、基坑開挖、對(duì)建筑物附近的附加荷重等對(duì)建筑物沉降也有影響。

3 沉降監(jiān)測(cè)注意事項(xiàng)

（1） 建筑物的沉降速度主要取決于地基土的孔隙中排出空氣和水的速度。砂及其它粗粒土在施工期間，隨著基礎(chǔ)上應(yīng)力的增加，沉降速度很大，年沉降量達(dá)20-70mm，以后逐漸放慢，建成3-4年后趨于平穩(wěn)，而飽水的粘土層沉降完成的較慢，達(dá)到穩(wěn)定時(shí)間較長(zhǎng)，施工期間沉降量約占最終沉降量的25%；

（2） 沉降監(jiān)測(cè)工作一般在基礎(chǔ)施工完畢后或基礎(chǔ)墊層澆灌后開始，一直到沉降穩(wěn)定為止，都要定期進(jìn)行監(jiān)測(cè)；（3） 必須妥善布置水準(zhǔn)點(diǎn)和沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)；

（4） 平時(shí)依次監(jiān)測(cè)的記錄要妥善保管，并每次外出工作后應(yīng)立即進(jìn)行內(nèi)業(yè)整理，填入沉降量對(duì)比一覽表以備平時(shí)使用；

（5） 對(duì)各周期觀測(cè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的點(diǎn)位變動(dòng)跡象、地質(zhì)地貌異常。 附近建筑物基礎(chǔ)和墻體裂縫等情況應(yīng)做好記錄，并畫出草圖，以備分析評(píng)價(jià)之用；

（6） 監(jiān)測(cè)時(shí)，必須連續(xù)進(jìn)行，全部測(cè)點(diǎn)需連續(xù)一次完成；

（7） 沉降監(jiān)測(cè)的路線、測(cè)站點(diǎn)、立尺點(diǎn)盡量固定，使往返測(cè)或復(fù)測(cè)能在同一路線上進(jìn)行；

（8） 不同周期監(jiān)測(cè)應(yīng)固定所使用的儀器、標(biāo)尺、并盡可能由同一監(jiān)測(cè)員進(jìn)行相應(yīng)測(cè)段的監(jiān)測(cè)；

（9） 在沉降量較大的地區(qū)，應(yīng)在短時(shí)間內(nèi)完成一個(gè)閉合環(huán)的監(jiān)測(cè)，以確保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的可靠。在建筑物施工或安裝重型設(shè)備期間以及倉(cāng)庫(kù)進(jìn)貨的階段進(jìn)行沉降監(jiān)測(cè)時(shí)，必須將監(jiān)測(cè)時(shí)的情況（如施工進(jìn)度，進(jìn)貨數(shù)量，分布情況等）詳細(xì)記錄在附注欄內(nèi)，以便計(jì)算各相應(yīng)階段作用在地基上的壓力。

4 沉降監(jiān)測(cè)的標(biāo)志

沉降監(jiān)測(cè)的標(biāo)志是根據(jù)不同的建筑結(jié)構(gòu)類型和建筑材料，采用墻（柱）標(biāo)志、基礎(chǔ)標(biāo)志和隱蔽式標(biāo)志（用于賓館等高級(jí)建筑物）等。各類標(biāo)志的立尺部位加工成半球型或有明顯的突出點(diǎn)。并涂上防腐劑。標(biāo)志的埋設(shè)位置應(yīng)避開雨水管、窗臺(tái)線、暖氣片、暖水管、電器開關(guān)等有礙設(shè)計(jì)與觀測(cè)的障礙物。并應(yīng)視立尺需要離開墻（柱）面和地面一定距離。一般墻、柱上的沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)可按圖所示形式設(shè)置。

5 數(shù)據(jù)處理

按照水準(zhǔn)測(cè)量的規(guī)范要求，通常將量測(cè)路線布設(shè)成閉合路線，并計(jì)算其閉合點(diǎn)，其目的是為了檢查測(cè)量數(shù)據(jù)中是否存在錯(cuò)誤或大的累積誤差。另外，若閉合差不超限，則將其反號(hào) 分配到路線中即對(duì)每一測(cè)段的高差進(jìn)行修正。然而，建筑工程沉降監(jiān)測(cè)有其特殊性，除每一次測(cè)量外，其余每次都是重復(fù)測(cè)量，由于每次都是重新測(cè)一遍，因此避免了誤差累積，而且通過(guò)同一點(diǎn)兩次高程值的比較，還可得知。

圖1 沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)標(biāo)志

測(cè)量中是否存在大的誤差，故將沉降監(jiān)測(cè)路線布設(shè)成閉合狀意義不大。由此可見建筑工程沉降監(jiān)測(cè)可不采用閉合水準(zhǔn)測(cè)量路線，其數(shù)據(jù)處理也不要進(jìn)行閉合差分配，若前后兩期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)某一沉降點(diǎn)的高程值異常，則有以下兩種可能：第一是測(cè)量誤差太大；第二是沉降確實(shí)出現(xiàn)了異常。因此，若發(fā)現(xiàn)沉降的高程值異常，不要進(jìn)行誤差修正，正確的作法是無(wú)條件返工重測(cè)核實(shí)。從而分辨出是測(cè)量誤差太大，還是確有異常沉降。

6 監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)

建筑工程沉降監(jiān)測(cè)是從一基準(zhǔn)點(diǎn)開始，采用精密水準(zhǔn)測(cè)量測(cè)得沉降點(diǎn)的高程。根據(jù)前后兩次所測(cè)得同一沉降點(diǎn)的高程之差即可得知兩次測(cè)量期間這一沉降點(diǎn)的沉降量。即沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)分為基準(zhǔn)點(diǎn)和沉降點(diǎn)兩種。下面探討這兩種點(diǎn)的布設(shè)情況。

6.1 沉降點(diǎn)

沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)，應(yīng)結(jié)合地質(zhì)情況及建筑物結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以能全面反映建筑物地基變形特征來(lái)確定。

從平面布置考慮，沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)一般布設(shè)在：

（1） 建筑物的四角，大轉(zhuǎn)角處及沿外墻每10~15m處，或每隔2~3根柱基上；

（2） 高低層建筑物，新舊建筑物，縱橫墻等交接處的兩側(cè)；

（3） 在人工加固地基與天然地基交接和基礎(chǔ)埋深相差懸殊處，以及在相接處的兩邊都應(yīng)布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)；

（4） 建筑物裂縫和沉降縫兩側(cè)，基礎(chǔ)埋深相差懸殊處，人工地基與天然地基相接處，不同結(jié)構(gòu)的分界處及填挖方分界處。從縱向布置考慮沉降點(diǎn)一般布設(shè)在主體的±0.000以上0.5m左右的外墻上較合適，這樣監(jiān)測(cè)時(shí)立尺，觀測(cè)均較方便，同時(shí)還應(yīng)注意所埋設(shè)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，主要讓開柱間的橫隔墻，外墻上的雨水管等，以免所埋設(shè)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)無(wú)法監(jiān)測(cè)而影響監(jiān)測(cè)資料的完整性。對(duì)于帶裙房的高層建筑，考慮到沉降觀測(cè)點(diǎn)是布設(shè)在+0.000以上的首層外墻上，則工程竣工后，在裙房?jī)?nèi)的主體沉降點(diǎn)將難以觀測(cè)到。另外，有些工程外墻用花崗巖或磨菇石裝飾。則其外墻上的沉降點(diǎn)標(biāo)志在裝修期將不可避免地被破壞。因此可考慮將沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)在地下室內(nèi)。

6.2 水準(zhǔn)點(diǎn)

水準(zhǔn)點(diǎn)是作為沉降監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)的水準(zhǔn)點(diǎn)，一般設(shè)置三個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)構(gòu)成一組，要求埋設(shè)在基巖上或在沉降影響范圍之外穩(wěn)定建筑物基礎(chǔ)上，作為整個(gè)高程變形監(jiān)測(cè)控制網(wǎng)的起始點(diǎn)。為了檢查水準(zhǔn)基點(diǎn)本身的高程有否變動(dòng)，可在每組三個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)的中心位置設(shè)置固定測(cè)站，經(jīng)常測(cè)定三點(diǎn)間的高差，判斷水準(zhǔn)點(diǎn)的高程有無(wú)變動(dòng)，基準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：

（1） 每一測(cè)區(qū)水準(zhǔn)基點(diǎn)一般不少于3個(gè)。水準(zhǔn)基點(diǎn)的標(biāo)石應(yīng)埋設(shè)在基巖層或原狀土層中。在建筑區(qū)內(nèi)，點(diǎn)位與鄰近建筑物的距離應(yīng)大于建筑物基礎(chǔ)最大寬度的二倍。其標(biāo)石埋深應(yīng)大于鄰近建筑物基礎(chǔ)的深度；

（2） 各類水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)避開交通干道、地下管線、倉(cāng)庫(kù)堆棧、水源地。河岸、松軟填土、滑坡地段、機(jī)器振動(dòng)區(qū)及其他能使標(biāo)石、標(biāo)志易遭腐蝕和破壞的地點(diǎn)；

（3） 水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)視現(xiàn)場(chǎng)情況，設(shè)置在較明顯而且通視良好，保證安全的地方，并且要求便于聯(lián)測(cè)；

（4） 水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)布設(shè)在擬監(jiān)測(cè)的建筑物之間，距離一般為20～40m左右。一般工業(yè)與民用建筑應(yīng)大于15m；

（5） 水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)埋設(shè)在凍土線以下半米處。墻上水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)埋在永久性建筑物上，離開地面高度約半米左右；

（6） 為保證沉降監(jiān)測(cè)工作的長(zhǎng)期連續(xù)性，設(shè)置在工地附近的工作基點(diǎn)最好能與市內(nèi)較近的國(guó)家水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)。從而得到沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)在國(guó)家統(tǒng)一高程系統(tǒng)中的高程值，這樣即使工作基點(diǎn)和與之聯(lián)測(cè)的基準(zhǔn)點(diǎn)均遭破壞，便于利用市內(nèi)國(guó)家統(tǒng)一高程系統(tǒng)中的其它基準(zhǔn)點(diǎn)恢復(fù)。

7 監(jiān)測(cè)周期

建筑工程的沉降監(jiān)測(cè)周期主要根據(jù)沉降率的大小來(lái)安排，而影響沉降率的主要因素是荷載。建筑工程在主體封頂前，大量增加荷載，主體封頂后則荷載增加少而慢。在安排建筑工程沉降監(jiān)測(cè)周期時(shí)，可分為封頂前和主體封頂后及使用階段來(lái)考慮。

7.1 主體封頂前

一般建筑，可在基礎(chǔ)完工后或地下室完成后開始觀測(cè)；大型高層建筑，可在基礎(chǔ)墊層或基礎(chǔ)底部完成后開始觀測(cè)，觀測(cè)次數(shù)與間隔時(shí)間應(yīng)視地基與加荷情況而定。建筑變形測(cè)量規(guī)程規(guī)定，民用建筑可每加高1~5層觀測(cè)1次。但由于建筑工程在主體封項(xiàng)前的施工階段荷載增加很快，沉降量也較大，因此建議有關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定每加高1層觀測(cè)1次，這樣可以及時(shí)掌握沉降量與荷載的關(guān)系。盡早發(fā)現(xiàn)不均勻沉降，必要時(shí)調(diào)整施工方案。施工過(guò)程中如暫停施工。在停工時(shí)及重新開工時(shí)應(yīng)各觀測(cè)一次。停工期間，可每隔2~3個(gè)月觀測(cè)一次。

7.2 主體封頂后

建筑工程主體封頂后至工程竣工的這一時(shí)期為裝修期，在裝修期間，工程也因抹灰，進(jìn)設(shè)備而增加荷載，但荷載的增加無(wú)時(shí)間規(guī)律，時(shí)大時(shí)小，對(duì)此可在考慮沉降速率、施工進(jìn)度等因素的基礎(chǔ)上，將裝修期的監(jiān)測(cè)定為—1~2月監(jiān)測(cè)1次。

7.3 施工完畢正式交付使用后的監(jiān)測(cè)

一年內(nèi)需每月監(jiān)測(cè)一次，以后若竣工后同一建筑物上各沉降點(diǎn)的下沉較均勻，且沉降速率已明顯減緩，則可按每季度或半年觀測(cè)一次，直至沉降相對(duì)穩(wěn)定為止。如遇特殊情況，如基礎(chǔ)附近地面荷載突然增加，基礎(chǔ)四周大量積水，長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)降水等情況，均應(yīng)及時(shí)增加觀測(cè)次數(shù)。當(dāng)建筑物突然發(fā)生大量沉降，不均勻沉降或嚴(yán)重裂縫時(shí)，應(yīng)立即進(jìn)行逐日甚至一天多次的連續(xù)觀測(cè)。

8 建筑物裂縫的監(jiān)測(cè)方法

當(dāng)建筑物多處發(fā)生裂縫時(shí)，應(yīng)先對(duì)裂縫進(jìn)行編號(hào)，然后分別監(jiān)測(cè)裂縫的位置、走向、長(zhǎng)度及寬度等。

對(duì)于混凝土建筑物上裂縫的位置，走向及長(zhǎng)度的監(jiān)測(cè)，是在裂縫的兩端用油漆畫線作標(biāo)志，或在混凝土表面繪制方格坐標(biāo)，用鋼尺丈量。

根據(jù)裂縫分布情況，可以對(duì)重要的裂縫，選擇在有代表性的位置于裂縫兩側(cè)各埋設(shè)一個(gè)標(biāo)點(diǎn)，如圖所示，標(biāo)點(diǎn)系直徑為20 mm，長(zhǎng)約80mm的金屬棒，埋入混凝土內(nèi)60 mm，外露部分為標(biāo)點(diǎn)，標(biāo)點(diǎn)上各有一個(gè)保護(hù)蓋，兩標(biāo)點(diǎn)的距離不得少于150mm，用游標(biāo)卡尺定期地測(cè)定兩個(gè)標(biāo)點(diǎn)之間距離變化值，以此來(lái)掌握裂縫的發(fā)展情況，墻面上的裂縫，亦可采取在裂縫兩端設(shè)置石膏薄片，使其與裂縫兩側(cè)固連牢靠，當(dāng)裂縫裂開或加大時(shí)，石膏片亦裂開，監(jiān)測(cè)時(shí)可測(cè)定其裂口的大小和變化。還可以采用兩鐵片，平行固定在裂縫兩側(cè)，使一片搭在另一片上，保持密貼。其密貼部分涂紅色，露出部分涂白色，如圖所示，這樣即可定期測(cè)定兩鐵片錯(cuò)開的距離，以監(jiān)測(cè)裂縫的變化。對(duì)于比較整齊的裂縫（如伸縮縫），則可用千分尺直接量取裂縫的變化。

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