淺談如何對(duì)建筑物進(jìn)行沉降觀測(cè)

張麗云

沉降觀測(cè)，就是對(duì)地面或建筑物基礎(chǔ)等在垂直方向上的位移進(jìn)行觀測(cè)，在建筑物的施工、竣工驗(yàn)收以及竣工后的監(jiān)測(cè)等過(guò)程中，具有安全預(yù)報(bào)、科學(xué)評(píng)價(jià)及檢驗(yàn)施工質(zhì)量等的職能。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的反饋信息，可以對(duì)施工過(guò)程等問(wèn)題起到預(yù)報(bào)作用，及時(shí)做出較合理的技術(shù)決策和現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)變決定。目前最普遍的做法是:采用精密水準(zhǔn)儀進(jìn)行閉合測(cè)量，對(duì)待監(jiān)測(cè)對(duì)象上設(shè)置的變形點(diǎn)的高程進(jìn)行周期性的觀測(cè)，相鄰兩期的高程差即為本周內(nèi)的沉降量，本次測(cè)得的高程與首次測(cè)得的高程差即為累積沉降量。

1 測(cè)量執(zhí)行規(guī)范

測(cè)量執(zhí)行規(guī)范有:GB 50026-93工程測(cè)量規(guī)范和JGJ/T 8-97建筑變形測(cè)量規(guī)程。

2 穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)

沉降是否進(jìn)入穩(wěn)定階段，應(yīng)由沉降量與時(shí)間關(guān)系曲線判定:對(duì)重點(diǎn)觀測(cè)和科研觀測(cè)工程，若最后三次觀測(cè)中每次沉降量均不大于 2 2倍測(cè)量中誤差，則認(rèn)為已進(jìn)入穩(wěn)定階段。建筑物安全等級(jí)二、三級(jí)多層建筑以0.020mm/d～0.040mm/d為穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)，高層和一級(jí)建筑以0.01mm/d為穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)。特別需要指出的是，當(dāng)沉降速度不小于2.0mm/d應(yīng)停止施工，分析原因，采取措施。沉降速度不小于1.0mm/d應(yīng)減緩加載速度并增加觀測(cè)次數(shù)。

3 沉降觀測(cè)的對(duì)象

1)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)的建筑物;2)復(fù)合地基或軟弱地基上設(shè)計(jì)等級(jí)為乙級(jí)的建筑物;3)加層、擴(kuò)建建筑物;4)受鄰近深基坑開挖施工影響或受地下水等環(huán)境因素變化影響的建筑物;5)需要積累建筑經(jīng)驗(yàn)或進(jìn)行設(shè)計(jì)反分析的工程;6)創(chuàng)優(yōu)工程。

注:若工程地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)明顯為丙級(jí)的建筑物(如地基條件較好的6層住宅樓等)，就不需要沉降觀測(cè)(創(chuàng)優(yōu)工程除外);若不能確定地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)，或者有疑問(wèn)，就請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)單位明確是否需要沉降觀測(cè)，并請(qǐng)書面答復(fù)或者寫入圖紙會(huì)審記錄中。

4 基準(zhǔn)點(diǎn)和沉降觀測(cè)點(diǎn)的設(shè)置

沉降觀測(cè)是根據(jù)基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行的，因此要求基準(zhǔn)點(diǎn)的位置在整個(gè)變形觀測(cè)期間穩(wěn)定不變。為保證基準(zhǔn)點(diǎn)高程的正確性和便于相互檢核，布設(shè)基準(zhǔn)點(diǎn)數(shù)目應(yīng)不少于 3個(gè)并構(gòu)成基準(zhǔn)網(wǎng)。埋設(shè)地點(diǎn)應(yīng)保證有足夠的穩(wěn)定性，設(shè)置在受壓、受震范圍以外。冰凍地區(qū)埋設(shè)深度要低于冰凍線 0.5m。為了觀測(cè)方便及提高觀測(cè)精度，基準(zhǔn)點(diǎn)距觀測(cè)點(diǎn)不要太遠(yuǎn)，一般應(yīng)在 100m范圍內(nèi);否則，還應(yīng)布設(shè)工作基準(zhǔn)點(diǎn)?；鶞?zhǔn)點(diǎn)在開工前埋設(shè)并精確測(cè)出其高程。

沉降觀測(cè)點(diǎn)是固定在待觀測(cè)對(duì)象上的測(cè)量標(biāo)志，應(yīng)牢固地與待觀測(cè)對(duì)象結(jié)合在一起，便于觀測(cè)，并盡量保證在整個(gè)觀測(cè)期間不受損壞。觀測(cè)點(diǎn)宜設(shè)在下列各處:1)建筑的四周角點(diǎn)、中部和轉(zhuǎn)角處。沿建筑物周邊每隔 10 m～20m可設(shè)一點(diǎn);2)沉降縫的兩側(cè)，新建與原有建筑物連接處的兩側(cè)和伸縮縫的任一側(cè);3)寬度大于15m的建筑物內(nèi)部承重墻(柱)上，同時(shí)宜設(shè)在縱橫軸線上;4)重型設(shè)備基礎(chǔ)和動(dòng)力基礎(chǔ)的四角;5)有相鄰荷載影響處;6)受震源震動(dòng)影響的區(qū)域;7)基礎(chǔ)下有暗浜處;8)框架結(jié)構(gòu)的每個(gè)柱或部分柱上;9)沿浮筏或箱形基礎(chǔ)的周邊和縱橫軸線上。

沉降觀測(cè)點(diǎn)可用角鋼預(yù)埋在墻內(nèi);如鋼結(jié)構(gòu)，則可將角鋼焊接在鋼柱上;對(duì)建筑物平面部位的觀測(cè)點(diǎn)，可將大于φ20mm的鉚釘用 1∶2砂漿澆筑在建筑物上。而對(duì)于地面沉降觀測(cè)點(diǎn)，則需要在地面埋設(shè)相應(yīng)的標(biāo)石。在施工期間，經(jīng)常會(huì)遇到沉降觀測(cè)點(diǎn)被毀，為此一方面可以適當(dāng)?shù)丶用艹两涤^測(cè)點(diǎn)，對(duì)重要的位置如建筑物的四角可布置雙點(diǎn)。另一方面觀測(cè)人員應(yīng)經(jīng)常注意觀測(cè)點(diǎn)變動(dòng)情況，如有損壞及時(shí)設(shè)置新的觀測(cè)點(diǎn)。

5 沉降觀測(cè)的基本要求

5.1 儀器設(shè)備、人員素質(zhì)的要求

沉降觀測(cè)的測(cè)量應(yīng)使用精密水準(zhǔn)儀，優(yōu)先采用精密水準(zhǔn)儀DSZ05或DS05(水準(zhǔn)測(cè)量的環(huán)閉合差不得超過(guò)2F。其中，F(xiàn)為環(huán)線長(zhǎng)度，km)，具有測(cè)微裝置的，最低使用DS1水準(zhǔn)儀，水準(zhǔn)尺也應(yīng)使用受環(huán)境及溫差變化影響小的高精度銦合金水準(zhǔn)尺。在不具備銦合金水準(zhǔn)尺的情況下，使用一般塔尺盡量使用第一段標(biāo)尺。

承擔(dān)沉降觀測(cè)的單位應(yīng)具有相應(yīng)主管部門批準(zhǔn)的資質(zhì)，測(cè)量人員應(yīng)接受專業(yè)學(xué)習(xí)及技能培訓(xùn)，熟練掌握儀器的操作規(guī)程，熟悉測(cè)量理論，能針對(duì)不同工程特點(diǎn)、具體情況采用不同的觀測(cè)方法及觀測(cè)程序，對(duì)實(shí)施過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題能分析原因并正確運(yùn)用誤差理論進(jìn)行平差計(jì)算，按時(shí)、快速、精確地完成每次觀測(cè)任務(wù)，并具有主管部門頒發(fā)的上崗證(特別注意:在觀測(cè)過(guò)程中，操作人員要相互配合，工作協(xié)調(diào)一致，認(rèn)真仔細(xì)，做到步步有校核)。

5.2 沉降觀測(cè)自始至終要遵循“五定”原則

“五定”即沉降觀測(cè)依據(jù)的基準(zhǔn)點(diǎn)、工作基點(diǎn)和被觀測(cè)物的沉降觀測(cè)點(diǎn)，點(diǎn)位要穩(wěn)定;所用儀器、設(shè)備要穩(wěn)定;觀測(cè)人員要穩(wěn)定;觀測(cè)時(shí)的環(huán)境條件基本一致;觀測(cè)路線、鏡位、程序和方法要固定。以上措施在客觀上可盡量減少觀測(cè)誤差的不定性，使所測(cè)的結(jié)果具有統(tǒng)一的趨向性，保證各次復(fù)測(cè)結(jié)果與首次觀測(cè)的結(jié)果可比性更一致，使所觀測(cè)的沉降量更真實(shí)。

5.3 施測(cè)要求

1)初測(cè)。建(構(gòu))筑物的沉降觀測(cè)對(duì)時(shí)間有嚴(yán)格的限制條件，特別是首次觀測(cè)必須按時(shí)進(jìn)行，否則整個(gè)觀測(cè)得不到完整的觀測(cè)意義。初測(cè)應(yīng)增加觀測(cè)量，以提高初始值的可靠性。

2)施工階段的沉降觀測(cè)。應(yīng)依據(jù)施測(cè)方案隨施工進(jìn)度及時(shí)進(jìn)行。重要建筑，可在基礎(chǔ)完工或地下室砌完后開始觀測(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)與時(shí)間應(yīng)視地基與加荷情況而定。民用建筑可每加高 1層 ～2層觀測(cè)一次;工業(yè)建筑可按不同施工階段(如回填基坑、安裝柱子和屋架、砌筑墻體和設(shè)備安裝等)分別進(jìn)行觀測(cè)。如建筑物均勻增高，應(yīng)至少在每增加荷載的 25%時(shí)各測(cè)一次。施工過(guò)程中如暫時(shí)停工，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個(gè)月～3個(gè)月觀測(cè)一次。封頂后 1個(gè)月～2個(gè)月觀測(cè)一次，竣工后觀測(cè)周期，根據(jù)建筑物的穩(wěn)定情況確定。各個(gè)階段的復(fù)測(cè)必須定時(shí)進(jìn)行，不得漏測(cè)或補(bǔ)測(cè)，只有這樣才能得到準(zhǔn)確的沉降情況或規(guī)律。

3)建筑物使用階段的觀測(cè)。觀測(cè)次數(shù)應(yīng)視地基土類型和沉降速度大小而定。一般在第一年觀測(cè) 3次～4次，第二年 2次～3次，第三年后每年一次，直至穩(wěn)定為止。觀測(cè)的期限一般規(guī)定如下:砂土地基 2年，膨脹土地基 3年，粘土地基 5年，軟土地基10年。若沉降速度小于0.01 mm/d，根據(jù)沉降曲線分析，認(rèn)為已經(jīng)穩(wěn)定，可以停止觀測(cè)。

對(duì)于荷載突然增加，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)立即逐日或 2 d～3 d一次的連續(xù)觀測(cè)。

6 沉降觀測(cè)的成果整理

沉降觀測(cè)應(yīng)在每次觀測(cè)時(shí)詳細(xì)記錄建筑物的荷重情況、施工進(jìn)度、氣象進(jìn)度、氣象情況及注明日期，在現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)檢查記錄中的數(shù)據(jù)和計(jì)算是否準(zhǔn)確，精度是否合格。根據(jù)水準(zhǔn)點(diǎn)的高程和改正后的高差計(jì)算出各觀測(cè)點(diǎn)的高程。用各觀測(cè)點(diǎn)本次觀測(cè)所得高程減去上次觀測(cè)測(cè)得的高程，其差值即為該觀測(cè)點(diǎn)本次沉降量S;每次沉降量累計(jì)沉降量 ∑S。

其中平均沉降速度是發(fā)現(xiàn)及分析異常沉降變形的重要指標(biāo)。

沉降觀測(cè)結(jié)束，應(yīng)提供下列有關(guān)資料:1)沉降觀測(cè)點(diǎn)位布置圖。2)沉降觀測(cè)成果匯總表。3)荷載、時(shí)間、沉降量關(guān)系曲線圖。4)沉降變形分析報(bào)告。

沉降觀測(cè)結(jié)束，須對(duì)全部資料進(jìn)行加工、分析，以研究沉降變形的規(guī)律和特征，并提交沉降變形分析報(bào)告。對(duì)沉降觀測(cè)點(diǎn)的變形分析應(yīng)符合下列規(guī)定:相鄰兩觀測(cè)周期，相同觀測(cè)點(diǎn)有無(wú)顯著變化;應(yīng)結(jié)合荷載、氣象和地質(zhì)等外界相關(guān)因素綜合考慮，進(jìn)行幾何和物理分析。分析后的數(shù)據(jù)經(jīng)闡述后才能成為實(shí)用的信息。

值得指出的是，由于一般建筑對(duì)均勻沉降不敏感，只要沉降均勻，即使沉降量稍大一些，對(duì)建筑物的結(jié)構(gòu)也不會(huì)有多大破環(huán)。但發(fā)生不均勻沉降、沉降量異?；蜃冃嗡俣韧辉龅惹闆r時(shí)，需引起注意，提交變形異常分析報(bào)告，以便及時(shí)采取應(yīng)變措施。另外，建筑物的沉降量一般應(yīng)隨荷重的加大及時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，但有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)回升現(xiàn)象，這時(shí)要具體分析回升的原因。

除提供以上有關(guān)資料外，若工程需要，還需要提交沉降等值線圖(表示沉降在空間分布的情況)和沉降曲線展開圖(圖中可看出各觀測(cè)點(diǎn)及建筑物的沉降大小、影響范圍)。

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