淺談如何提高建筑物沉降觀測的精度

曾凡賓

中圖分類號：[TU745.1]

摘要：隨著建筑物的規(guī)模與高度不斷增加，對建筑物進行沉降觀測顯得日益重要。但是沉降觀測影響的因素較多，提高沉降觀測的精度難度較大。本文針對當前建筑物沉降觀測存在的問題，闡述了沉降觀測的基本要求，重點探討了如何提高沉降觀測的精度，旨在準確反映出高層建筑物的沉降情況。

關鍵詞：建筑物；沉降觀測；要求；精度；水準儀

隨著建筑業(yè)的快速發(fā)展，越來越多的大型建筑、高層建筑出現(xiàn)。在這樣的情況下，為了確保建筑物結構安全和安全運營,對建筑物進行沉降監(jiān)測尤為重要。沉降觀測是在建筑物的施工、竣工驗收以及竣工后的一種監(jiān)測行為，主要確定建筑的沉降量、傾斜度等參數(shù)，具有安全預報、科學評價及檢驗施工質量等的職能。但在我們日常施工或使用中，卻往往被忽視，在準確性方面還有待加強。現(xiàn)就沉降觀測基本要求和精度方面談一談。

1 沉降觀測存在的問題

雖然沉降觀測對于建筑物安全運行很重要，加上我國對建筑物的沉降觀測有著明確規(guī)定和技術要求，但在實際的建筑施工或使用過程中對沉降觀測的認識一般都不夠重視，主要有以下一些問題：一是建筑設計部門在設計圖紙上沒有沉降觀測方面的要求或明確的圖示標注；二是觀測點的設置不符合規(guī)定；三是觀測的時間不按設計要求或規(guī)范規(guī)定實施；四是沉降觀測記錄弄虛作假或憑空填報；五是用戶在使用過程中，沒有按規(guī)定要求繼續(xù)進行必要的沉降觀測。

2 沉降觀測的基本要求

（1）要正確認識沉降觀測的意義和作用。沉降觀測在建(構)筑物的施工過程中是一項重要工作，特別是對于地基軟弱或者不夠穩(wěn)定的地區(qū)，以及建(構)筑物上部荷載與自重較大的情況下尤為重要，在具體操作上需按規(guī)范要求精心進行。在監(jiān)測過程中只有取得科學可靠的觀測數(shù)據(jù)，才能對未來的變形進行合理的預測，才能正確指導施工，并為工程建設的安全管理提供科學依據(jù)，從而達到變形監(jiān)測的目的。

（2）建筑設計部門必須按設計規(guī)范嚴格要求，在施工說明或施工圖中標明沉降觀測的觀測點、觀測數(shù)量和時間。建筑變形測量應確切反映實際變形程度或變形趨勢，這是基本要求，這樣才能有效監(jiān)測已建工程及建筑場地的穩(wěn)定性。監(jiān)測新建工程在施工及運營期問的安全，驗證有關地基基礎及結構設計參數(shù)，為工程質量事故分析提供依據(jù)，為地區(qū)的變形規(guī)律與預報積累經(jīng)驗。

（3）施工單位在施工過程中，必須按規(guī)范和設計要求認真操作，嚴格把關。做好以下幾點：

①沉降觀測點的設置要正確合理

a、磚墻承重的建筑物：沉降觀測點一般應沿墻的長度每隔8m至10m設置一個，并應設置在建筑物的外墻轉角處、縱墻與橫墻的交接處及縱墻與橫墻的中央、建筑物的沉降縫兩側。當建筑物寬度大于1m時，內墻也應在適當位置設觀測點。

b、框架結構的建筑物：沉降觀測點應設在每個樁基或部分柱基上部。

c、具有浮筏基礎的或箱形基礎的高層建筑，觀測點應沿縱、橫軸和基礎周邊位置。

d、新建筑物與原有建筑物連接處的兩邊應設置。

e、煙囪、水塔、油灌等其他類似的構筑物，應沿周邊對稱設置。

f、埋入墻體的觀測點，材料應采用直徑不小于12mm的元鋼，一般埋人深度不小于12cm，鋼筋外端要有90°彎鉤彎上，并稍離墻體，以便于置尺測量。

②沉降觀測的次數(shù)和時間要適當

對工業(yè)廠房、公共建筑和4層及以上的磚混結構住宅建筑：第一次觀測在觀測點安設穩(wěn)固后進行。然后，在第三層觀測一次，三層以上時各層觀測一次，竣工后觀測一次?？蚣芙Y構的建筑物每二層觀測一次，竣工后再觀測一次。

③水準點的確定要穩(wěn)妥

水準點是對各觀測點沉降的基準點，一定要選定相對固定的穩(wěn)定的其他建筑物、巖基等適當部位，一般不少于2個。

④觀測儀器及觀測方法要講究

a、觀測沉降的儀器應采用經(jīng)計量部門檢驗合格的水準儀和鋼水準尺進行。

b、觀測時應固定人員，并使用固定的測量儀器和工具。

c、每次觀察均需采用環(huán)形閉合方法，或往返閉合方法當場進行檢查。同一觀測點的兩次觀測之差不得大于1mm。

⑤沉降觀測的圖示與記錄要精細

完成沉降觀測工作，要先繪制好沉降觀測示意圖并對每次沉降觀測認真做好記錄，并做好以下工作：

a、沉降觀測示意圖應畫出建筑物的底層平面示意圖，注明觀測點的位置和編號，注明水準基點的位置、編號和標高及水準點與建筑物的距離。

b、沉降觀測的記錄應采用建設部制定的統(tǒng)一表格。觀測的數(shù)據(jù)必須嚴格核對無誤，方可記錄，不得任意更改。

c、房屋和構筑物的沉降量、沉降差、傾斜、局部傾斜應不大于地基允許變形值，可參見設計規(guī)范具體規(guī)定。

d、沉降觀測資料應妥善保管，存檔備查。對大量測試數(shù)據(jù)進行綜合整理，繪成圖表、曲線，再將測試結果反饋到設計和施工中，進一步優(yōu)化施工組織設計。

e、為以后的工程積累一些施工和設計參數(shù)，發(fā)揮監(jiān)測的長期效益。用戶在建(構)筑物沉降尚未穩(wěn)定的情況下，應繼續(xù)進行沉降觀測工作，并建立檔案。

3 提高建筑物沉降觀測精度分析

通過實踐工作和對測量數(shù)據(jù)的分析比對，筆者對產(chǎn)生沉降觀測誤差的原因進行了總結和分析，發(fā)現(xiàn)主要存在以下幾方面因素：路線不同；基準點不準；觀測點不準；水準儀使用誤差；水準尺精度誤差；其它。

其中，最主要的就是路線不同和基準點不準對觀測精度產(chǎn)生的影響較大，現(xiàn)采用因果圖分析法對上述影響沉降觀測精度的主要因素進行分析，如圖1所示。

圖1 基準點引起誤差分析圖

通過人、機、料、法、環(huán)五個方面對兩個主要因素著重進行了分析，找到了我們需要解決的18條末端因素，針對這18條末端因素進行了主要因素確認：

（1）人員不固定：各人使用儀器和讀數(shù)的習慣都不一樣，如果觀測人員總是變換，就容易引起讀數(shù)誤差，但通過培訓，這個問題還是較容易解決的。（非要因）

（2）讀數(shù)不準確：觀測刻度時，責任心不強或技術不好，讀數(shù)不準，誤差就產(chǎn)生了。（非要因）

（3）觀測者不重視觀測路線：技術人員不重視觀測路線，每次觀測路線隨意，隨著觀測角度的不同，誤差由此產(chǎn)生了。（非要因）

（4）水準儀固定不牢：水準儀支設牢固，方能進行調平和讀數(shù)，儀器固定不牢，觀測時碰動儀器，儀器就會晃動甚至挪位，就造成了觀測不準確。（非要因）

（5）水準儀精度不夠：如果儀器精度不夠，每次觀測誤差累積，結果就相差越來越大。（非要因）

（6）水準儀未定期檢測：使用的水準儀應定期檢測，控制儀器本身的誤差，否則就無法知道它本身存在的誤差。（非要因）

（7）沒有制定科學合理的觀測路線：觀測路線不同，儀器支設位置不同，觀測距離也不相同，直接影響了觀測結果的準確性和精度。（要因）

（8）沉降觀測管理措施不健全：缺少了對責任者的約束管理，操作者就可能會隨意，直接影響沉降觀測的準確程度。（非要因）

（9）天氣影響：氣溫的變化、氣候的不同均會對觀測儀器和觀測視野產(chǎn)生影響。（非要因）

（10）場地堆料使觀測受限：施工現(xiàn)場的材料是動態(tài)的，如果對觀測路線有影響，就造成觀測路線改變，影響觀測的準確性。（非要因）

（11）觀測者不重視基準點的重要性：基準點變化直接影響到觀測結果是否準確可靠。（非要因）

（12）立尺者不負責：立尺時不注意支承點情況，若出現(xiàn)了變化，就造成觀測不正確。（非要因）

（13）觀測者沒有經(jīng)驗：觀測者不具備沉降觀測技能，使結果不準確。（非要因）

（14）基準點選用材料及頂端處理不善：基準點材料鋼度不夠，材料變形和基準點頂端擱置面不平、粗糙，每次標尺擱放情況就會不同，都會導致觀測結果偏差大。（非要因）

（15）觀測前未校驗基準點：對于留置的基準點未校驗，基準點如果出現(xiàn)沉降變化，用變化了的基準點作為觀測依據(jù)，結果自然偏差大。（非要因）

（16）基準點未按規(guī)范埋設：基準點埋設要求避開凍脹線，并采取維護措施，保證基準點不受客觀原因的影響，保證觀測依據(jù)的準確性，否則觀測偏差就大。（要因）

（17）對基準點保護不夠：觀測的依據(jù)被破壞了，觀測結果自然不準?；鶞庶c四周堆料，荷載增加，影響觀測視線、影響基準點的準確。（非要因）

（18）受氣候影響：天氣冷暖，基準點材料熱脹冷縮、變形，影響觀測準確，導致偏差。（非要因）

以上非要因主要是一些人員、儀器、材料、環(huán)境造成的因素，可根據(jù)實際情況加以克服改正，針對以上要因可采取以下對策：

基準點不合理埋設：按規(guī)范規(guī)定和設計要求，結合建筑平面特點設置觀測基準點。①掌握規(guī)范具體規(guī)定和設計要求。②熟悉建筑平面圖，了解平面特點。③結合實際情況設置基準點。

沒有制定科學合理的觀測路線：按照規(guī)范和施工平面布置圖制定合理的觀測路線。①掌握規(guī)范具體要求。②根據(jù)基準點的布設和現(xiàn)場平面布置情況，制定觀測路線圖。

4 結束語

總而言之，建筑物的沉降觀測是一項長期而復雜的工作，技術要求高，其意義在于判斷設計和施工情況是否合理、是否影響結構安全提供數(shù)據(jù)，真實反映建筑物沉降情況，因此，提高觀測的精度，對保證觀測結果的準確可靠顯得尤為重要。在沉降觀測過程中，必須排除一切不利因素，遇到不利情況，需要積極尋找解決辦法。只有這樣，建筑物的沉降觀測才能起到應有的警示作用，才能為建筑物的結構安全提供可靠的依據(jù)。

參考文獻

[1] 王振 潘國榮，提高建筑物沉降觀測精度的方法[J].測繪信息與工程，2007.03

注：文章內所有公式及圖表請用PDF形式查看。