淺談建筑物的沉降觀測*

劉梅清

(中山市大涌鎮(zhèn)水利所，廣東 中山 528476)

淺談建筑物的沉降觀測*

劉梅清

(中山市大涌鎮(zhèn)水利所，廣東 中山 528476)

本文結(jié)合工程實踐，著重從沉降觀測入手，論述了沉降觀測的概念，沉降觀測點的設置，水準點的設置，沉降觀測的時間，觀測的方法，以及沉降觀測成果資料的整理，繪制出沉降量關(guān)系曲線圖，最后，提交沉降變形分析報告，作為工程建設的參考。

變形;沉降;觀測;方法;成果;處理

一、前 言

隨著我國經(jīng)濟建設的發(fā)展，建筑行業(yè)蓬勃發(fā)展，修建了許多工業(yè)用以及民用建筑物、構(gòu)筑物，由于各種因素，這些建筑物、構(gòu)筑物在施工和運營中都會產(chǎn)生變形、倒塌事件，給人民生命和國家財產(chǎn)等造成重大的損失。這些建筑物或構(gòu)筑物的變形、倒塌事故，有些是正在施工過程中發(fā)生，有的是在營運或使用過程中發(fā)生，因此加強對建筑物、構(gòu)筑物的變形觀測工作，保障人民生命和國家財產(chǎn)安全，顯得十分重要。

測定建筑物及其地基在建筑物荷重和外力作用下，隨時間而變形的工作稱變形觀測。本文描述的沉降觀測是屬于變形觀測的內(nèi)容。

二、沉降觀測

建筑物的沉降觀測，是指測定建筑物上一些點的高程隨時間而變化的工作叫沉降觀測，也就是說，用水準測量的方法，周期性測量布設在建筑物上的沉降觀測點相對于水準基準點之間的高差隨著時間的變化量，即沉降量，以便了解建筑物的上升或下降情況。

以下介紹沉降觀測的具體工作和方法。

1.沉降觀測點的設置

沉降觀測點是設置在在測建筑物上，作為沉降觀測的永久性標志。點的設置與建筑物的大小、荷重、基礎(chǔ)形式和地質(zhì)條件等有關(guān)，但是無論什么條件，沉降觀測點的數(shù)目和位置應能全面正確地反映建筑物的沉降情況，而且要求盡量布設在建筑物沉降變化可能顯著的地方。同時，觀測點的布設還應根據(jù)工程性質(zhì)、不同建筑物和施工條件等來確定。具體布設如下:

(1)對于一般民用建筑:觀測點布設在房屋的周圍每隔10－20米處、轉(zhuǎn)角處、樓梯間、沉降縫兩側(cè)等重要位置。

(2)對于煙囪、水塔等高大圓形的構(gòu)筑物，在基礎(chǔ)的對稱軸線上設置沉降觀測點。

(3)對于工業(yè)廠房，觀測點布設在承重墻及廠房轉(zhuǎn)角處和最容易發(fā)生沉降變形的地方、擴建廠房連接處、伸縮縫兩旁和地基條件改變處。

(4)在水利設施中:比如，在堤壩壩頂、壩底、結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的壩段;水閘閘室邊墩頂部、閘頂交通橋、上下游翼墻等沉降縫兩側(cè)均布置沉降觀測點。沉降觀測點為銅質(zhì)圓頭釘，與建筑物聯(lián)結(jié)牢靠;為方便水準尺準確安放，觀測點埋設時避開欄桿下方和易碰位置。

2.水準點的布設

用于沉降觀測的水準點必須符合安全可靠、觀測方便等方面的要求，所以在埋設水準點時要注意:

(1)埋設水準點的數(shù)目應不少于3個，以組成閉合水準路線。對重要的位置如建筑物的四個拐角可以布置雙點，經(jīng)常檢查并密切注意水準點的變動情況，特別注意不能因為某個水準點被破壞或丟失而使觀測結(jié)果受到影響。

(2)為了保證水準點的穩(wěn)定性，水準點應埋在建筑物、構(gòu)筑物基礎(chǔ)壓力影響范圍以及受震動范圍以外的安全地點，埋設深度至少在冰凍線下0.5米處。

(3)水準點的型式和埋設要求和永久性水準點埋設要求相同。

(4)水準點埋設要離開鐵路、公路、地下管道至少5米的地方，但是，水準點還應當盡量接近觀測點，一般二者距離不應大于100米。

3.沉降觀測的時間

第一次觀測的時間是:當水準點和觀測點已經(jīng)埋設穩(wěn)定，即可進行。以后當建筑物在澆灌基礎(chǔ)和砌筑磚墻等的時候、工業(yè)廠房設備安裝和運轉(zhuǎn)的時候、煙囪或水塔每砌高15米的時候，都要進行觀測。并且把這一些觀測的資料記錄下來作為以后衡量沉降變形的依據(jù)。另外，在基礎(chǔ)周圍大量積水或強降雨后、大量挖方等情況下，致使附近地面荷載突然增加，也應進行觀測。若施工期間中途停工時間較長，應在停工前和復工前進行觀測。工程竣工后，也應進行觀測。

具體觀測日期是:開始時應進行逐日或幾天一次的連續(xù)觀測，然后按照沉降量的大小每隔1－2個月觀測一次，以每次沉降量在5－10mm以內(nèi)為限度，否則必須增加觀測次數(shù)，以后隨著沉降量的減少，觀測周期可適當延長，直至沉降穩(wěn)定。另外，對于重要的廠房建筑和重要設備基礎(chǔ)的沉降觀測，要求能反映出1－2毫米的沉降量。對一般廠房建筑物，精度要求可放寬一些。

4.沉降觀測的方法

在觀測前，首先要檢查布設的水準點有無變動情況，因為它是測量觀測點沉降量的高程控制點，起著非常重要的作用。然后，將水準點組成閉合水準路線或進行往返測，用精密水準測量的方法進行測量。其中:

(1)與一般水準路線相比，不同的是視線長度較短，一般不大于25m。沉降觀測前，應根據(jù)觀測點、水準點布置情況，結(jié)合施工現(xiàn)場情況，把安置儀器的位置，轉(zhuǎn)點的位置，觀測點編號以及觀測路線等確定下來，并且保證以后各次觀測均按此路線進行。

(2)觀測時應在成像清晰、氣候條件穩(wěn)定的情況下進行。

(3)安置水準儀時，必須使前、后視距離相等，以減少因二者距離不相等引起的誤差。

(4)水準路線成果計算時，其高差閉合差控制在2mm范圍內(nèi)。

(5)每一次沉降觀測前應該對儀器進行檢驗校正。沉降觀測時盡量做到三個固定，即:固定觀測人員，固定儀器，固定測站和轉(zhuǎn)點等，以便減少系統(tǒng)誤差的影響，從而提高觀測的精度。

(6)沉降觀測時，要記錄在水準測量手薄中，同時要將建筑物和構(gòu)筑物的施工情況、建筑物平面圖、觀測點布設圖，施工過程荷重增加的情況、觀測點周圍工程施工和環(huán)境的情況、是否發(fā)生傾斜、有無裂縫等情況詳細注明，隨時整理，如果出現(xiàn)施工停工現(xiàn)象，也要將停工日期和現(xiàn)場情況記錄下來。

三、成果的整理

成果整理的具體步驟:

(1)每次觀測結(jié)束后，首先對觀測原始資料進行整理，檢查記錄數(shù)據(jù)和計算是否準確合理;然后根據(jù)閉合水準路線成果計算的方法步驟計算出各沉降觀測點的高程。

(2)將整理好的原始資料結(jié)合施工進度和荷載等情況，計算沉降量，計算的方法是:用各個觀測點本次觀測所得的高程減去上次觀測得的高程，其差值為該觀測點本次的沉降量，全部沉降量相加得累計沉降量。一般用表格的形式繪制出建筑物的沉降觀測量。

(3)計算沉降量后，分別繪制出時間與沉降量關(guān)系曲線圖，這樣可以預先估計沉降的趨勢發(fā)展。

(4)在對沉降觀測的全部資料進行深入分析的基礎(chǔ)上，綜合各種因素考慮，研究沉降的變形特征與規(guī)律，提交掻沉降情況的分析報告。為了便于從圖中看出各觀測點及建筑物的沉降大小以及影響范圍和表示沉降在空間分布的情況，可以根據(jù)工程需要提交沉降等值班線圖和沉降曲線展開圖。

四、觀測工作的其它情況

在沉降觀測的過程中，觀測人員必須嚴密監(jiān)測，若果因為荷載、自重、外界環(huán)境條件的變化等原因出現(xiàn)了不均勻沉降，沉降量異?；蜃冃嗡俣韧蝗辉黾訒r，應及時采取措施和提交沉降變形異常分析報告。

在實際工作中，還會遇到一些矛盾的現(xiàn)象，需要分析原因，進行合理處理。比如繪制的曲線在首次觀測后會發(fā)生先回升而后逐漸下降的現(xiàn)象，或者曲線在中間某點突然回升或繪制的曲線呈波浪起伏現(xiàn)象等。

縱觀其原因是多方面的:可能是因為測量誤差所造成的;也可能因為水準點或沉降觀測點被碰撞而不穩(wěn)，造成了沉降觀測點被抬高或水準點被壓低等等，對于觀測中出現(xiàn)的各種情況，要具體問題具體分析，并及時做出處理，以糾正觀測中出現(xiàn)的偏差。例如由于首次觀測成果存在較大誤差的原因。曲線在首次觀測后會發(fā)生先回升而后逐漸下降的現(xiàn)象，處理方法上可以將第二次觀測的成果作為首次的觀測成果，而將第一次觀測的成果作廢。

五、結(jié) 論

沉降觀測是建筑物、構(gòu)筑物建設、管理和營運過程中一個重要的環(huán)節(jié)，通過沉降觀測，及時發(fā)現(xiàn)影響建筑物安全的下沉現(xiàn)象，以便采取措施，保證建筑物使用安全，同時從中找到規(guī)律，為今后的設計、工程建設和科學研究服務。

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2012－04－17