填海區(qū)域建筑物沉降監(jiān)測淺談

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對填海造地區(qū)而言，地面沉降是無法回避的事實。填海區(qū)域原本為淤泥覆蓋，而填海土層也有很大一部分由淤泥、回填的松軟土層組成，在自然狀態(tài)下，這些含水量較高的軟土需要有一個較長時間的沉積過程，這期間地面會緩緩沉降，最終達到固結密實。對于填海區(qū)建筑工程來說，就算以最好的技術處理，沉降依然是客觀存在的。所以對填海區(qū)域建筑進行長期監(jiān)測，并最終公布數(shù)據(jù)結果，制定修復方案，是十分必要的。本文將對填海區(qū)建筑沉降監(jiān)測的內容、方法進行探討，不對監(jiān)測結果做結論性分析。

一、填海區(qū)域建筑工程沉降的原因

填海造地區(qū)建筑物出現(xiàn)沉降是多種因素的集合，較內陸建筑物的沉降因素更為復雜。填海區(qū)域建筑的沉降具有一般填土區(qū)域正常的沉降過程和原因，同時由于受到毗鄰海域潮汐的影響、海水和陸路地下水交融的作用、特殊地理環(huán)境和特殊地質結構的影響，沉降因素會增多。概括的說主要有如下因素：

1.1 常規(guī)因素

（1）建筑物地基土層分布不均勻，土質差別較大會發(fā)生建筑不均勻的沉降；

（2）建（構）筑物在不斷加荷作下的沉降；

（3）基礎附近地面荷載突然增減，基礎四周大量積水，長時間連續(xù)降雨等；

（4）加層、接建、臨近開挖、堆載等使地基應力發(fā)生顯著變化；

（5）抽水等原因使地下水發(fā)生急劇變化；

（6）施工因素對建(構)筑物引起的沉降。如施工在打樁和采用井點降低水位時，會使建(構)筑物基礎產生沉降、裂縫和位移等變形。

1.2 特殊因素

（1）海域潮汐影響毗鄰填海區(qū)建筑物沉降。潮汐現(xiàn)象最顯著的特點是有明顯的規(guī)律性，其實質上是一種長周期的波動現(xiàn)象，變化周期大致可分為半日潮、全日潮和混合潮，在一個周期中升降、漲落并不是均勻的，而是時快時慢。國外相關研究已表明，潮汐海平面動態(tài)變化會引起濱海地區(qū)地下水水位的周期性變化，而后者水位經周期平均后均高于不受潮汐影響的地下水穩(wěn)態(tài)水位。因此，填海區(qū)地下水位受潮汐的影響，長期處于不穩(wěn)定狀態(tài)，不穩(wěn)定的地下水對建筑物沉降有很大影響。

（2）填海造地區(qū)域地質結構相差懸殊引起建筑物沉降。大面積的填海場地，往往使同一建筑的部分基礎置于填海區(qū)，而另一部分基礎置于濱海區(qū)，如果沒有相應的解決方法也很容易使地基產生不均勻的沉降。

（3）填海區(qū)域地層沉積淤泥薄厚差異過大導致建筑物沉降。在大面積的灘涂上的人工填土區(qū)，常常使建筑物基礎置于薄厚不同的淤泥層上，如果處理不當會使地基產生不均勻的沉降。

二、填海區(qū)域建筑沉降監(jiān)測的特點

填海區(qū)域建筑沉降監(jiān)測除了具有一般意義上的特點外，更多的體現(xiàn)在：一是需要收集和利用的資料較多；二是觀測的密度需要加大；三是數(shù)據(jù)處理和分析要求更加嚴格。

2.1 需要收集和利用的資料較多

除了常規(guī)的資料收集和準備外，還要收集原始海圖、了解填海區(qū)原海底狀況，同時必須收集填海區(qū)毗鄰海域的潮汐圖表，以及收集填海區(qū)建筑的地面基礎處理手段及資料，以便制定監(jiān)測方案、監(jiān)測周期和在數(shù)據(jù)分析上的利用。

2.2 觀測的范圍、內容、密度需要加大

沉降觀測的最大特點本身就是重復觀測，而且要求每一周期的觀測方案都要盡量一致。但在填海區(qū)域建筑沉降監(jiān)測時，尚需增加如下的監(jiān)測內容：

（1）增加填海護坡及鄰近地面的沉降觀測。海岸護坡及鄰近地面的沉降觀測是填海區(qū)域建筑沉降監(jiān)測的一項重要的內容，海岸護坡及鄰近地面的沉降和移位將會波及填海區(qū)域建筑沉降，填海護坡及鄰近地面的沉降對填海區(qū)域建筑具有警示意義。

（2）增加在潮汐期變化周期間的觀測。潮汐可分為：半日潮、全日潮和混合潮三種類型。我們知道，高潮和低潮對護岸以及濱海陸地的侵蝕和沖擊是不同的，對填土區(qū)域建筑沉降的影響必然不同，所以我們應根據(jù)潮汐周期中的潮汐節(jié)點增加和布設觀測時點，以便從觀察數(shù)據(jù)分析中得出影響值。

2.3 數(shù)據(jù)處理和分析要求更加嚴格

在對沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)處理和分析時，需要包括海洋學在內的多學科知識的交叉融合，才能對沉降體進行合理的幾何分析和準確的物理解釋。

三、填海區(qū)域建筑沉降觀測的基本要求

由填海區(qū)域建筑沉降觀測的特點決定了填海區(qū)域建筑沉降監(jiān)測與內陸建筑物和構造物的沉降監(jiān)測有所不同，但是，基本要求與一般的沉降監(jiān)測則有相同之處。

3.1 儀器設備、人員素質的要求

根據(jù)填海區(qū)域建筑沉降觀測精度要求高的特點，為能精確地反映出建（構）筑物加荷下的沉降情況，典型精度要求一般要達到1mm 或相對精度達到10-6m，規(guī)定測量誤差小于變形值的l/10-1/20，為此要求沉降觀測應使用精密水準儀，水準尺也應使用受環(huán)境及溫差變化影響小的高精度水準尺，且儀器和設備不可更換。在首次觀測前要對所用儀器的各項指標進行檢測校正，必要時經計量單位予以鑒定。連續(xù)使用3-6個月后重新對所用儀器、設備進行檢校。作業(yè)人員應相對固定，能熟練掌握儀器的操作規(guī)程，熟悉測量理論，對實測過程中出現(xiàn)的異常問題能分析原因，并正確處理糾正。

3.2 觀測時間、周期的要求

填海區(qū)域建筑沉降觀測對時間有嚴格的限制條件，特別是首次觀測必須按時進行，其他各階段的復測，根據(jù)工程進展情況必須定時進行，不得漏測或補測，只有這樣，才能得到準確的沉降情況或規(guī)律。相鄰的兩次時間間隔稱為一個觀測周期，一般情況下通常是建筑物的沉降觀測按一定的時間段為一觀測周期(如：30 天/次)或按建筑物的加荷情況(如層數(shù))為一觀測周期。但是，填海區(qū)域建筑沉降觀測，在制定施測方案周期時必須考慮潮汐周期，根據(jù)潮汐周期中的節(jié)點制定施測方案和周期。

3.3 觀測點的要求

為了能夠反映出填海區(qū)域建（構）筑物的準確沉降情況，沉降觀測點要埋設在最能反映沉降特征且便于觀測的位置。一般要求建筑物上設置的沉降觀測點縱橫向要對稱，且相鄰點之間間距以15米-30米為宜，均勻地分布在建筑物的周圍。此外，埋設的沉降觀測點要符合各施工階段的觀測要求，特別要考慮到潮汐及海洋風力，對觀測點、觀測人員、儀器設備的不利影響。

3.4 施測要求

觀測時的環(huán)境條件應保持基本一致，觀測路線、鏡位、程序和方法要固定。以上要求的意義和目的是想在客觀上盡量減少觀測誤差的不定性，使所測的結果具有準確的趨向性，保證各次復測結果與首次觀測的結果可比性更一致，使所觀測的沉降量更真實。在觀測過程中，操作人員要相互配合，協(xié)調一致，認真仔細，步步校核。

3.5 沉降觀測精度的要求

根據(jù)建筑物的特性和建設、設計單位的要求選擇沉降觀測精度的等級。在無特殊要求情況下，一般建（構）筑物采用二等水準測量的觀測方法就能滿足沉降觀測精度的要求。

3.6 沉降觀測記錄要求

原始數(shù)據(jù)要真實錄載，同時要記錄相關的環(huán)境因素，比如：潮汐、水位、荷載、溫度、風力、降水等。

四、探討與思考

4.1 參與施工建設的測量工作

沉降觀測工作要求在基坑開挖前進行，貫穿于整個施工過程，并延續(xù)到工程建成后若干年，直到沉降現(xiàn)象基本停止為止。據(jù)此，我們認為若有可能沉降觀測人員應直接實施施工前期的測量工作，進行建筑基礎的放樣，掌握建筑平面位置和孔樁的放樣位置圖及其數(shù)據(jù)?；A施工完成后則測量基層上若干點的高程，與設計高程比較，檢查基層高程是否符合設計要求，整理觀測及計算數(shù)據(jù)值作為后期沉降分析的參照數(shù)據(jù)。

4.2 增加海岸區(qū)護坡及鄰近地面的沉降觀測

填海區(qū)護坡及鄰近地面的沉降和移位將會很快波及到填海區(qū)域建筑沉降，所以在對填海區(qū)域建筑進行監(jiān)測時，應對填海護坡及鄰近地面實施沉降觀測。這項觀測工作也是了解填海區(qū)建筑地基下不同深度、不同填土層受力的變形情況與受壓層的深度，以及了解潮汐對護坡及護坡對鄰近地面由近及遠的不同影響。這項觀測的方法與地基回彈觀測應基本相同，不同的是一般不應該在護坡樁較近位置設置監(jiān)測平行控制線。

4.3 確定建筑物沉降觀測精度的合理性

由于現(xiàn)行規(guī)范對施工過程的沉降觀測要求不明確，這使得施工者在建筑物沉降觀測精度選擇上隨意性增大，但是其精度的高低將直接關系到沉降結論的可信度。所以，對沉降觀測精度、觀測周期的選擇應以能系統(tǒng)反應所測建筑沉降的變化過程，且不遺漏其變化時刻為原則，并綜合考慮單位時間內沉降量的大小、沉降特征、觀測精度要求及外界因素影響情況，既不造成無謂的浪費，也能保證觀測結果的真實、準確和可靠。

[1]中華人民共和國建設部.JGJ8-2007《建筑變形測量規(guī)范》[S].北京：中國建設出版社.2007.

[2]國家測繪地理信息局職業(yè)技術鑒定指導中心《.注冊測繪師資格輔導教材》[J].北京：測繪出版社.2012-04.