構(gòu)筑物沉降觀測技術(shù)

李光

在中型構(gòu)筑物工程的施工中，我認識到沉降觀測及控制是不少或缺的工作，它不僅關(guān)系到施工質(zhì)量，更關(guān)系到工程安全，使我們?nèi)粘Ｊ┕ぶ?，卻往往被忽視，現(xiàn)就沉降觀測的有關(guān)知識作一探討。

一、設(shè)計及選材

（一）儀器設(shè)備的要求

根據(jù)沉降觀測精度要求高的特點，為能精確地反映出構(gòu)筑物在不斷加荷作下的沉降情況，一般規(guī)定測量的誤差應(yīng)小于變形值的1/10～1/20，為此要求沉降觀測應(yīng)使用精密水準儀（S1或S05級），塔尺盡量使用第一段標尺。

（二）人員素質(zhì)的要求

觀測人員必須接受專業(yè)學習及技能培訓，熟練掌握儀器的操作規(guī)程，對實施過程中出現(xiàn)的問題能夠會分析原因并正確的運用誤差理論進行平差計算。

（三）觀測時間的要求

構(gòu)筑物的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，否則沉降觀測得不到原始數(shù)據(jù)，而使整個觀測過程失去意義。

（四）觀測點的要求

構(gòu)筑物的沉降情況，沉降觀測點要埋設(shè)在最能反映沉降特征且便于觀測的位置。一般要求構(gòu)筑物上設(shè)置的沉降觀測點縱橫向要對稱，且相鄰點之間以45度（或30度）角為宜，均勻地分布在構(gòu)筑物的周圍。通常情況下，構(gòu)筑物設(shè)計圖紙上有專門的沉降觀測點布置圖。

（五）遵循“五定”原則

沉降觀測的自始至終要遵循“五定”的原則，即通常所說的沉降觀測依據(jù)的基準點、工作基點和被觀測物上的沉降觀測點，點位要穩(wěn)定：所用儀器、設(shè)備要穩(wěn)定；觀測人員要穩(wěn)定；觀測時的環(huán)境條件基本一致；觀測路線、鏡位、程序和方法要固定。以上措施在客觀上盡量減少觀測誤差的不定性，使所測的結(jié)果具有統(tǒng)一的趨向性，保證各次復測結(jié)果與首次觀測的結(jié)果可比性更一致，使所觀測的沉降量更真實。

（六）沉降觀測精度的要求

根據(jù)筑物的特性和建設(shè)、設(shè)計單位的要求選擇沉降觀測精度的等級。在沒有特殊要求情況下，一般采用二等水準測量的觀測方法就能滿足沉降觀測的要求。

二、具體施測程序及步驟

（一）建立水準控制網(wǎng)

根據(jù)工程的特點布局、現(xiàn)場的環(huán)境條件制訂測量施測方案，由建設(shè)單位提供的水準控制點根據(jù)工程的測量施測方案和布網(wǎng)原則的要求建立水準控制網(wǎng)。

（1）一般高層構(gòu)筑物周圍要對稱布置四個以上水準點，水準點的間距不大于30m。

（2）在場區(qū)內(nèi)任何地方架設(shè)儀器至少后視到兩個水準點，并且場區(qū)內(nèi)各水準點構(gòu)成閉合圖形，以便閉合檢校。

（3）各水準點要設(shè)在構(gòu)筑物開挖、地面沉降和震動區(qū)范圍之外。

（二）建立固定的觀測路線

由場區(qū)水準控制網(wǎng)，依據(jù)沉降觀測點的埋設(shè)要求或圖紙設(shè)計的沉降觀測點布點圖，確定沉降觀測點的位置。

（三） 沉降觀測

首次觀測應(yīng)在觀測點安穩(wěn)固后及時進行。首次觀測自基礎(chǔ)開始，在基礎(chǔ)的縱橫軸線上（基礎(chǔ)周邊）按設(shè)計好的位置埋設(shè)沉降觀測點（臨時的），等臨時觀測點穩(wěn)固好，進行首次觀測。首次觀測的沉降觀測點高程值是以后各次觀測用以比較的基礎(chǔ)，其精度要求非常高，施測時一般用N2或N3級精密水準儀。并且要求每個觀測點首次高程應(yīng)在同期觀測兩次后決定，為便于觀測，可將永久觀測點設(shè)于？00mm。然后每施工一模就復測一次，直至竣工。

（四）計算

將各次觀測記錄整理檢查無誤后，進行平差計算，求出各次每個觀測點的高程值。從而確定出沉降量。

某個觀測點n的每周期沉降量：△cn=Hn，（H表示每周期沉降量，n為某一個觀測點號）。

Hn-1表示n觀測點第1周期沉降量（I=1，2，3 ……表示觀測周期數(shù)）。

H1=H0（H0為參照基準點，H1為首次觀測點的沉降量）。

則n觀測點累計沉降量為：△Cn=∑△cn-lo。

（五）統(tǒng)計表匯總

（1）根據(jù)各觀測周期平差計算的沉降量，列統(tǒng)計表，進行匯總。

（2）繪制各觀測點的下沉曲線。首先建立下沉曲線坐標，橫坐標為時間，縱坐標上半部為荷載值，下半部為各沉降觀測周期的沉降量。將統(tǒng)計表中各觀測點對應(yīng)的觀測周期所測得沉降量畫于坐標中，并將相應(yīng)的荷載值也畫于坐標中，連線，就得到對應(yīng)于荷載值的沉降曲線。

（3）根據(jù)沉降量統(tǒng)計表和沉降曲線圖，我們可以預測構(gòu)筑物的沉降趨勢，正確地指導施工。通過對沉降觀測的成果分析，我們還可以找出同一地區(qū)類似結(jié)構(gòu)形式構(gòu)筑物沉降的主要影響因素，為編好施工組織設(shè)計大有裨益，同樣也為勘察設(shè)計單位提供寶貴的一手資料，設(shè)計出更完善的工程項目。

（六）觀測中的注意事項

（1）嚴格按測量規(guī)范的要求施測。（2）前后視觀測用同一水平尺。（3）各次觀測必須按照固定的觀測路線進行。（4）觀測時要避免陽光直射，且各觀測環(huán)境基本一致。（5）成像清晰、穩(wěn)定時再讀數(shù)。（6）隨時觀測，隨時檢核計算，觀測時要一氣呵成。（7）在雨季前后要聯(lián)測，檢查水準點的標高是否有變動。（8）將各次所觀測沉降情況及時反饋有關(guān)部門，當構(gòu)筑物一天（24h）連續(xù)沉降量超過1mm時應(yīng)停止施工，會同有關(guān)部門采取應(yīng)急措施。

三、探討的兩個問題

（一）確定構(gòu)筑物沉降觀測精度的合理性

由于現(xiàn)行規(guī)范對施工單位施工過程的沉降觀測要求不明確，使得施工單位構(gòu)筑物沉降觀測精度選擇上隨意性較大，但是精度的高低直接影響沉降觀測成果。對沉降觀測精度選擇既不能太高也不能太低，要合理適宜，適合工程特性的需要。既不造成無謂的浪費也要保證觀測結(jié)果的準確性。這樣，本人認為一般高層及重要的建（構(gòu)）筑物在首次觀測過程中適用精密儀器的設(shè)備（高級水準儀、合金尺等）在？.00以上部分按二等以上水準測量方法，采用放大率倍數(shù)較大的S2或S3水準儀進行觀測，這樣可以測出較理想的結(jié)果。

（二）曲線修正

在沉降觀測過程中，沉降量與時問關(guān)系曲線不是單邊下行光滑曲線，往往呈現(xiàn)起伏狀。這就分析原因，進行修正。

（1）第二次觀測出現(xiàn)回升，而以后各次觀測又逐漸下降?？赡苁鞘状斡^測精過低，若回升超過5mm時，第一次觀測作廢，若回升5mm內(nèi)，第二次與第一次調(diào)整標高一致。

（2）曲線在某點突然回升。原因：水準點或觀測點被觸動所致，且水準點被觸動后標高低于觸前標高，或觀測點觸后高于觸前。處理措施：取相鄰另一觀測點的相同期間沉降量作為被觸動觀測點之沉降量。

（3）曲線自某點漸漸回升。原因：一般是水準點下沉所致。處理措施：確定水準點下沉值，與高級水準點復合測量，確定下沉值。