沉降觀測的技術及應用

孫家輝

新鄉醫學院第一附屬醫院

    隨著建筑設計施工技術水平的日臻成熟完善，同時，也因土地資源日漸減少與人口增長之間日益突出的矛盾，高層及超高層建(構)筑物越來越多。為了保證建構筑物的正常使用壽命和建筑物的安全性，并為以后的勘察設計施工提供可靠的資料及相應的沉降參數，建筑物沉降觀測的必要性和重要性愈加明顯。

1、沉降觀測的基本要求

    (1)儀器設備、人員素質的要求。根據沉降觀測精度要求高的特點，為能精確地反映出建構筑物在不斷加荷作下的沉降隋況，一般規定測量的誤差應小于變形值的l/1 0—1/20，為此要求沉降觀測應使用精密水準儀(Sl或S05級)，水在不具備鋁合金水準尺的情況下，使用一般塔尺盡量使用第一段標尺。人員素質的要求，必須接受專業學習及技能培訓，熟練掌握儀器的操作規程，熟悉測量理論能針對不同工程特點、具體情況采用不同的觀測方法及觀測程序，對實施過程中出現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，做到按時、快速、精確地完成每次觀測任務。

    (2)觀測時間的要求。建構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據，而是整個觀測得不到完整的觀測意義。其他各階段的復測，根據工程進展情況必須定時進行，不得漏測或補測。

    (3)觀測點的要求。為了能夠反映出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l5m～30m為宜，均勻地分布在建筑物的周圍。通常情況下，建筑物設計圖紙上有專門的沉降觀測點布置圖。另外，埋設的沉降觀測點要符合各施工階段的觀測要求，特別要考慮到裝修裝飾階段因墻或柱飾面施工而破壞或掩蓋住觀測點，不能連續觀測而失去觀測意義。

    (4)沉降觀測的自始至終要遵循“五定”原則。在客觀上盡量減少觀測誤差的不定性，使所測的結果具有統一的趨向性，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。

    (5)施測要求。儀器、設備的操作方法與觀測程序要熟悉、正確。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。連續使用3～6個月重新對所用儀器、設備進行檢校。

    (6)沉降觀測精度的要求。根據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。再未有特除要求情況下，采用二等水準測量的觀測方法就能滿足沉降觀測的要求。

    (7)沉降觀測成果整理及計算要求。原始數據要真實可靠，記錄計算要符合施工測量規范的要求，依據正確，嚴謹有序，步步校核，結果有效的原則進行成果整理及計算。

2、具體施測程序及步驟

    (1)建立水準控制網。根據工程的特點布局、現場的環境條件制汀測量施測方案，由建設單位提供的水準控制點(或城市精密導線點)根據工程的測量施測方案和布網原則的要求建立水準控制網。

    (2)建立固定的觀測路線。由場區水準控制網，依據沉降觀測點的埋設要求或圖紙設計的沉降觀測點布點圖，確定沉降觀測點的位置。在控制點與沉降觀測點之間建立固定的觀測路線，并在架設儀器站點與轉點處作好標記樁，保證各次觀測均沿統一路線。

    (3)沉降觀測。根據編制的工程施測方案及確定的觀測周期，首次觀測應在觀測點安穩同后及時進行。一般高層建筑物有一或數層地下結構，首次觀測應自基礎開始，在基礎的縱橫軸線上(基礎局邊)按設計好的位置埋設沉降觀測點(臨時的)，等臨時觀測點穩固好，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，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在同期觀測兩次后決定。隨著結構每升高一層，臨時觀測點移上一層并進行觀測直到十0．00再按規定埋設永久觀測點(為便于觀測可將永久觀測點設于十500mm)。然后每施工一層就復測一次，直至竣工。

    (4)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。

    (5)統計表匯總。①根據各觀測周期平差計算的沉降量，列統計表，進行匯總；②繪制各觀測點的下沉曲線；③根據沉降量統計表和沉降曲線圖，我們可以預測建筑物的沉降趨勢，將建筑物的沉降情況及時的反饋到有關主管部門，正確地指導施工。特別座在沉陷性較大的地基上重要建筑物的不均勻沉降的觀測顯得更為重要。

    (6)觀測中的注意事項：①嚴格按測量規范的要求施測；②前后視觀測最好用同一水平尺； 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，且各觀測環境基本一致；⑤將各次所觀測沉降情況及時反饋有關部門，當建筑物每天(24h)連續沉降量超過lmm時應停止施工，會同有關部門采取應急措施。

3、探討的兩個問題

    (1)確定建筑物沉降觀測精度的合理性。由于現行規范對施工單位施工過程的沉降觀測要求不明朗，這對施工單位在建筑物沉降觀測精度選擇隨意性較大，但是精度的高低直接關系到沉降觀測成敗。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果的準確性。

    (2)在沉降觀測過程中，沉降量與時間關系曲線不是單邊下行光滑曲線，而是起伏狀現象，這就要分析原因，進行修正。

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：溫紅娟  劉紅娟  尹維維 編輯 文徑 審核)