建筑物沉降观测技术设计与实施

建筑物沉降观测技术设计与实施

张海洋  

中国建筑第二工程局有限公司核电建设分公司,广东 深圳 518000

摘  要

建筑物的沉降观测是指在实际工程中利用专业的仪器和适合的方法对观测对象（也称变形体）即工程建筑物的变形进行周期性的重复观测，通过观测到的数据来分析变形体的变形特征、预测变形体的变形趋势。本文简述了沉降观测的原理和沉降观测的基本要求，对沉降观测中用到的指标进行了说明，并着重介绍了沉降观测从观测方案设计到观测流程再到对观测成果按照规范进行分析的过程。对沉降观测过程中需要用到的一些方法和在观测过程中可能会遇到的情况的处理方法进行了阐述。

关键词：沉降观测观测流程 基本要求 沉降观测方法

1 引言

建筑业是我国经济发展的支柱，对我国未来的发展是不可或缺的。由此产生了一门被称为建筑业的眼睛的专业——测量专业，随着我国建筑业的发展，修建了许多复杂且大型的建筑物，这些都离不开测量学在其中的功劳。而测量学中的一门学科叫沉降监测就是因为建筑物在修建中或在使用中出现的变形而产生的。

建筑物的沉降监测就是发现建筑物出现的不均匀沉降，及时反馈报告，重新选择施工和养护方案。避免因为沉降的原因造成经济和生命财产的损失。

2 沉降监测概述

2.1 沉降监测

变形观测包括建筑物的垂直位移、建筑物的水平位移和倾斜，而垂直位移监测就是沉降监测，是指测定建筑物上预先设置好的变形监测点与高程基准点比较后的高程变化，就可以由此分析出建筑物的沉降差和沉降速率，再根据工程的需要通过测量的数据计算出建筑物在什么地方发生了变形，变形的情况如何。

2.2原因

建筑物沉降的原因有内部和外部两个方面。

内部原因是建筑物的内部结构设计不合理造成荷载分布不均，从而导致的不均匀沉降。此外，建筑物在施工过程中的作业方法不同，同样会导致荷载的分布与原本的设计不同，也会导致变形，这种变形虽然很小，但是对于高层建筑物累计下来也是不容小觑的，同时也是建筑物达到危险变形的一个重要原因。

外部原因有很多，例如地质构造复杂、天气变化太大、地下水位升降、建筑物荷载等，都是建筑物沉降的原因。

3沉降监测的基本要求

3.1对仪器设备、观测人员的要求

因为沉降观测所要求的精度和准确性非常高，对测量误差也要求要小于沉降值的到 ，所以沉降观测所用到的水准仪是精密水准仪，精度要求要达到S1或S05，

相应的水准尺要选择高精度、高稳定性的铟钢合金水准尺。

进行沉降观测作业的观测人员也要懂得相应的测量知识和理论方法，并且会熟练使用并了解测量仪器，面对不同的实地情况，可以采取相应有效的测量方法，出现的问题可以行之有效的解决，在取得测量数据后可以快速准确的完成结果分析，确保完成每一次的测量任务。 

3.2对观测点和观测周期的要求

沉降观测点的主要作用是为了准确的反映建筑物的沉降情况，所以沉降监测点的埋设情况会决定后面结果如何。如果埋设的不合适，那么就会导致沉降工作的工作量加大和影响观测精度。例如图3-1。沉降监测点主要埋设在建筑物的角点或柱基等能够代表建筑物的沉降特点和方便作业的地方，并且采用可以更加直观的表示出沉降特点的纵横向对称均匀的分布的方法，两点之间的距离也保持在15米到30米之间为宜。沉降监测点因为其用处特殊，所以在建筑物上要有着美观、隐蔽、耐用、牢固等特点,并且会有专门的图纸标明沉降点的具体位置，方便找寻。

为了能够找出指定的建筑物的沉降规律，会按照设计进行严格的周期性的沉降观测，这是沉降观测的主要工作。尤其是建筑物第一次的沉降观测，这是非常重要的，它不仅是以后每一次观测的用以比较的基础，也是达到沉降观测的目的的前提。而每一次选定时间来进行复测就是确定变形规律，复测必须按照规定的时间和要求来，如果有漏测，就可能得不到准确的沉降规律和沉降情况。

3.3沉降观测的“五定”原则

“五定”原则就是指：

1、沉降观测的基准点、工作基点、沉降观测点要稳定不动；

2、所用的仪器以及设备要固定，观测过程中不能更换其它的仪器设备；

3、观测的人员要固定，观测过程中观测人员不能调换；

4、观测时的外界环境条件基本一致；

5、观测路线和方法要与上次观测路线和方法一致；

遵守“五定”原则可以减少外界原因带来的其他误差和不稳定性，让测量结果可以更加接近于真实或者有一定的趋向性，让每一次的观测结果都于首次观测结果在比较时能够更加接近真实情况。

3.4沉降观测对外业和内业的要求

沉降监测的外业观测中，有以下几点注意事项：用于沉降观测的水准仪精度不能低于S1，在首次观测前要对仪器进行检校，使用3个月以上后就需要再次检校，连续使用时间不能超过6个月不检校。根据工程特点，选定合适相宜的观测等级和精度要求。在观测作业时，选用二等水准测量就可以满足大部分工程的要求了。

在每一次的观测结束后都要及时的整理出结果，为了保证结果的准确性，要求在观测过程中每一步都要按照规范要求来有序进行，及时检核观测结果的正确性，确保原始数据的真实有效。

4.沉降观测

4.2沉降观测主体流程

根据设计完成的沉降方案和确定的观测周期，首次观测应该在沉降点安装完成后进行，由于大多数建筑物会有地下基础结构，所以沉降观测首次观测是在基础上的特殊点埋设临时的观测点进行的。首次观测是重中之重，所以要求的精度比较高，也不能出错，因此首次观测的结果是取两次独立观测结果的中数。

伴随着工程进度的推进，布置的临时观测点要随着建筑物的修建向上布设临时观测点，直到上移到±0.000m的结构处埋设永久观测点，然后随着建筑物的修建，修建一层就利用永久观测点观测一次。等到建筑物修建完成后也要根据实际情况合理安排时间进行复测，一直到100天内的数据稳定在0.01m~0.04m之间。

4.3注意事项

沉降观测作业时应注意以下几点：

（1）观测应选择一个天气良好的时间段，并且要确保天气稳定，尽量避开恶劣天气。

（2）尽量在不转移测站的情况下尽可能多的测量观测点高程。

（3）为了减小i角误差的影响，前后视距应尽量相等，并且视距不能大于50m。

（4）工作前要按照要求对仪器进行检核，检测i角误差，并定期校正。

（5）测站应避开危险区域和对测量结果产生误差的区域，例如震动源、水面等。如果无法避开，震动源应停止工作。

（6）首次观测要进行2次观测并取中数，确保首次观测结果的准确性。

（7）在观测过程中要随时检核计算，读数快速果断。

4.4沉降量计算

在沉降观测的外业工作结束后，要及时的检差观测记录是否有错误的地方，及时重测。而后在用软件进行平差计算，依据每一点的高程，就可以算出监测点的沉降量。

沉降量的计算：本期沉降高程–上一期观测高程=本期沉降量

本期沉降高程–第一期观测高程=累计沉降量

沉降量÷沉降周期=沉降速率

5．结论

在沉降量结果出来后，就要对各个监测点的沉降量和沉降速率进行制表统计，装订成册。绘制各个观测点的下沉曲线图可以得到对应荷载的沉降曲线。然后根据沉降曲线和沉降量统计表对建筑物的沉降态势进行分析，为了让建筑物的施工更加合理安全，在沉降结果分析出来后要及时的报告给相关负责人或相关部门

建筑物的沉降报告不仅仅可以指导施工，在对建筑物沉降结果的成果分析中，我们还可以找出影响类似地区建筑物沉降的主要因素，为勘察设计的单位提供了宝贵的沉降资料。

参考文献

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[2]李玉洁，刘晓明，迁徙建筑物沉降观测技术及常用方法研究[J],建筑规划与设计，2016.03：160-162.

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[4]王红,贾建功,冼明,沉降观测技术在建筑施工中的应用[J],河南水利与南水北调,2007（6）：67.

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