高層建筑沉降觀測中應注意的幾個問題

劉齊君　李　紅

[摘 要]高層建筑沉降觀測精度應根據《工程測量規范》（GB50026-93）中對建筑物等級的劃分確定，當劃分不明確時，首次觀測采用精密水準儀按二等以上水準測量觀測，以后用S2或S3進行觀測。在建筑物施工過程中，應根據不同階段特點進行沉降觀測點的轉換。當建筑物最后三次觀測的沉降量小于2√2倍測量中誤差，或者沉降速度小于0．01－0．04mm/d時，即可認為建筑物沉降趨于穩定。

[關鍵詞]觀測精度 點位轉換 曲線校正 穩定判斷

隨著社會的不斷進步，建筑設計施工技術水平的日臻成熟、完善，同時加上土地資源日漸減少與人口迅猛增長之間矛盾的日益突出，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（構）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（構）筑物沉降觀測的必要性和重要性便愈加突顯。特別是在高層建筑物施工過程中應用沉降觀測加強過程監控，指導合理的施工工序，預防在施工過程中出現不均勻沉降，及時反饋信息為勘察設計施工部門提供詳盡的一手資料，避免因沉降原因造成建筑物主體結構的破壞或產生影響結構使用功能的裂縫，造成巨大的經濟損失，就顯得更為重要。

我國現行規范也規定，高層建筑物、高聳構筑物、重要古建筑物及連續生產設施基礎、動力設備基礎、滑坡監測等均要進行沉降觀測。而實際生產中，各建筑企業對建（構）筑物的沉降觀測并沒有足夠重視，起碼說不規范，有些概念性的東西不清晰。

筆者根據自己多年在高層建筑施工過程中沉降觀測的實踐經驗，在此淺談一點管窺之見。

一、沉降觀測精度合理性的確定

高層建筑圖紙一般都設計有沉降觀測點，但是對觀測精度并未有具體要求，《工程測量規范》（GB50026-93）中觀測精度的確定是按建筑物等級劃分的，但圖紙對建筑物的等級劃分有比較模糊，施工單位施工過程的沉降觀測精度要求不明朗，施工單位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。

一般規定測量的誤差應小于變形值的1/101／20，為此要求沉降觀測應使用精密水準儀(S1或S05級)，水準尺也應使用受環境及溫差變化影肉小的高精度銦 合金水準尺。在不具備銦合金水準尺的情況下，使用一般塔尺盡量使用第一段標尺。

本人認為一般高層及重要的建(構)筑物在首次觀測過程中適用精密儀器的設備(高級水準儀、銦 合金尺等)在±0．00以上部分按二等以上水準測量方法，采用放大率倍數較大的S2或S3水準儀進行觀測，也可以測出較理想的結果。

二等水準測量各項觀測指標要求如下：

1．往返較差 、附和或環線閉合差： △h＝∑a-∑b≤l√n，表示測站數。(或△h＝∑a-∑b≤1.0√L， L表示觀測路線距離)

2．前后視距 ： ≤30m

3．前后視距差 ： ≤1.0m

4．前后視距累積差 ≤3.0m

5．沉降觀測點相對于后視點的高差容差 ：≤1.0mm

6．水準儀的精度不低于N2級別

二、沉降觀測曲線的校正

建筑物沉降觀測結束后應根據觀測數據及時繪制各點沉降觀測曲線。

首先建立下沉曲線坐標系，橫坐標為時間坐標，縱坐標上半部為荷載值（當荷載值不明確或不便計算時可用層數替代荷載值），下半部為各沉降觀測周期的沉降量。將各觀測點對應的觀測周期所測得沉降量畫于坐標中，并將相應的荷載值也畫于坐標中，連線，就得到對應于荷載值的沉降曲線。

根據沉降曲線圖，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。特別是對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。

我們也可以利用沉降曲線計算出因地基不均勻沉降引起的建筑物傾斜度：q=│△Cm-△Cn│/Lmn，△Cm,△Cn分別為m，n點的總沉降量，Lmn為m，n點的距離。

但在沉降觀測過程中，沉降量與時間關系曲線往往不是單邊下行光滑曲線，而是起伏狀現象。針對這種現象應認真分析原因，進行修正，否則將影響對建筑物沉降規律的判斷。筆者淺談一點經驗 ：

1．第二次觀測出現回升，而以后各次觀測又逐漸下降。可能是首次觀測精過低，若回升超過5mm時，第一次觀測作廢，若回升5mm內，將第二次觀測標高調整為第一次觀測標高。

2．曲線在某點突然回升。

原因：水準點或觀測點被碰動所致，且水準點碰動后標高低于碰前標高，觀測點碰后高于碰前。

處理措施：取相鄰另一觀測點的相同期間沉降量作為被碰觀測點之沉降量。

3．曲線自某點起漸漸回升

原因：一般是水準點下沉所致。

措施：確定水準點下沉值。與高級水準點符合測量，確定下沉量。

三、沉降觀測點的轉換

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1530米為宜，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。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。當建筑物進入裝修裝飾階段后，因墻或柱飾面施工而破壞或掩蓋住觀測點，造成不能連續觀測從而失去觀測意義。但高層建筑的地下室多為地下停車場或設備用房，通視條件都比較好，沉降點位不易破壞，根據筆者多年作法如下：當建筑物主體結構驗收完后，將沉降觀測點重新移至地下室，以保證觀測的連續性。

四、沉降穩定的判斷

建筑物沉降觀測周期是變化的，在施工階段頻率大些，應按設計規定觀測，竣工后應視地基土類型和沉降速度大小而定，一般情況下，可在第一年觀測4次，可在第二年觀測2次，可在第三年后每年觀測1次，直到穩定為止。觀測年限一般不少于如下規定：砂土地基2年，膨脹土地基3年，粘土地基5年，軟土地基10年。

關于沉降穩定的判斷目前尚沒統一標準，有根據測量曲率判斷的，有根據傾斜率判斷的，但都比較麻煩。筆者認為中國建筑工業出版社出版的《土木工程監測技術》中關于沉降穩定的判斷標準比較實用，具體標準如下：

1．重點觀測，若最后三個周期觀測中沉降觀測量不大于2√2倍測量中誤差即可認為以進入穩定階段。

2．一般觀測工程若沉降速度小于0．01－0．04mm/d即可認為進入穩定階段。

參考文獻

[1]《工程測量規范》（GB50026-93），國家技術監督局、建設部1993年頒布實施。

[2]夏才初、潘國榮編著，《土木工程監測技術》，中國建筑工業出版社2003年出版。