高層建筑沉降觀測精度的影響因素

鎮江市丹徒區 建筑工程質量檢測中心 于 波 陳 濼

高層建筑沉降觀測精度的影響因素

鎮江市丹徒區 建筑工程質量檢測中心 于 波 陳 濼

近年來，高層建筑物日益增多。這些大型高層建筑物的興建，改變了地面原有狀態，對建筑物地基也造成一定壓力，引起地基及周圍底層的變形。為確保高層建筑物的正常使用及安全性，并未以后的設計施工提供可靠地參數，對其進行沉降變形觀測是一項不容忽視的工作。其中，對建筑物沉降觀測精度要求的必要性和重要性日益明顯。

一、建筑物沉降觀測精度要求

1. 觀測指標要求。對建筑物沉降觀測精度的等級和各項指標要求，需要根據建筑物的特性、建設單位及設計單位的要求進行選擇。除特殊要求外，在高層建筑物施工過程中，沉降觀測方法一般采用二等水準測量。往返交差、附和或環線閉合差為：Δh=∑a－∑b≤1/n（n表示測站數）；或Δh=∑a－∑b≤1/L，（L表示觀測路線距離）。前后視距≤3 m，前后視距差≤1 m，前后視距累積差≤3 m。沉降觀測點相對于后視點的高差容差≤1 m，水準儀的精度≥DS3級別。

2. 施工測量要求。操作人員要正確使用測量儀器和設備，熟練操作方法和觀測程序。首次觀測前，所用儀器的各項指標要進行檢測、校正，必要時由計量單位進行鑒定。儀器連續使用3～6月后，需重新進行檢校。

二、國家規范要求的沉降觀測級別

進行建筑物沉降觀測時，選擇合理的沉降觀測精度等級十分重要。除特殊要求外，高層建構物的施工一般選擇二等水準測量的觀測方法，便能達到沉降觀測要求。國家規范對變形測量的等級劃分及精度要求詳見表1。

表1 形變測量的等級劃分及精度要求

三、影響沉降觀測精度的因素

1. 測量儀器的選擇。在沉降測量儀器的選擇中，特級或一級沉降觀測，應選擇精密水準儀，如DSN05或DS05，以及高精度線條式銦瓦合金水準尺；二級沉降觀測，應選擇精密水準儀，如DS1或DS05，以及高精度線條式銦瓦合金水準尺；三級沉降觀測，可選擇塔尺底面完好且尺身無變形的DS3型水準尺。精度不夠的儀器，由于本身誤差較大，累計每次的觀測結果誤差、相差值就更大。所以，測量儀器應按精度要求進行選擇并定期檢測，減少測量結果的誤差。相對于一般的水準測量，沉降水準測量的精度要求更高。正常情況下，建筑物的沉降量一般較小，若精度觀測不高，很難反映沉降規律。因此，在沉降觀測施工前，要根據預計的沉降量和測量精度，確定沉降測量的等級，以及與之相適應的外業觀測水準儀與水準尺。

2. 測量技術。測量人員的專業素質、技術水平大大地影響著觀測精度，組織測量人員進行專業學習，加強技能培訓十分重要。只有熟練掌握儀器的操作規程和測量理論，才能針對不同工程特點和具體情況采用不同的觀測方法和觀測程序，才能準確分析實施過程中出現的問題，并且正確運用誤差理論進行平差計算，按時、快速、精確地完成觀測任務。

3. 外界條件。觀測儀器和觀測視野也會受到氣溫和氣候的影響。因此，最好選擇同一時段進行每次一個來回的觀測。此外，觀測時所處的外界條件如溫度、濕度、風力、陽光照射等因素，其變化時也會影響觀測結果，導致觀測值出現誤差。

4. 觀測時間。觀測時間對建筑物的沉降觀測也具有較大影響，因此，對于觀測時間的要求非常嚴格，尤其是首次觀測必須按時進行。通常選擇在基礎底板或±0.000時進行，以能正確反映沉降情況并取得原始數據。缺乏完整的數據，則整個觀測便失去了意義。工程各個階段的復測也必須按時進行，禁止漏測或補測，以確保沉降情況或規律的準確性。一個觀測周期是指相鄰的兩次時間間隔。大多數高層建筑物的沉降觀測，以一定時間段或按照建筑物的加荷情況每升高一層（或數層）為一觀測周期，但是任何方式都必須按照施測方案中規定的觀測周期準時進行測量。觀測時間的確定大大影響著最后產生的分析結果，很多偶然性數據對于分析結果影響很大。

5. 觀測成果分析。觀測工作結束后便要進行成果分析。內業計算時，位移量的數值取位以及嚴密平差方法都會影響分析結果，因此，數值的位數要按計算要求取舍。變形分析包括水準基點的穩定性分析、沉降觀測點觀測成果的線性分析以及建筑物運行分析。其中，水準基點的穩定性分析選用3次復測成果，通過比較和N（0.22）的μ檢查方法進行對比分析。分析過程中，利用不同時間段的觀測平差結果，求增差值之變差Δh。若平差之變值Δh＜兩倍高程中誤差則表示無明顯變動，否則表示有明顯變動。

四、提高沉降觀測精度的方法

提高高層建筑沉降觀測精度，要從影響沉降觀測的相關因素進行控制：測量誤差應小于變形值的5%～10%，使用精密水準儀并對其進行定期的全面檢核，每次觀測前檢查并校正測量儀器。加強對測量人員的技能培訓，使其熟練操作測量儀器，并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分析原因并正確運用誤差理論進行平差計算，出色地完成每次的觀測任務。嚴格控制觀測時間和相關限制條件，觀測時要求在成像清晰、穩定的時間內進行，同時盡量不轉站，視線長度應＜50 m，保持前視和后視的距離相等。

五、結論

隨著社會的發展及高層建筑的增多，人們對高層建筑的需求日益加大。專業技術人員只有保證了高層建筑物的沉降觀測第一手資料的準確性和精確性，才能在施工、竣工驗收及竣工后，科學地檢驗建筑物的施工質量，因此，有效提高建筑物沉降觀測的精度，對其安全提供可靠的預測與預報，具有較深遠的影響。