淺析沉降觀測技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用

摘要：為保證建筑物的正常使用壽命和建筑物的安全性，掌握建筑物沉降變形規(guī)律，建筑物沉降觀測顯得尤為重要，文章圍繞沉降觀測技術(shù)在工程用的實(shí)施方法進(jìn)行分析探討

關(guān)鍵詞：沉降觀測；應(yīng)用；工程

1.沉降觀測的基本概述

1.1 沉降觀測的相關(guān)規(guī)定

沉降觀測技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用要求是多方面的，包括合格的儀器設(shè)備、較高的技術(shù)人員素質(zhì)、良好的觀測時間控制能力、精準(zhǔn)的觀測點(diǎn)、嚴(yán)格的觀測遵循原則、較高的沉降觀測精確度等。高要求的目的是為了使沉降觀測技術(shù)能夠科學(xué)有效地反應(yīng)建筑的變化，確保建筑物安全、堅(jiān)固。

在實(shí)際觀測過程中，應(yīng)使用專用的高精度銦合金水準(zhǔn)尺和高精密水準(zhǔn)儀（不低于N2 級別）；沉降觀測基準(zhǔn)點(diǎn)要在建筑物周圍均勻?qū)ΨQ分布，且相鄰兩點(diǎn)之間的間距控制在15～30 m；觀測點(diǎn)的設(shè)置要嚴(yán)格按照《工程測量規(guī)范》和《建筑變形測量規(guī)范》規(guī)定的要求設(shè)置；觀測點(diǎn)高程的精度采用二級變形觀測的精度要求，即測站高差中誤差小于±0.5 mm；觀測的次數(shù)與間隔應(yīng)根據(jù)地基和加荷情況而確定；儀器檢查校驗(yàn)和線路觀測選擇按照相應(yīng)的精度等級的測量程序進(jìn)行。各項(xiàng)觀測指標(biāo)嚴(yán)格按照要求規(guī)定，如前后視距在30 m 內(nèi)，前后視距差要不大于1.0 m，前后視距累積差控制在3 m 內(nèi)；往返交叉、附和或環(huán)線閉合差為△h=Σa-Σb≤1 （n 為測站數(shù)）；沉降觀測點(diǎn)相對于后視點(diǎn)的高差在1.0 mm 以內(nèi)。

1.2 深基坑位移觀測方法及其注意事項(xiàng)

進(jìn)行深基坑位移觀測方法是，我們可根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境選擇使用視準(zhǔn)線法、測小角法、前方交會法或極坐標(biāo)法。

其中，視準(zhǔn)線法所用設(shè)備普通，操作簡便，費(fèi)用少。測小腳法則是常見的一種測量方式。測小角法是利用精密經(jīng)緯儀精確地測出基準(zhǔn)線方向與置鏡點(diǎn)到觀測點(diǎn)的視線方向之間所夾的小角，從而計(jì)算觀測點(diǎn)相對于基準(zhǔn)線的偏離值，兩次測量的偏離值之差即為觀測點(diǎn)的位移。前方交會法則適宜于人員無法到達(dá)或無法立鏡的目標(biāo)。在使用前方交會法的時候，往往由于測站的不同，使得同一目標(biāo)的觀測部位很難統(tǒng)一，從而導(dǎo)致點(diǎn)位精度會進(jìn)一步降低。全站儀極坐標(biāo)法是新規(guī)范增加的一種變形觀測方法，這種方法也是當(dāng)前深基坑位移觀測工作中最長用的方法。

在深基坑位移觀測的進(jìn)程中，也必須注意幾個關(guān)鍵事項(xiàng)。首先，在選擇全站儀和三角對中桿的過程中，必須保證其安全等級與相應(yīng)精度符合標(biāo)準(zhǔn)，對儀器設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格篩選；其次，在設(shè)站時，儀器也必須保持精確地對中整平，因?yàn)椴徽綄?dǎo)致觀測精度有所偏差；最后，儀器自身的溫度也應(yīng)當(dāng)與環(huán)境溫度所接近，儀器檢測過程中的氣派可能會由于溫差而產(chǎn)生偏離，從而影響結(jié)果。總之，應(yīng)盡量少轉(zhuǎn)站并創(chuàng)造條件以遵守“長邊控制短邊的原則”。在通視條件良好且沒有障礙物遮擋的條件下，工作人員在觀測時可以將全站儀直接架設(shè)在己知點(diǎn)上。而在有障礙物遮擋的情況下，則最好選擇將儀器直接架設(shè)在某適當(dāng)?shù)奈恢锰帯?/p>

2.沉降觀測的具體步驟

2.1 建立監(jiān)測控制網(wǎng)

布置觀測基準(zhǔn)點(diǎn)時應(yīng)該注意水準(zhǔn)點(diǎn)要布置在地面開挖、沉降或者振動的范圍之外。在場區(qū)范圍內(nèi)任何地方架設(shè)儀器都至少能看到兩個水準(zhǔn)點(diǎn)，場區(qū)內(nèi)各水準(zhǔn)點(diǎn)能夠構(gòu)成閉合圖形。

2.2 沉降觀測

首次觀測應(yīng)該從建筑基礎(chǔ)開始，每個觀測點(diǎn)第一次的高程在同一時期觀測兩次后決定；然后每完成一層施工的3天后重新測試一次。工程竣工后也要保持足夠的沉降觀測次數(shù)。一般來說，沙土地基要觀測兩年時間，具有沉陷特點(diǎn)的地基要測五年，軟土地基則要觀測十年，直至建筑不再下沉。不過還要根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況調(diào)整觀測次數(shù)，針對問題嚴(yán)重地建筑物應(yīng)增加觀測次數(shù)和觀測時間。

2.3匯總數(shù)據(jù)

制作表格匯總觀測所得的數(shù)據(jù)建立坐標(biāo)軸，連接沉降量和載荷值就可以得到下沉曲線。

3.建筑施工中沉降觀測技術(shù)存在的問題

3.1 沉降觀測結(jié)果存在浮動現(xiàn)象，無法控制

無論哪一類的建筑施工，都要對地表進(jìn)行開挖。地面的表層被開挖以后就會改變地面原有的形態(tài)，使得土地變得松散。如果在接下來的施工中不回填泥土并壓實(shí)，就無法使建筑地面下的泥土恢復(fù)到開挖前的密實(shí)形態(tài)。同時，隨著工程施工進(jìn)度的不斷進(jìn)展，建筑物的高度和地表的荷載不斷地增加，加大了對地基的壓力。使得地基土慢慢地被壓縮，這樣就給建筑物的沉降創(chuàng)造了條件。由于施工時各種施工設(shè)備都會對地下產(chǎn)生振動效應(yīng)，會對地基土產(chǎn)生一定的影響，也會導(dǎo)致它松散不密實(shí)。

3.2 沉降量與下沉曲線的變化

在觀測沉降量及下沉曲線時，發(fā)現(xiàn)下沉曲線并不是保持正方向或者反方向變動時，常常會出現(xiàn)如下一些現(xiàn)象：曲線可能會從中間的某一點(diǎn)逐漸回升或者在中間某點(diǎn)突然回升；在首次觀測后，下沉曲線可能會出現(xiàn)回升現(xiàn)象；曲線有時會出現(xiàn)波浪起伏現(xiàn)象。這些現(xiàn)象的存在說明，一些人為或者非人為因素影響了對建筑物的沉降觀測結(jié)果。

3.3 建筑單位對沉降觀測的重要性認(rèn)識不足

（1）在沉降觀測的觀測點(diǎn)布局中，觀測點(diǎn)的布點(diǎn)位置和設(shè)置沒有滿足規(guī)定要求；（2）施工勘察設(shè)計(jì)部在設(shè)計(jì)相關(guān)圖紙時，沒有在設(shè)計(jì)圖紙上標(biāo)明對施工工程沉降觀測的要求；（3）在觀測時間和觀測次數(shù)上，建筑施工企業(yè)單位沒有達(dá)到相關(guān)的設(shè)計(jì)要求以及規(guī)范規(guī)定；（4）在沉降觀測的過程中，沒有嚴(yán)格按照相關(guān)的規(guī)定和技術(shù)要求進(jìn)行精確的沉降觀測；（5）有些建筑單位為了敷衍了事，減少成本開銷，在沒有進(jìn)行沉降觀測的基礎(chǔ)上對建筑沉降觀測的記錄憑空填報(bào)，弄虛作假糊弄上級。由于建筑施工單位對沉降觀測的重要性認(rèn)識不足，因此沒有將對建筑物的沉降觀測貫徹落實(shí)到建筑施工當(dāng)中，忽略了對施工建筑安全性和堅(jiān)固性的關(guān)注。

4.增強(qiáng)沉降觀測的精確度

4.1 正確設(shè)置沉降觀測點(diǎn)

沉降觀測點(diǎn)的設(shè)置是沉降觀測工作的第一步也是沉降觀測數(shù)據(jù)精確的保證，觀測點(diǎn)設(shè)置的好壞會直接影響觀測工作的效率。針對不同類型的建筑物要合理選擇不同的設(shè)置方法：如果是地基為箱形形狀的高層建筑物，沉降觀測點(diǎn)應(yīng)沿著縱、橫軸以及地基周邊的位置進(jìn)行設(shè)置；如果是磚墻承重的建筑物，沉降觀測點(diǎn)要沿墻每隔8～10 m 設(shè)置；如果建筑物的寬度大于1 m 時，也要在內(nèi)墻合適的位置設(shè)立觀測點(diǎn)；如果是框架結(jié)構(gòu)的建筑物，沉降觀測點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在部分柱基及每一個樁基的上部；如果是舊有的建筑物增建擴(kuò)建，觀測點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在連接處的兩邊。

4.2 加強(qiáng)工作人員的素質(zhì)培訓(xùn)

加強(qiáng)工作人員的意識，端正工作人員的態(tài)度，增強(qiáng)工作人員的專業(yè)能力，使其對每一次的觀測行為都能夠抱著認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度。同時也要加強(qiáng)工作人員的應(yīng)變能力，面對現(xiàn)實(shí)狀況中發(fā)生的特殊情況能夠靈活應(yīng)變妥善處理。

4.3 做好觀測數(shù)據(jù)復(fù)核工作

針對基面±0.000 的沉降量，可以通過對比施工前預(yù)先設(shè)置的沉降觀測和地下室頂板來判斷相應(yīng)的差值與相應(yīng)部位的沉降或者與同一周期觀測所得的累積沉降是否吻合。針對垂直度的復(fù)核，可以通過比較施工工程各角度實(shí)際垂直度與通過分析沉降觀測所得的數(shù)據(jù)計(jì)算出的建筑物垂直度進(jìn)行復(fù)核。除此以外，要注重觀測次數(shù)和觀測時間的選擇。選擇高精度的觀測儀器，做好觀測數(shù)據(jù)的記錄整理工作，以便保證沉降觀測數(shù)據(jù)的精確性。

5.結(jié)語

實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，做好沉降觀測工作就能夠延長建筑物的正常使用壽命及保障施工工程的安全性和施工人員的安全性，從而促使我國的建筑行業(yè)安全快速、科學(xué)和諧地發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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