探究提高建筑物沉降觀測精度的方法及措施

余周佑

安慶市勘察測繪院，安徽安慶 246001

造成建筑物發生沉降的原因有很多，一般情況是由于建筑物的土壤結構與地基結構變化而導致建筑物出現變形。另外，由于大氣溫度、地下水位以及地基等自然因素變化，建筑物的自身結構與荷載也會因受到一定影響而出現一些變化，土壤結構與建筑地基都會受到荷載作用力的影響而導致建筑物發生變化。要是建筑物變形程度超出了相關的規定標準，就需要對其進行拆除，因為這類建筑物存在著很大的安全隱患，會對民眾的生命安全造成威脅。

1 建筑物沉降變形的監測

1.1 沉降觀測精度控制過程中存在的問題

目前建筑沉降觀測在控制過程方面主要存在著三大問題：首先，圖紙設計方沒有依據相關規定要求制定出關于沉降觀測的具體要求，也沒有在圖紙當中標注出來；其次，施工人員在施工中沒有將觀測點進行合理的設置。在觀測時缺乏時間觀念，沒有注意到觀測的重點就在于對觀測時間的把握，甚至發生對沉降觀測記錄的數據謊報與隨意捏造的問題。而在工程完工之后，在交付使用前，由于施工方沒有足夠的經驗，因而很容易遺漏對建筑沉降的精準度進行復核的工序[1]。

1.2 沉降觀測的特點

在實際的施工當中，沉降觀測基準點一般都要參照水準點來對建筑物的下沉情況進行監測，根據該數據對埋設部件的安全可靠性以及其穩定性能，以及對整個建筑物的構造進行評估。在觀測過程當中，技術人員應當結合現場情況合理調整水準儀，控制好水準氣泡的位置，把握好水準儀的度數，保證其精確度。另外，應當依據閉合水準線路的形式進行多次往返測量，輔助精密水準尺測出觀測點的具體高程，通過對高層的變化量進行比較而得出建筑的沉降量數據。

在進行建筑物的沉降觀測時，要用到的工具有精密水準持與DSI精密水準儀，因為它能夠有效提升沉降觀測值的精準度，但是由于儀器受外部環境的影響，在使用過程中會對其精密性造成誤差。一般在戶外進行長時間的觀測作業時，這些因素都會對儀器造成不利影響。在觀測超高層、高層或者大型建筑物的過程中，都要嚴格要求以確保沉降觀測的精度，還要保證沉降觀測的誤差不能超過規定范圍。然而，還是會有不可避免的一些因素對沉降觀測精度產生影響，如測量過程中的水準尺傾斜、視覺誤差或讀數誤差等問題。在具體的測量環境中，一定要注意這類問題的發生，并且制定出相關的解決辦法。

1.3 沉降觀測實施程序及步驟編制

1.3.1 設計書的編制

沉降觀測工作需要根據相關的技術設計書來實行，因此在編制設計書的時候一定要做到全面而又詳細，并且要保證相關操作能夠落到實處，完成技術設計書之后還需要甲方進行批復。在編制設計書的時候，一定要考慮好如何安排參加人員以及司鏡人員，一定要選擇專業水平較高，能夠熟練操作水準儀的工作人員，并且相關人員還應當具備豐富的測量理論知識，這樣就能夠根據工程特點來選擇合適的測量程序與方法。

1.3.2 按照規定觀測

如果在實測過程中出現問題，司鏡人員需要經過分析找出相關原因，然后經過平差計算得出合理的解決辦法，使得每次觀測任務都能夠保證以最快的速度完成。在選擇沉降觀測的精度時，技術設計書應當根據設計單位的需求，并結合相關標準來定奪。

1.3.3 布設沉降觀測點

在進行沉降觀測點的布設時，應當充分考慮到地質狀況和建筑物的結構特點。另外，還要保證建筑物和地基的變形特征能夠充分反映出來，可以布設在建筑物的柱基上，或者布設在中軸線上。如果是一些高度較高的建筑物，例如水塔、煙囪等，可以將觀測點設在合計處軸線相交對稱的地方[2]。

2 建筑物沉降觀測的方法

2.1 選擇合適的水準點

觀測建筑物沉降的基本點就是水準點，合理設置與完善水準測量網當中的水準點，對建筑物沉降觀測工作來說非常重要。水準點通常都會設置在原狀土層或者基巖上面，而位于冰凍地區的水準點則需要將其埋設在凍土深度線0.5m以下的位置。工作基點需要設在建筑物附近，每一個測量區的水準點與工作基點不能少于三個。一定要合理地選擇與設置水準點位置，要選擇在安全系數相對較高的地點，依據相關測量范圍進行設置與測量。針對高建筑物，要根據具體情況增加測量的基點數量。另外，相關測量工作者還要關注測量環境可能會對測量結果所帶來的影響，在測量過程中要綜合考慮各種影響因素，從而提高沉降觀測精度。

2.2 合理布置觀測點

觀測點能夠有效反映出沉降數據，觀測點的選擇會對沉降數據會產生一定的影響。所以，一定要慎重選擇觀測點的位置，技術人員在選擇時一定要綜合考慮到建筑物外觀、結構以及環境變化等各類因素。在布置觀測點的時候，還要考慮到高矮建筑物以及新舊建筑物對測量結果所產生的影響，如果建筑物的位置剛好在地震帶上，一定要注意到局部檢測的重要性。除此之外，在高層建筑物的堆荷位置以及承重墻等局部地點，還應當加設一些監測點，這也能提高觀測精度。

2.3 規定合適的觀測周期

為了能夠做到對建筑物沉降狀況及時的掌握，建筑物的沉降觀測工作就需要具有一定的周期性，而具體的監測周期需要依據工程進度、性質以及地基的土質情況來決定。通常會在固定觀測點之后進行第一次監測工作，如果停工的時間比較長，通常會在停工和重新開工的時候各自進行一次監測。停工期間需要在1～3個月內監測一次，如果發現周圍出現大量積水或者下過暴風雨，都要進行及時地監測。在竣工的初期，應當適量增加觀測的次數，一直到建筑物的沉降達到穩定才行。

2.4 對觀測的數據進行處理分析

根據具體的工程需求，在完成檢測后需要提供相應的數據材料，并對其進行處理，主要是對原始材料的可靠性進行分析，并且消除實際測量值當中的誤差。每次完成觀測之后，都要對數據進行仔細的檢查，以保證數據的準確度。依據相關數據繪制出相對應的圖表，能夠便于對數據進行準確分析。完成圖表的制作之后就要對建筑物的沉降變化趨勢與安全性能進行分析，還可以做出各類數據模型，以便為建筑物的沉降提供更為科學的分析辦法。

3 沉降觀測精度控制的策略

3.1 完善水準網

水準基點是建筑物沉降觀測的基本點，其在地基和變形基坑不均勻沉降的觀測中具有永久性與固定性的特征，因此，確定水準點并且完善水準測量網都是沉降觀測工作的重點。在工程測量環節，一般每個測量組通常都包含三個水準點，并且配有一個固定測量站。為了保證檢測精度，技術人員通常會在水準網的基礎上合理設置高程的起算點，并且確定出墻壁點、地下點以及水準基點。在設置與選擇水準點的時候，通常會選擇安全系數高并且穩定性較好的地點，根據沉降觀測的技術規范來最終確定觀測距離和埋深的深度。例如，一般會把永久觀測點設置在墻體0.5m高處，還要適當增加超大建筑物上的基點數量。另外，相關技術人員要考慮到外界環境對水基準點的選擇與監測所產生的影響，例如，氣候與地質條件等。要綜合考慮外界與工程內部的影響因素，以此來提高沉降觀測精度。

3.2 嚴格設置沉降觀測點

在進行監測和測量之前，技術人員一定要仔細核實建筑沉降的觀測點位置與數量，通過結合建筑物的外觀樣式、基坑環境、結構的形式、基礎與支護結構以及其他因素，合理規劃與布置觀測位置。例如，可以考慮將沉降觀測點設置在距深基坑支護結構上方鎖口梁10～15m的地方，還可以在基坑與支護仰角處增設一個監測點。此外，在設置沉降觀測點的時候還需要考慮到高低建筑以及新舊建筑等之間的相互影響因素，如果是地處地震帶的建筑物，就需要對局部的構造加強監測。最后，由于建筑環境的特殊性，要加設相關的沉降觀測點，如高層建筑的承重墻與堆荷位置等局部位置加設相關的沉降觀測點，從而有效提升觀測的精準度。

3.3 嚴格把控沉降監測的時間

建筑物沉降觀測時間一般都有規律可循，這主要是為了能夠準確掌握觀測狀況。一般建筑物在正式投產使用之前，觀測會在每個季度都進行一次，而且得等到建筑物的沉降數據穩定后才可以停止觀測。在特殊情況下，還需要增加對高層建筑物的監測頻率。在時間掌控方面，技術人員還需要依據相關要求嚴格把控檢測周期[3]。

4 結語

沉降觀測工作是非常嚴肅的，并且也非常復雜的。其需要很多精密儀器，還要求測量人員具有足夠的耐心與細心，這是一項精度要求極高、耗時又非常長的技術工作。為了保證建筑物安全，就需要對建筑物沉降進行細致的檢測。水準點與觀測點的布置合理性、對建筑物的沉降進行定期測量、把握住測量精準度以及對相關數據進行細致的研究與分析，這一系列工作都會對施工安全起到非常大的保障作用。

[1] 盧吉鋒，馮雪巍. 提高建筑物沉降觀測精度的方法和措施探討[J]. 河北工程技術高等專科學校學報，2013（1）：49.

[2] 李思武. 高層建筑沉降觀測數據處理與分析新方法[J]. 山東工業技術，2017（23）：92.

[3] 胡濤. 高層建筑沉降觀測技術應用[J]. 測繪與空間地理信息，2017（11）：198.