沉降觀測在建筑物中的作用

唐 全 祥

(長治市城市建設(shè)檔案館,山西 長治 046000)

沉降觀測是按照國家有關(guān)規(guī)范規(guī)定，對某些設(shè)計等級或規(guī)范中一些強(qiáng)制性條文中規(guī)定的建筑物進(jìn)行沉降測量。特別是在建筑物施工管理和監(jiān)督過程中，運(yùn)用沉降觀測的方法，對于施工工序和措施更加科學(xué)合理比較有利，能夠及時反饋信息，為勘察設(shè)計施工部門提供詳盡的沉降觀測資料，避免因沉降原因造成建筑物主體結(jié)構(gòu)的破壞，影響建筑物正常使用，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

本文主要講述建筑物的沉降觀測測量，尤其在建筑物施工過程中布設(shè)沉降觀測點(diǎn)及基準(zhǔn)控制網(wǎng)的特點(diǎn)、原則和方法，根據(jù)建筑物分布、造型和設(shè)計等級進(jìn)行沉降觀測水準(zhǔn)點(diǎn)、高程基準(zhǔn)控制網(wǎng)的布設(shè)，并達(dá)到精度要求。

1 對沉降觀測技術(shù)有關(guān)要求及要點(diǎn)分析

1)在設(shè)置沉降觀測基準(zhǔn)點(diǎn)方面必須達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)。JGJ 8—2016建筑變形測量規(guī)范作為國家標(biāo)準(zhǔn)，對于設(shè)置要求非常明確。主要是在設(shè)置觀測點(diǎn)時，要注意做到工程周邊建筑物的分布情況，同時，要確保在工程壓力傳播范圍以外，可以在長期保存的位置布設(shè)基準(zhǔn)點(diǎn)，為便于測量，盡量布置在基坑外50 m～100 m之間。基準(zhǔn)點(diǎn)采用混凝土澆灌，深度為1.6 m，到達(dá)了原狀土層中，位于凍土層以下約0.6 m，長寬均為0.8 m～1.0 m，中間預(yù)制一根長1.2 m、直徑為22 mm螺蚊鋼筋，鋼筋高出樁頂面1 cm，并在周圍砌磚加以保護(hù)，達(dá)到穩(wěn)定后開始觀測。基準(zhǔn)點(diǎn)數(shù)量應(yīng)在3個之上，組建成水準(zhǔn)網(wǎng)，從而互相核對。

2)設(shè)置沉降觀測點(diǎn)的具體要求。布設(shè)沉降觀測點(diǎn)目的非常明確，就是通過觀測點(diǎn)的設(shè)置，對于建筑地基變形特征、地質(zhì)特點(diǎn)、建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等都能夠得到全面真實(shí)的反映。設(shè)置時應(yīng)在下列位置：

a.建筑四角、主墻角、大轉(zhuǎn)角處及沿外墻或每隔2根～3根柱基上，兩點(diǎn)最大距離不應(yīng)超過20 m。

b.縱橫墻、伸縮縫、不同結(jié)構(gòu)分界處兩側(cè)，高低建筑、人工地基和天然地基接壤處等。

c.框架結(jié)構(gòu)建筑的每個或部分柱基上或沿縱橫軸線上。

3)對觀測人員和儀器的要求。

為提高觀測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和觀測資料的具體性，應(yīng)派專業(yè)的觀測人員使用固定的水準(zhǔn)儀和水測尺進(jìn)行觀測。對觀測人員的要求是必須經(jīng)過專業(yè)的培訓(xùn)，精通觀測理論知識，并具備豐富的觀測經(jīng)驗(yàn)，保證操作的正確性。對于水準(zhǔn)儀、水準(zhǔn)尺的使用，要注意在開始和結(jié)束時都必須要進(jìn)行檢驗(yàn)。比如，當(dāng)發(fā)現(xiàn)觀測結(jié)果有異常現(xiàn)象，超過了正常狀態(tài)下的誤差時，就要考慮是否與水準(zhǔn)儀、水準(zhǔn)尺的選擇有關(guān)。必須要按國家標(biāo)準(zhǔn)GB 12897—2006國家一、二等水準(zhǔn)測量規(guī)范和GB 12898—2009國家三、四等水準(zhǔn)測量規(guī)范的規(guī)定對儀器進(jìn)行校正。

4)對觀測時間的要求。觀測時間和次數(shù)還應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際情況而定。按要求，對于高層建筑應(yīng)在基礎(chǔ)底部完成后開始觀測，觀測次數(shù)和時間間隔視地基與加荷情況而定，應(yīng)以系統(tǒng)反映所測沉降的變化過程而又不遺漏變化時刻為原則，并綜合考慮單位時間內(nèi)變形量的大小、變形特征、觀測精度要求及外界因素影響情況。具體觀測時間、次數(shù)和周期根據(jù)實(shí)際施工進(jìn)度和變形情況作適當(dāng)調(diào)整。民用高層建筑可每加高1層～5層觀測一次，若建筑施工均勻增高，應(yīng)至少在增加荷載的25%,50%,75%,100%時各觀測一次。施工過程中若暫停施工，在停工時及重新開工時應(yīng)各觀測一次，停工期間可每隔2個～3個月觀測一次，工程竣工后應(yīng)持續(xù)觀測一年，觀測時間的長短結(jié)合沉降量變化及設(shè)計要求確定，直到達(dá)到規(guī)范要求的穩(wěn)定沉降狀態(tài)。

2 沉降觀測的施測

2.1 基準(zhǔn)控制網(wǎng)的測量

按規(guī)范要求，高程監(jiān)測基準(zhǔn)網(wǎng)控制測量的精度級別應(yīng)不低于沉降觀測的精度級別。對高程基點(diǎn)應(yīng)進(jìn)行獨(dú)立兩次初測和定期復(fù)測，復(fù)測周期視基準(zhǔn)點(diǎn)所在位置的穩(wěn)定情況確定，在建筑施工過程中宜1個～2個月復(fù)測一次，點(diǎn)位穩(wěn)定后宜每季度或每半年復(fù)測一次。

2.2 建筑物的沉降觀測

綜合分析工程施測計劃內(nèi)容以及設(shè)定的觀測周期，在觀測點(diǎn)穩(wěn)定之后進(jìn)行首次觀測。通常住宅建筑都設(shè)有地下結(jié)構(gòu)，首次觀測應(yīng)在基礎(chǔ)建設(shè)開始時進(jìn)行，將水準(zhǔn)觀測點(diǎn)設(shè)置在基礎(chǔ)的縱橫軸線上，在其穩(wěn)定后便開始首次觀測。首次沉降觀測點(diǎn)觀測的高程值能夠?yàn)楹罄m(xù)的觀測提供參照作用，因此對其精準(zhǔn)度有極高的要求。初次測量要完成獨(dú)立兩次測量，取平均值為首次高程，沉降觀測最低按三級幾何水準(zhǔn)要求測量精度進(jìn)行觀測，觀測路線為閉合環(huán)，觀測方法為中絲法，后—前—前—后。

3 數(shù)據(jù)平差

在保證每次觀測記錄都準(zhǔn)確無誤后，以國家水準(zhǔn)測量規(guī)范規(guī)定的一、二、三級沉降觀測精度指標(biāo)計算平差，平差后計算出每個觀測點(diǎn)的高程。

4 對測量結(jié)果匯總

加強(qiáng)測量結(jié)果匯總非常重要，必須要按照要求，并同時結(jié)合各觀測周期平差計算出的沉降量結(jié)果，然后進(jìn)行統(tǒng)計列表匯總；計算各觀測點(diǎn)的沉降量、沉降速率、平均沉降量、平均沉降速率、基礎(chǔ)相對傾斜、觀測點(diǎn)最大差異沉降量等數(shù)據(jù)，并匯總、統(tǒng)計、制表、分析沉降變化趨勢。數(shù)據(jù)處理分析時應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

1)沉降觀測數(shù)據(jù)由沉降觀測項(xiàng)目負(fù)責(zé)人安排兩名專業(yè)人員分別計算分析以及檢核。

2)經(jīng)沉降觀測項(xiàng)目負(fù)責(zé)人審核后，計算及分析成果準(zhǔn)確無誤后，才能形成正式文件上交。

5 觀測中的注意事項(xiàng)

1)施測應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范開展；

2)對于超限的觀測成果，均應(yīng)先分析原因再進(jìn)行重測；

3)每次觀測都應(yīng)按照既定的路線進(jìn)行觀測；

4)保證觀測環(huán)境良好，避免陽光直射；

5)待數(shù)據(jù)不變時再讀數(shù)；

6)觀測網(wǎng)中測點(diǎn)損壞時，應(yīng)及時向甲方報告并進(jìn)行補(bǔ)點(diǎn)；

7)將觀測情況如實(shí)向上級匯報，如建筑物連續(xù)多天的沉降量都在1 mm之上，則應(yīng)停止施工并與相關(guān)部門協(xié)商出具解決措施。

6 關(guān)于沉降觀測的探討

6.1 建筑物觀測的精準(zhǔn)度應(yīng)具備合理性

隨著科技的發(fā)展，各類新工藝、新技術(shù)和新材料被應(yīng)用于建筑施工中，給建筑帶來一定便利的同時還應(yīng)依照相關(guān)使用規(guī)定進(jìn)行。如今社會對建筑工程質(zhì)量和施工技術(shù)的要求還在不斷提升，因此在開展沉降觀測工作時還應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行。市面上的觀測設(shè)備多種多樣，施工企業(yè)在進(jìn)行選擇時還應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況合理選擇，切不可過于隨意，導(dǎo)致觀測數(shù)據(jù)的誤差過大，導(dǎo)致沉降觀測失去原有的意義，對于人力和財力都造成浪費(fèi)，還會對工程質(zhì)量帶來不利影響。因此，在進(jìn)行建筑物沉降觀測時還應(yīng)選用精密度較高的儀器，保證結(jié)果的有效性，切實(shí)發(fā)揮觀測價值，促進(jìn)工程順利開展。

6.2 沉降觀測易出現(xiàn)的問題和原因

在進(jìn)行沉降工作時，沉降量和時間關(guān)系曲線并不是呈光滑下行狀，如果出現(xiàn)這種情況，還應(yīng)找出出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因，并出具解決措施。如回升出現(xiàn)在第二次觀測中，而在后期的觀測中出現(xiàn)下降現(xiàn)象，出現(xiàn)這種情況的原因可能是首次觀測的精準(zhǔn)度存在問題，如果回升大于5 mm，則應(yīng)作廢第一次觀測，如果回升在5 mm之內(nèi)，第二次標(biāo)高一致于第一次調(diào)整的標(biāo)高；如曲線在某個點(diǎn)出現(xiàn)突然回升，那么原因可能是碰動了基準(zhǔn)點(diǎn)或觀測點(diǎn)，對于這種現(xiàn)象的處理為重新檢測基準(zhǔn)點(diǎn)，再重新測量觀測點(diǎn)。