淺談建筑工程沉降監測方法

宋振濤 康莉 陳潔

【摘要】在高層建筑建設過程中增強各個階段的沉降觀測對于保證高層建筑物結構的安全，確保建筑物的正常使用非常重要。本文對建筑工程沉降觀測技術進行分析，對實際操作中存在的一些問題進行解決。

【關鍵詞】建筑工程? 沉降觀測? 問題

由于地質地貌的不同，高層建筑地建設過程中，由于作用力的緣故，將可能造成地質沉降，從而給建筑物的安全使用造成隱患，為防患于未然，在建筑高層過程中，普遍使用沉降觀測技術，以減少建筑工程出現質量問題的可能性。

一、沉降監測應遵循的原則

為盡量減少觀測誤差的不定性，使所測的結果具有統一的趨向性，保證各次觀測結果與首次觀測的結果具有可比性，使所觀測的沉降量更真實，應注意以下幾點：沉降觀測依據的基準點、工作基點和被觀測物上的沉降觀測點的點位要穩定;測量所用儀器、設備要穩定，觀測者應固定;每次觀測時的環境條件基本一致;觀測路線、鏡位、程序和方法要固定;沉降觀測整理時原始數據要真實可靠，記錄計算符合施工測量規范的要求。

二、沉降監測存在的問題

（一）監測精度問題

（1）儀器誤差。儀器的誤差往往會隱藏在數據中而難以發現，對于沉降觀測精度有較大的影響，在相應的規范中對儀器的誤差均有具體規定，例如，對于用于一、二級水準觀測的儀器其i角不能大于15″，但由于儀器在校驗過程中或使用過程中不可避免的受到一些外界因素的影響，從而使得儀器某些方面的誤差要高于規范要求，因此在儀器使用前應嚴格按規定對儀器進行調整，在使用過程中也應定期對儀器進行檢驗，降低儀器本身誤差對數據的影響。

（2）測站的設置。規范上對測站的設置有具體的規定，對于國家一、二等精密水準測量要求在設置測站時前后視距差分別不得超過0.5m和1.0m，但實際上往往一個測站可以看到5-6個沉降點，如果僅布設這幾個沉降點，則工作效率高，但視距差難以滿足規范要求，視距差的限制主要是為了減少i角引起的誤差，為了得到高精度的數據且降低過多設置測站所導致的誤差增大，應在觀測前對i角進行嚴格校正，從而保證在合適的測站布置下得到較高的測量精度。

（3）平差的處理。平差處理對于保證精度較為重要，主要包括相鄰變形點高差中的誤差以及測站高差中的誤差，通過平差計算能夠很容易地算出觀測路線上單位長度的偶然誤差。對于沉降觀測，其測量值只應反映建筑物下沉，如果數據出現上升的趨勢，可以說明監測數據的錯誤性，嚴格按照規范要求進行平差計算是測量精度保證的基本要求。

（4）監測點布設。沉降監測點分為基準點和沉降點兩種，通過精密儀器測得不動的基點與沉降點之間的高差是計算沉降量的基本方法，因此基準點的布設位置及長久穩定是保證最終沉降數據準確的重要因素，為了保證其連續有效，應將工地附近的基準點作為工作基點，與市內較近的國家一、二等水準點相連，從而保證工作基點即使遭到破壞也能很快得到恢復。沉降點的布設位置應能夠全面反映所測建筑物的變形特征，應結合地質條件及建筑物結構特點等因素綜合確定，在根據規范要求設置的前提下也應結合實際情況靈活布置。

（二）數據處理問題

沉降觀測中由于各種因素的影響，難免觀測數據會有不同程度的誤差，在觀測后應首先對數據進行預分析及處理，并實時計算各測站的精度指標，出現問題應及時補測、重測。數據的后處理中，先對數據進行嚴密的平差計算，再根據沉降量繪制各種曲線，便于對數據的分析，為變形預報提供依據，對于數據處理及分析一定要找經驗豐富的人員進行，不僅能夠發現數據中可能存在的問題，也能對數據做出合理的分析，提供可靠的變形預報。

（三）監測周期問題

監測周期應根據工程進度、性質以及地質情況和基礎荷載的增加頻率等情況綜合確定，一般來說，對于在建的工程應該在施工期間和建成初期觀測次數頻率應多一些，監測周期的設置應綜合多方面考慮：首先，施工期觀測次數應該按照增加荷載和地基的實際情況進行確定;其次，如果施工階段出現停工的話，應該在停工后，剛剛開工時，分別進行一次沉降觀測，在停工期間也至少要保證3-5個月觀測一次;最后，對于施工過程中荷載突然增加時，例如暴雨等因素影響，應及時增加監測頻率并增補測點。

（四）沉降曲線在首次觀測后即發生回升現象

在第二次觀測時即發現曲線上升，至第三次后，曲線又逐漸下降。發生此種現象，一般都是由于初測精度不高，而使觀測成果存在較大誤差所引起的。此時，如周期較短，可將第一次觀測成果作廢，而采用第二次觀測成果作為首測成果。為避免發生此類現象，首次觀測應適當提高測量精度，施測時一般用N2或N3級精密水準儀認真施測，并且要求每個觀測點首次高程應在同期觀測兩次后決定，相互比較，確保首次觀測成果可靠。

三、建筑物沉降監測方法

（一）水準測量法

水準測量法是建筑物沉降觀測中最為常見的一種方法，是利用水準儀確定基準點和沉降監測點，通過沉降監測點各周期的高程變化來分析建筑物的沉降變形情況。該方法適用性強、精度較高，能夠適用于不同場地條件下的建筑物沉降監測，是一種應用廣泛、傳統且可靠的測量方法。

（二）全自動測量法

隨著測量儀器的不斷改進，集測距儀、電子經緯儀等優點于一體的全站儀得到了廣泛的應用，尤其是全自動跟蹤測量儀的推廣應用，為全天候、全方位、高精度的全自動監測提供了廣闊的發展空間。

（三）數字化攝影測量法

數字化攝影技術是一種利用被攝物體影響來重建物體空間位置和三維性狀的技術，該技術目前在快速繪制大型建筑遺址、國防建設、地形圖繪制、建筑工程學等方面均有應用，尤其適用于重要工程的變形和自動生產線監測、彈體運動軌跡、炮口沖擊波等不可接觸的物體測量中，在大型建筑物的沉降觀測中，由于其不需要接觸即可獲得多點的三維空間信息，且精度能夠達到2-4μm，在建筑工程中的應用也越來越廣泛。

參考文獻：

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