高层建筑沉降观测中应注意的几个问题

刘齐君　李　红

[摘 要]高层建筑沉降观测精度应根据《工程测量规范》（GB50026-93）中对建筑物等级的划分确定，当划分不明确时，首次观测采用精密水准仪按二等以上水准测量观测，以后用S2或S3进行观测。在建筑物施工过程中，应根据不同阶段特点进行沉降观测点的转换。当建筑物最后三次观测的沉降量小于2√2倍测量中误差，或者沉降速度小于0．01－0．04mm/d时，即可认为建筑物沉降趋于稳定。

[关键词]观测精度 点位转换 曲线校正 稳定判断

随着社会的不断进步，建筑设计施工技术水平的日臻成熟、完善，同时加上土地资源日渐减少与人口迅猛增长之间矛盾的日益突出，高层及超高层建(构)筑物越来越多。为了保证建构筑物的正常使用寿命和建（构）筑物的安全性，并为以后的勘察设计施工提供可靠的资料及相应的沉降参数，建（构）筑物沉降观测的必要性和重要性便愈加突显。特别是在高层建筑物施工过程中应用沉降观测加强过程监控，指导合理的施工工序，预防在施工过程中出现不均匀沉降，及时反馈信息为勘察设计施工部门提供详尽的一手资料，避免因沉降原因造成建筑物主体结构的破坏或产生影响结构使用功能的裂缝，造成巨大的经济损失，就显得更为重要。

我国现行规范也规定，高层建筑物、高耸构筑物、重要古建筑物及连续生产设施基础、动力设备基础、滑坡监测等均要进行沉降观测。而实际生产中，各建筑企业对建（构）筑物的沉降观测并没有足够重视，起码说不规范，有些概念性的东西不清晰。

笔者根据自己多年在高层建筑施工过程中沉降观测的实践经验，在此浅谈一点管窥之见。

一、沉降观测精度合理性的确定

高层建筑图纸一般都设计有沉降观测点，但是对观测精度并未有具体要求，《工程测量规范》（GB50026-93）中观测精度的确定是按建筑物等级划分的，但图纸对建筑物的等级划分有比较模糊，施工单位施工过程的沉降观测精度要求不明朗，施工单位建筑物沉降观测精度选择随意性较大，但是精度的高低直接关系到沉降观测成败。对沉降观测精度选择既不能太高也不能太低，要合理适宜，适合工程特性的需要。既不造成无谓的浪费也要保证观测结果的准确性。

一般规定测量的误差应小于变形值的1/101／20，为此要求沉降观测应使用精密水准仪(S1或S05级)，水准尺也应使用受环境及温差变化影肉小的高精度铟 合金水准尺。在不具备铟合金水准尺的情况下，使用一般塔尺尽量使用第一段标尺。

本人认为一般高层及重要的建(构)筑物在首次观测过程中适用精密仪器的设备(高级水准仪、铟 合金尺等)在±0．00以上部分按二等以上水准测量方法，采用放大率倍数较大的S2或S3水准仪进行观测，也可以测出较理想的结果。

二等水准测量各项观测指标要求如下：

1．往返较差 、附和或环线闭合差： △h＝∑a-∑b≤l√n，表示测站数。(或△h＝∑a-∑b≤1.0√L， L表示观测路线距离)

2．前后视距 ： ≤30m

3．前后视距差 ： ≤1.0m

4．前后视距累积差 ≤3.0m

5．沉降观测点相对于后视点的高差容差 ：≤1.0mm

6．水准仪的精度不低于N2级别

二、沉降观测曲线的校正

建筑物沉降观测结束后应根据观测数据及时绘制各点沉降观测曲线。

首先建立下沉曲线坐标系，横坐标为时间坐标，纵坐标上半部为荷载值（当荷载值不明确或不便计算时可用层数替代荷载值），下半部为各沉降观测周期的沉降量。将各观测点对应的观测周期所测得沉降量画于坐标中，并将相应的荷载值也画于坐标中，连线，就得到对应于荷载值的沉降曲线。

根据沉降曲线图，我们可以预测建筑物的沉降趋势，将建筑物的沉降情况及时的反馈到有关主管部门，正确地指导施工。特别是对座在沉陷性较大的地基上重要建筑物的不均匀沉降的观测显得更为重要。

我们也可以利用沉降曲线计算出因地基不均匀沉降引起的建筑物倾斜度：q=│△Cm-△Cn│/Lmn，△Cm,△Cn分别为m，n点的总沉降量，Lmn为m，n点的距离。

但在沉降观测过程中，沉降量与时间关系曲线往往不是单边下行光滑曲线，而是起伏状现象。针对这种现象应认真分析原因，进行修正，否则将影响对建筑物沉降规律的判断。笔者浅谈一点经验 ：

1．第二次观测出现回升，而以后各次观测又逐渐下降。可能是首次观测精过低，若回升超过5mm时，第一次观测作废，若回升5mm内，将第二次观测标高调整为第一次观测标高。

2．曲线在某点突然回升。

原因：水准点或观测点被碰动所致，且水准点碰动后标高低于碰前标高，观测点碰后高于碰前。

处理措施：取相邻另一观测点的相同期间沉降量作为被碰观测点之沉降量。

3．曲线自某点起渐渐回升

原因：一般是水准点下沉所致。

措施：确定水准点下沉值。与高级水准点符合测量，确定下沉量。

三、沉降观测点的转换

为了能够反映出建（构）筑物的准确沉降情况，沉降观测点要埋设在最能反映沉降特征且便于观测的位置。一般要求建筑物上设置的沉降观测点纵横向要对称，且相邻点之间间距以1530米为宜，均匀地分布在建筑物的周围。通常情况下，建筑物设计图纸上有专门的沉降观测点布置图。一般高层建筑物有一或数层地下结构，首次观测应自基础开始，在基础的纵横轴线上(基础局边)按设计好的位置埋设沉降观测点(临时的)，等临时观测点稳固好，进行首次观测。首次观测的沉降观测点高程值是以后各次观测用以比较的基础，其精度要求非常高，施测时一般用N2或N3级精密水准仪。并且要求每个观测点首次高程应在同期观测两次后决定。随着结构每升高一层，临时观测点移上一层并进行观测直到十0．00再按规定埋设永久观测点(为便于观测可将永久观测点设于十500mm)。然后每施工一层就复测一次，直至竣工。当建筑物进入装修装饰阶段后，因墙或柱饰面施工而破坏或掩盖住观测点，造成不能连续观测从而失去观测意义。但高层建筑的地下室多为地下停车场或设备用房，通视条件都比较好，沉降点位不易破坏，根据笔者多年作法如下：当建筑物主体结构验收完后，将沉降观测点重新移至地下室，以保证观测的连续性。

四、沉降稳定的判断

建筑物沉降观测周期是变化的，在施工阶段频率大些，应按设计规定观测，竣工后应视地基土类型和沉降速度大小而定，一般情况下，可在第一年观测4次，可在第二年观测2次，可在第三年后每年观测1次，直到稳定为止。观测年限一般不少于如下规定：砂土地基2年，膨胀土地基3年，粘土地基5年，软土地基10年。

关于沉降稳定的判断目前尚没统一标准，有根据测量曲率判断的，有根据倾斜率判断的，但都比较麻烦。笔者认为中国建筑工业出版社出版的《土木工程监测技术》中关于沉降稳定的判断标准比较实用，具体标准如下：

1．重点观测，若最后三个周期观测中沉降观测量不大于2√2倍测量中误差即可认为以进入稳定阶段。

2．一般观测工程若沉降速度小于0．01－0．04mm/d即可认为进入稳定阶段。

参考文献

[1]《工程测量规范》（GB50026-93），国家技术监督局、建设部1993年颁布实施。

[2]夏才初、潘国荣编著，《土木工程监测技术》，中国建筑工业出版社2003年出版。