建筑物的沉降观测方法探讨

黄华

海南现代海湾建筑规划设计有限公司 570000

摘要：为了保证建筑结构的稳定性首先应当做好建筑物的整体稳定，其局部不均匀的沉降可能会引起建筑物的结构变化，以及局部应力集中的情况出现。对结构的稳定性以及地基的变化进行变形监测能够保障建筑物的正常使用。本文就框架结构建筑物的沉降观测方法做详细的分析，为讨论同类建筑物的变形监测，提供可供参考的依据。

关键词：建筑物；沉降观测；方法

建筑物沉降观测是建筑物变形监测中一项重要的监测内容。在许多规范中又被称为“垂直位移监测”，沉降观测主要突出了垂直方向上的变形特征和过程。建筑物沉降原因有多种，主要原因有：地基土力学性质、地基处理方式、基础设计以及上部结构形式。由于建筑物形式多样化，楼层高度不断攀升，结构设计复杂；因此建筑物的沉降观测越来越重要。沉降观测是建筑物变形监测的主要方式之一，它是通过对沉降监测点定期监测高程，由被监测点的高程变化计算累计沉降量、沉降差、沉降速率，据此推断沉降变形对建筑物的破坏影响程度，为建筑物整体稳定性状况进行分析和预报。沉降观测方法有多种，目前以精密水准测量为主。沉降观测时，将沉降监测点设置在能反映建筑物沉降变化的位置，沉降观測所用的水准基准点一般选址在沉降影响范围之外，由水准基准点定期对沉降监测点进行观测，通过观测点高程变化分析建筑物的沉降情况。

1.建筑物产生沉降的原因

在建筑物施工初期，基坑开挖时表面荷重卸除，使基底产生回弹；随着建筑物施工进展，荷载不断增加，又使地基产生沉降，由于外界温度变化，建筑物本身在垂直方面上亦有伸缩。可见建筑物沉降观测在基坑开挖开始进行，而贯穿于整个施工过程中，并继续到建成后若干年，直到沉降现象基本停止。

2建筑物沉降观测的程序和步骤

2.1基准点埋石与监测点标志

采用精密水准测量进行沉降观测，沉降监测的测量点分为水准基点和监测点两种。按照建筑变形测量规范要求，对沉降观测的基准点和观测点进行埋设。对于施工现场来说，可以就地取材，按照规范要求进行基准点埋石。其中深埋钢管水准基点埋石。如图1所示。沉降监测点应埋设在建筑物重要结构位置，如承重柱或承重墙基础位置。所埋设监测点标志规格。如图2所示。基准点要设在沉降影响之外，一般会避开地基开挖处、地而沉降区和震动区，基准点埋深至少要符合二等水准测量要求。

2.2建立固定的观测路线

现代建筑物施工过程较为复杂，堆料及施工人员容易干扰建筑物的沉降观测，因此固定优化的观测路线尤其重要。根据施工现场条件以及基准点、监测点布设位置制定出水准观测路线。规范要求在高层建筑物周围至少应布设三个基准点，间距不应大于100 m；在观测过程中，区域内架设仪器应能后视到两个或两个以上水准点，场区内闭合水准路线优于其他形式，多选择闭合水准路线以便检校。为保证各次观测质量均沿统一路线，因此在基准点和沉降观测点之间建立固定的观测路线，并标记好仪器站点和转折点。

2.3沉降观测的外业实施

沉降观测一般是周期性的观测，整个周期大约维持3年-4年；根据监测的建筑物施工阶段，观测周期也不同。在建筑物基础开始时应进行首次观测，对基础的纵横轴线上埋设好的沉降观测点进行监测。首次监测的结果是整个沉降观测的关键，后期的所有观测数据都要与首期数据进行对比分析，直至整个过程结束。因此，首期观测精度要求较高，一般采用精密电子水准仪，每个观测点首次高程一般同期观测2次一3次后确定。在建筑物施工过程中结构每升高一层，沉降观测尽量紧跟观测一次。若建筑物施工均匀增高，应至少在增加荷载的25%，50%，75%和100 %时各测一次，施工过程中若暂时停工，在停工时及重新开工时应各观测一次。停工期间可每隔2个月～3个月观测一次。

2.4数据分析统计

沉降观测过程中记录各次观测值，整理检查无误后进行平差计算，以每个观测点的高程值作为最终结果。若使用电子精密水准仪，可以利用电子仪器自动记录的功能进行保存原始数据，每测一次导出数据进行保存。电子精密水准仪数据可以通过平差软件进行结果输出，使效率大大提高，避免人为计算误差。通过平差后的数据进行分析预报，规范要求最终应提交时间一荷载一沉降量曲线图和等沉降曲线图，这两幅图应根据各观测点的沉降J清况绘出；基础数据是汇总各点周期平差计算的沉降量，然后根据沉降量统计表和沉降曲线图，对建筑物的沉降趋势进行分析，将建筑物的沉降预计情况及时反馈给相关负责部门。

3.建筑物沉降观测的保障条件

1）精密的测量仪器。沉降观测属于高精度观测，为能精确地反映出建构筑物在加载作用下的沉降情况，一般规定测量的误差应小于变形值的0.05～0.1，故规范要求沉降观测应使用精密水准仪。现代电子水准仪可以满足以上需要，例如天宝的DINI03，徕卡的DNA都是高精度电子水准仪，每千米往返中误差可达±0.3 mm，水准尺也应使用标准配套的高精度锢合金条码水准尺。在首次观测前要对仪器各项指标进行检测校正，包括轴系、成像各方而要求。测绘管理条例要求高精度仪器每年应经计量单位鉴定。日常使用仪器应由专人保管并负责定期检校。

2）专业的测量人员。测量人员必须接受专业学习及技能培训，主要测量人员应取得测量员资格证书。测量人员能熟练掌握仪器，熟悉测量理论；有一定的现场观测经验，明白各施工阶段的内容，能针对不同施工阶段的需求，合理安排观测时间及观测程序。

3）合理的观测时间。高层建筑物在基础垫层或基础底部完成后开始观测，首次观测是整个观测过程的重点，首次观测结果将会影响整个沉降过程甚至导致整个观测无效。建筑物的各阶段的复测也根据施工情况定时进行，合理安排观测时间才能准确的反映沉降情况。另外，观测周期严格按照规范执行，一般高层建筑物的沉降观测周期约为每月1次；或按建筑物的加载情况，每升高一层（或数层）为一观测周期。

4.建筑物沉降观测注意事项

现代建筑物施工过程周期长，而且工程繁琐；因此对沉降观测提出较高的要求：1）合理规划沉降观测工作，制定明确的观测方案和计划；2）根据建筑物结构特点进行合理布设基准点和监测点；3）各次观测必须按照固定的观测路线进行；4）观测过程中固定测量人员和仪器设备，设备做定期检查和检校；5）电子仪器设备应由相对应的监测数据存档，数据为原始数据不可更改；6）相关分析软件应有专业数据分析厂商提供，分析结果应及时汇报相关部门。

5.结束语

1）建筑物沉降观测是一项特殊测量工作，工作特点是过程繁琐、要求精密、连续性较强、要求认真对待，另外，沉降观测要求高精度测量仪器、熟练负责任的工作人员、严格要求的施测程序。沉降观测数据是施工及后期阶段实际沉降量的汇总，能够反映建筑物各阶段沉降变化情况并预计沉降趋势。虽然沉降观测设计与实施阶段都做了相应要求，但是实际观测量与提供的理论预留沉降量有偏差，其主要原因是理论计算假设条件较为理想，很多时候与施工条件相差较大，施测阶段各种不可预计的因素导致偏差较大。2）随着科技的发展，许多新的仪器设备在沉降观测中得到推广应用。口前，在许多重要建筑物中已应用了静力水准仪、垂直位移监测传感器等，另外，还有全站仪、GPS等设备在这方而的应用研究。这些设备的应用虽然可以减少劳动强度，也为现代建筑物沉降观测提供了新的思路，但考虑到设备投入维护费用，以及精度稳定性等方而的影响，以上方法仍在研究发展阶段。

参考文献：

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