构筑物沉降观测技术

李光

在中型构筑物工程的施工中，我认识到沉降观测及控制是不少或缺的工作，它不仅关系到施工质量，更关系到工程安全，使我们日常施工中，却往往被忽视，现就沉降观测的有关知识作一探讨。

一、设计及选材

（一）仪器设备的要求

根据沉降观测精度要求高的特点，为能精确地反映出构筑物在不断加荷作下的沉降情况，一般规定测量的误差应小于变形值的1/10～1/20，為此要求沉降观测应使用精密水准仪（S1或S05级），塔尺尽量使用第一段标尺。

（二）人员素质的要求

观测人员必须接受专业学习及技能培训，熟练掌握仪器的操作规程，对实施过程中出现的问题能够会分析原因并正确的运用误差理论进行平差计算。

（三）观测时间的要求

构筑物的沉降观测对时间有严格的限制条件，特别是首次观测必须按时进行，否则沉降观测得不到原始数据，而使整个观测过程失去意义。

（四）观测点的要求

构筑物的沉降情况，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。一般要求构筑物上设置的沉降观测点纵横向要对称，且相邻点之间以45度（或30度）角为宜，均匀地分布在构筑物的周围。通常情况下，构筑物设计图纸上有专门的沉降观测点布置图。

（五）遵循“五定”原则

沉降观测的自始至终要遵循“五定”的原则，即通常所说的沉降观测依据的基准点、工作基点和被观测物上的沉降观测点，点位要稳定：所用仪器、设备要稳定；观测人员要稳定；观测时的环境条件基本一致；观测路线、镜位、程序和方法要固定。以上措施在客观上尽量减少观测误差的不定性，使所测的结果具有统一的趋向性，保证各次复测结果与首次观测的结果可比性更一致，使所观测的沉降量更真实。

（六）沉降观测精度的要求

根据筑物的特性和建设、设计单位的要求选择沉降观测精度的等级。在没有特殊要求情况下，一般采用二等水准测量的观测方法就能满足沉降观测的要求。

二、具体施测程序及步骤

（一）建立水准控制网

根据工程的特点布局、现场的环境条件制订测量施测方案，由建设单位提供的水准控制点根据工程的测量施测方案和布网原则的要求建立水准控制网。

（1）一般高层构筑物周围要对称布置四个以上水准点，水准点的间距不大于30m。

（2）在场区内任何地方架设仪器至少后视到两个水准点，并且场区内各水准点构成闭合图形，以便闭合检校。

（3）各水准点要设在构筑物开挖、地面沉降和震动区范围之外。

（二）建立固定的观测路线

由场区水准控制网，依据沉降观测点的埋设要求或图纸设计的沉降观测点布点图，确定沉降观测点的位置。

（三） 沉降观测

首次观测应在观测点安稳固后及时进行。首次观测自基础开始，在基础的纵横轴线上（基础周边）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，为便于观测，可将永久观测点设于？00mm。然后每施工一模就复测一次，直至竣工。

（四）计算

将各次观测记录整理检查无误后，进行平差计算，求出各次每个观测点的高程值。从而确定出沉降量。

某个观测点n的每周期沉降量：△cn=Hn，（H表示每周期沉降量，n为某一个观测点号）。

Hn-1表示n观测点第1周期沉降量（I=1，2，3 ……表示观测周期数）。

H1=H0（H0为参照基准点，H1为首次观测点的沉降量）。

则n观测点累计沉降量为：△Cn=∑△cn-lo。

（五）统计表汇总

（1）根据各观测周期平差计算的沉降量，列统计表，进行汇总。

（2）绘制各观测点的下沉曲线。首先建立下沉曲线坐标，横坐标为时间，纵坐标上半部为荷载值，下半部为各沉降观测周期的沉降量。将统计表中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。

（3）根据沉降量统计表和沉降曲线图，我们可以预测构筑物的沉降趋势，正确地指导施工。通过对沉降观测的成果分析，我们还可以找出同一地区类似结构形式构筑物沉降的主要影响因素，为编好施工组织设计大有裨益，同样也为勘察设计单位提供宝贵的一手资料，设计出更完善的工程项目。

（六）观测中的注意事项

（1）严格按测量规范的要求施测。（2）前后视观测用同一水平尺。（3）各次观测必须按照固定的观测路线进行。（4）观测时要避免阳光直射，且各观测环境基本一致。（5）成像清晰、稳定时再读数。（6）随时观测，随时检核计算，观测时要一气呵成。（7）在雨季前后要联测，检查水准点的标高是否有变动。（8）将各次所观测沉降情况及时反馈有关部门，当构筑物一天（24h）连续沉降量超过1mm时应停止施工，会同有关部门采取应急措施。

三、探讨的两个问题

（一）确定构筑物沉降观测精度的合理性

由于现行规范对施工单位施工过程的沉降观测要求不明确，使得施工单位构筑物沉降观测精度选择上随意性较大，但是精度的高低直接影响沉降观测成果。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。这样，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、合金尺等）在？.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，这样可以测出较理想的结果。

（二）曲线修正

在沉降观测过程中，沉降量与时问关系曲线不是单边下行光滑曲线，往往呈现起伏状。这就分析原因，进行修正。

（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，第二次与第一次调整标高一致。

（2）曲线在某点突然回升。原因：水准点或观测点被触动所致，且水准点被触动后标高低于触前标高，或观测点触后高于触前。处理措施：取相邻另一观测点的相同期间沉降量作为被触动观测点之沉降量。

（3）曲线自某点渐渐回升。原因：一般是水准点下沉所致。处理措施：确定水准点下沉值，与高级水准点复合测量，确定下沉值。