建筑工程地基基础沉降监测方法探讨

宋万石

【摘要】地基基础沉降监测是对建筑工程中地基发生突变的一种预先发现，通过地基基础沉降监测我们可以预防建筑物因为地基沉降而引发的各种灾害。所以，精准地监测地基基础沉降是非常有必要的。监测的方法随着监测的要求以及相关条件、地理环境等因数的限制会有所不同，本文从表层沉降监测、深层沉降监测和断面沉降监测三个层面出发，探究这三种监测方法在地基基础沉降监测中的异同。

【关键字】地基沉降监测；表层沉降监测；深层沉降监测；断面沉降监测

地基基礎是否安全是建筑物能否安全使用的重要关键点之一，但是在建筑物的重力、施工地的地质条件、水文地质条件等因素的影响下，地基基础有可能会发生不同程度的不均匀沉降或者大幅度的沉降，而一旦地基基础发生了这些变化，那么轻则使建筑物倾斜，影响建筑物的正常使用，重则会造成建筑物开裂、坍塌，给群众带来伤害。为了避免这些现象的发生，相关部门应该及时、精准地监测建筑物地基基础的变化情况，做好补救措施。

1.表层沉降监测

1.1 意义

所谓的表层沉降监测是指只监测地表沉降或者是地表以上部位的沉降。通过对监测的结果进行绘制沉降等值线图，并对建筑物的未来使用性进行分析预测，这是许多高层建筑选择的一种地基基础沉降监测方式。下面我们以西安某高层建筑为例进行表层沉降监测的分析。

1.2基本情况分析

无论是何种监测，首先需要做的就是了解被监测物体的基本情况。此次监测的建筑物地势较为平坦，最高地势与最低地势仅相差1.4m左右，属于黄土地区的黄土洼地。建筑占地面积有900多㎡，其中地下2层，地上21层，一共71.4m高。

1.3 监测过程

根据这一高层建筑的特点，在设计好监测方案后选择的是精密水准仪和水准标尺进行监测。此次表层沉降监测是在建筑物底部工程完成后开始的，从2010年开始到2014年止，为期4年。其中每增高一层就监测一次，一共监测了21次。在建筑封顶后进行定期监测，直到沉降速度稳定在0.4以下为止，一共监测了10次。故总的来说对该建筑物的监测共有31次。

此次监测属于表层沉降监测，所以监测点选择在该高层建筑的大转角或者外墙的梁柱上，其中每个监测点间隔10～15 m或间隔2～3根梁柱。按照这一规律一共布设置了6个监测点。监测点的数据采集是使用第Ⅰ等、Ⅱ等水准测量方法进行的，并且严格遵循第Ⅰ等、Ⅱ等水准测量方法的精准度。

1.4 结果分析

在监测过程中，要清晰记录数据，保证数据的准确性。但仅仅得出记录的数据我们是无法得出地基基础沉降对该高楼的影响的，也不能得出我们想要的监测的结果，所以分析数据也是监测中重要的组成部分。

在得出监测数据后，我们需要分析监测结果，绘制出沉降等值线，分析沉降速率。此外，对于得出的数据我们还要借助Origin8.0（数据处理分析软件）对不同观测点沉降量在相同时间内的变化关系进行多项式拟合，并得出公式。随后可利用这一公式对监测点的变化进行预测或者利用公式计算出两个相邻的监测点之间的沉降差值。在得出结果后，我们还要采用类比法来对比同类场地中相似工程的地基基础沉降监测数据，然后参照相关规定的标准值确定沉降数值所属的范畴，在范围内的我们可以认定为是合格建筑地基，超出范围的，我们必须要制定紧急应急预案，减少不必要的损失，避免灾害发生。

通过对该高层建筑的监测，我们可以得出在整个监测过程中，建筑物地基基础沉降是呈整体匀速下降趋势的，并无不均匀的下降，并且在工程完工后第二次监测开始，沉降基本处于稳定状态。由此，我们可以通过表层沉降监测法判断出该建筑是合格的、安全的。

2、深层沉降监测

2.1 意义

所谓的深层沉降监测也可以叫做分层沉降监测，主要为了掌握地基各土层的承载能力以及建筑对各土层的反向影响。

2.2 不同的监测方法

对于不同的土质，在目前来说是有不同的监测方法的，例如：

在硬土层，我们可以采用深标点水准仪。这是一种采用钻机钻孔，并在孔内放置小沉降盘测试杆，随后引出地面，用水准仪进行监测的一种监测方式。这种方式的不同点在于每设置一个监测点，则需要一个钻孔，而设置多个监测点就需要多个钻孔。其监测精度可达1.0mm。

对于软土层我们就会选用磁环式沉降仪。使用磁环式沉降仪进行监测的原理是将爪子与磁环同时放置在监测点内，随后打开爪子，让磁环与土层同步变形以达到监测的目的。这种监测相对来说比较简单，精度不如深标点水准仪，但是也可以达到1.0～2.0mm。

还有一种是不动杆法。其工作原理与表层沉降监测原理相似，所不同的是不动杆法需要将测量仪放置钻孔预定位置，并打开爪子使沉降仪深入到土层中去，以保证沉降仪与土层同步下降而达到监测的结果。

2.3 结果分析

深层沉降监测与其他监测方法一样，也是需要对监测结果进行分析的。可以说它们之间监测的方式不同，但是分析结果的方式相似。故可以得出深层沉降监测结果分析所需的步骤可参考上文“1.4结果分析”所示。

3.断面沉降监测

3.1 意义

断面沉降监测适用于路基、堤坝等需要大范围监测且有断面的建筑物的监测。可以根据要求使用活动式和固定式的监测方式。其中，路基监测多选用活动式监测方式，而堤坝的监测，由于监测点在水下，所以无法选择活动式监测，而只能选择固定式监测。

3.2 监测原理

完整的断面沉降监测需要在路基的底部预埋一个单点数码沉降计，然后在路基的表层放置一个沉降监测庄或者一个剖面沉降监测管。通过底部与地面的仪器同时工作完成监测任务。为了探究断面沉降的监测意义，我们选择某路基为例进行监测，尝试发现断面沉降监测的不同。

某高速公路位于丘陵地带，根据文件规定一般路基断面监测的要求放置沉降观测庄和沉降板，故在每个断面观测点放置3个沉降庄，布置于双线路基中心或左右线中心两侧；沉降板1个，布置在双线路基中心。其中，按照《基沉降观测实施细则》中“路基断面沉降监测一般不能少于两个观测断面，且间距不超过50m”的相关规定，选择好两个连续的断面作为观测对象。根据沉降观测庄和沉降板的变化，我们可以发现这一公路虽处于较复杂的丘陵地带，但是公路的沉降处于合理的范围内，是合格的公路。

4.总结

完成地基基础沉降监测的方法总是在不断完善、不断进步的。但是，通过上文总结分析我们可以得出，无论是表层沉降监测、深层沉降监测还是断面沉降监测，它们各有优势，也同时用它们的优势告诉我们，不同的地理环境、条件，需要我们选择不同的监测方法才能得到更加精确的数据，才能真正达到使建筑物规避风险的目的，否则就不能“对症下药”了。

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