沉降观测中的误差分析及精度控制

黄庆强（桂林市测绘研究院，广西　桂林　541002）



沉降观测中的误差分析及精度控制

黄庆强（桂林市测绘研究院，广西桂林541002）

近年来，我国经济快速发展，在促进国内建筑业不断发展与进步的同时，也涌现出一系列待解决的问题。对建筑物进行沉降观测，能够更好的保障建筑工程的质量，促进我国建筑行业健康有序的向前发展。但由于在沉降观测过程中，经常会因为各种因素引起误差，因此，需要采取相应措施对精度进行控制，提高沉降观测准确性。本文分析了沉降观测方式，分析误差产生的原因与解决对策，以期保证工程建筑质量。

沉降观测；误差分析；精度控制

前言

在科学技术与社会经济飞速发展的背景下，各种民用建筑与大型的工业建筑日益增多，这必然会导致地面本来状态发生改变，从而向附近地基施加一些压力，使得建筑物出现沉降，造成建筑附近地层与所占地基发生变形。因此，为了保证工程安全性与使用寿命，需要对建筑物的沉降进行观测，给后续施工与设计提供相关参数，确保居民财产与生命安全。

1　观测的方法

在沉降观测过程中，一般通过几何的水准测量方式进行观测。在实际观测中，应用我国二等水准进行测量，能够满足建筑物的沉降观测需要，通常沉降的观测视距应严格控制在20m以内。对于一些精度要求比较高的观测，为保证测量的精度，在实际的操作过程中，除了满足以上所说的国家二等水准测量之外，还应该注意以下几个方面：

①固定的原则，在操作过程中，需要对观测路线进行固定，同时固定观测仪器与观测人员，从而固定观测权；②当起算时基准点一致前提下，观测路线闭合，多冻建筑物同时进行观测的时候，各单独建筑物要进行独立观测，同一栋建筑物可以切割成多个闭合的环节进行详细观测；③每次进行观测之前，一定要先检测基准点。

2　误差分析

2.1仪器的误差

2.1.1水准尺的误差

因为水准尺的规划不够准确，容易受到弯曲、迟长变化的影响，因此需要在严格校验水准尺以后才可以使用：①尺接头的误差影响，这种影响主要控制方式是：在水准的侧段内设置一根合适的尺子，同时将侧段站的数目设置为偶数站。②尺零点误差影响，主要控制方式是：在水准的侧段内交换使用两根不同的水准尺。其中，下测站主要使用前视尺，同时将侧段站的数目设置为偶数。

2.1.2仪器校正以后残余的误差

在校正以后，仍然残留i角校正后残余的误差，主要由于仪器受震动的影响或者是长时间使用，导致望远镜水准管轴和视准轴极度不平行，从而引起误差。该误差控制方式如下：尽可能把仪器设置于前后视距离相等位置，将误差影响减弱或者是消除。

2.2观测的误差

2.2.1视差的影响

一旦出现误差，尺将无法和十字丝的平面完全重合，导致读数出现误差；在观测过程中，观测者眼睛所在位置不一样，其读数也会存在差异，从而存在读数的误差。降低视差控制方式如下：在开始读数之前，需要认真对光，将视差消除。

2.2.2水准尺的倾斜影响

若水准尺向着视线左右倾斜，在观测过程中，容易察觉与纠正望远镜的十字丝。若水准尺具体倾斜方向和视线的方向同向，则比较不容易察觉。水准尺的前后倾斜会导致尺上的读数变大，其对读数影响，和尺上实际读数大小以及尺倾斜角呈现出正相关的关系，具体关系从表1中可以看出。

表1　尺子读数、倾角和观测读数之间关系

3　外界条件影响

3.1水准点影响

通常水准点影响主要包含以下四个部分：①没有处理好水准点的顶端情况，例如：顶端的搁置面粗糙与不平，致观察的结果发生偏差；②若水准点的材料钢度比较小，容易导致材料发生变形，致使观测标准存在差异；③若在观测之前，没有对水准点进行校验，容易加大观测的误差；④没有保护好基准点，例如：没有将基准点上的杂物彻底清除，导致观测结果存在误差。

水准点误差主要控制方式如下：设置专用水准点，应设置三个及以上的水准点，以便核对与检查，保证埋设地点的稳定性，防止因为杂物、施工器具与车辆受到影响。此外。为方便观察，不能让水准点和被测建筑物相离过远，通常距离为50～100m。

3.2观测点影响

若观察点数据与点位设置不够科学，容易影响到沉降观测的精度。如果观测点的点位、数量设置不合理，会影响沉降观测精度。所以需要根据建筑物地质条件、结构特点、基础形式与荷载设置观测点数量以及点位，确保所选定位可充分显示出建筑沉降的情况。通常要沿着房屋周围设置观测点，每个观测点之间的距离为15～30m，同时建筑物沉降缝、伸缩缝以及转角位置都需要设置观测点。常用观测工具是将20mm直径的钢筋一端弯成直角，而另外一端则弯成燕尾的形状，并埋入墙中。

3.3观测时间影响

目前对建筑物沉降的观测时间点有限制的条件，尤其是第一次观测，需要根据时间与相关规范要求实施。如果无法获取原始的数据、第一次观测的数据存在误差，就会导致观测过程没有任何意义。此外，各个施工阶段复测需要安装地基的地质条件、工程性质与进度等执行，坚决不能出现补测或者是漏测的情况，确保所得沉降观测的数据准确性，以便相关人员了解建筑物变形规律以及沉降情况。如果观测的周期缺乏规律性，就会致使观测成果无法反映出建筑物沉降曲线细部的变化。

因此，建筑物沉降的观察需要遵守观察周期与要求，通常在地下室或者是基础完工以后进行观测，一些高层与大型建筑物，需要在基础底部或者是基础垫层施工结束后观测，每层都需要观测。若遇到特殊的情况，例如：暂时停工、周围地面的荷载突增或者是遇恶劣天气，在重新开工或者是停工时都需要进行观测，而在停工期间每隔两三月就要观测；如果地面荷载突增、突遇恶劣的天气，需要在雨季前后进行联测。

3.4尺垫的下沉

如在将仪器搬运至下一站，并且没有读取后视的读数这段时间里，一旦在转点出现尺垫下沉的情况，容易导致下一站的后视读数变大，所计算高差也会相应变大，进而造成高差的误差。尺垫下沉的影响控制方式如下：①在一些特殊的情况下，需要将转点设置土质较为松软的位置，同时放置好尺垫，然后将其压实，避免在观测的过程中发生尺垫下沉的情况；一些土质比较松软的位置，进踩实以后，不能立刻观测，需要过一段时间再观测，避免发生踏实土质发生松软反弹的情况。②尽可能在坚硬的位置设置转点。

3.5仪器的下沉

观测仪器的下沉主要指：因为观测者位置土质比较松软，易引发仪器下沉的情况，导致视线水平降低，造成前视的读数减小，加大所计算高差，进而引发高差的误差。因此，需要降低仪器的下沉误差，具体应做到以下三方面：①应用变更仪器的高法或者是双面尺法时，第一次观测先要读取后视的读数，然后读取前视的读数，在第二次测量，先要读取前视的读数，再读取后视的读数，也就是后-前以及前-后观测的程序，这样能够减弱或者是消除仪器下沉产生的影响。②尽量在坚硬位置设置观测仪器，同时保证脚架的稳定性。③提高观测的速度，将后视读数和前视读数时间差消除。

4　结语

总而言之，在建设施工整个过程中，进行建筑物沉降的观测是一项很重要的工作，作业人员必须严格对待，严谨细心的进行观测，记录好测量的每一个观测数据，及时分析绘制出相关曲线，提供给相关部门。建筑物沉降观测为建筑物的施工质量提供了可靠的数据依据，确保了建筑工程的安全施工以及安全管理，是一项必不可少的工作，在后期发展过程中，需要不断地完善与改进。

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［2］孙丽华.工程测量沉降观测的误差来源及控制对策［J］.城市建设理论研究（电子版），2015，21（21）：1～2.

［3］王敦峰.浅谈建筑物施工中沉降观测实施要点的具体分析［J］.山东工业技术，2015（03）.

［4］甄 娟，石 丽.沉降观测中的误差分析及其控制误差方法［J］.科技信息，2013（07）.

黄庆强（1971-），男，工程师，本科，主要从事城市工程测量、竣工测量、航空摄影测量、地理信息化建设等方面的研究。

TU196.2

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2095-2066（2016）12-0228-02

2016-3-15