探究提高建筑物沉降观测精度的方法及措施

余周佑

安庆市勘察测绘院，安徽安庆 246001

造成建筑物发生沉降的原因有很多，一般情况是由于建筑物的土壤结构与地基结构变化而导致建筑物出现变形。另外，由于大气温度、地下水位以及地基等自然因素变化，建筑物的自身结构与荷载也会因受到一定影响而出现一些变化，土壤结构与建筑地基都会受到荷载作用力的影响而导致建筑物发生变化。要是建筑物变形程度超出了相关的规定标准，就需要对其进行拆除，因为这类建筑物存在着很大的安全隐患，会对民众的生命安全造成威胁。

1 建筑物沉降变形的监测

1.1 沉降观测精度控制过程中存在的问题

目前建筑沉降观测在控制过程方面主要存在着三大问题：首先，图纸设计方没有依据相关规定要求制定出关于沉降观测的具体要求，也没有在图纸当中标注出来；其次，施工人员在施工中没有将观测点进行合理的设置。在观测时缺乏时间观念，没有注意到观测的重点就在于对观测时间的把握，甚至发生对沉降观测记录的数据谎报与随意捏造的问题。而在工程完工之后，在交付使用前，由于施工方没有足够的经验，因而很容易遗漏对建筑沉降的精准度进行复核的工序[1]。

1.2 沉降观测的特点

在实际的施工当中，沉降观测基准点一般都要参照水准点来对建筑物的下沉情况进行监测，根据该数据对埋设部件的安全可靠性以及其稳定性能，以及对整个建筑物的构造进行评估。在观测过程当中，技术人员应当结合现场情况合理调整水准仪，控制好水准气泡的位置，把握好水准仪的度数，保证其精确度。另外，应当依据闭合水准线路的形式进行多次往返测量，辅助精密水准尺测出观测点的具体高程，通过对高层的变化量进行比较而得出建筑的沉降量数据。

在进行建筑物的沉降观测时，要用到的工具有精密水准持与DSI精密水准仪，因为它能够有效提升沉降观测值的精准度，但是由于仪器受外部环境的影响，在使用过程中会对其精密性造成误差。一般在户外进行长时间的观测作业时，这些因素都会对仪器造成不利影响。在观测超高层、高层或者大型建筑物的过程中，都要严格要求以确保沉降观测的精度，还要保证沉降观测的误差不能超过规定范围。然而，还是会有不可避免的一些因素对沉降观测精度产生影响，如测量过程中的水准尺倾斜、视觉误差或读数误差等问题。在具体的测量环境中，一定要注意这类问题的发生，并且制定出相关的解决办法。

1.3 沉降观测实施程序及步骤编制

1.3.1 设计书的编制

沉降观测工作需要根据相关的技术设计书来实行，因此在编制设计书的时候一定要做到全面而又详细，并且要保证相关操作能够落到实处，完成技术设计书之后还需要甲方进行批复。在编制设计书的时候，一定要考虑好如何安排参加人员以及司镜人员，一定要选择专业水平较高，能够熟练操作水准仪的工作人员，并且相关人员还应当具备丰富的测量理论知识，这样就能够根据工程特点来选择合适的测量程序与方法。

1.3.2 按照规定观测

如果在实测过程中出现问题，司镜人员需要经过分析找出相关原因，然后经过平差计算得出合理的解决办法，使得每次观测任务都能够保证以最快的速度完成。在选择沉降观测的精度时，技术设计书应当根据设计单位的需求，并结合相关标准来定夺。

1.3.3 布设沉降观测点

在进行沉降观测点的布设时，应当充分考虑到地质状况和建筑物的结构特点。另外，还要保证建筑物和地基的变形特征能够充分反映出来，可以布设在建筑物的柱基上，或者布设在中轴线上。如果是一些高度较高的建筑物，例如水塔、烟囱等，可以将观测点设在合计处轴线相交对称的地方[2]。

2 建筑物沉降观测的方法

2.1 选择合适的水准点

观测建筑物沉降的基本点就是水准点，合理设置与完善水准测量网当中的水准点，对建筑物沉降观测工作来说非常重要。水准点通常都会设置在原状土层或者基岩上面，而位于冰冻地区的水准点则需要将其埋设在冻土深度线0.5m以下的位置。工作基点需要设在建筑物附近，每一个测量区的水准点与工作基点不能少于三个。一定要合理地选择与设置水准点位置，要选择在安全系数相对较高的地点，依据相关测量范围进行设置与测量。针对高建筑物，要根据具体情况增加测量的基点数量。另外，相关测量工作者还要关注测量环境可能会对测量结果所带来的影响，在测量过程中要综合考虑各种影响因素，从而提高沉降观测精度。

2.2 合理布置观测点

观测点能够有效反映出沉降数据，观测点的选择会对沉降数据会产生一定的影响。所以，一定要慎重选择观测点的位置，技术人员在选择时一定要综合考虑到建筑物外观、结构以及环境变化等各类因素。在布置观测点的时候，还要考虑到高矮建筑物以及新旧建筑物对测量结果所产生的影响，如果建筑物的位置刚好在地震带上，一定要注意到局部检测的重要性。除此之外，在高层建筑物的堆荷位置以及承重墙等局部地点，还应当加设一些监测点，这也能提高观测精度。

2.3 规定合适的观测周期

为了能够做到对建筑物沉降状况及时的掌握，建筑物的沉降观测工作就需要具有一定的周期性，而具体的监测周期需要依据工程进度、性质以及地基的土质情况来决定。通常会在固定观测点之后进行第一次监测工作，如果停工的时间比较长，通常会在停工和重新开工的时候各自进行一次监测。停工期间需要在1～3个月内监测一次，如果发现周围出现大量积水或者下过暴风雨，都要进行及时地监测。在竣工的初期，应当适量增加观测的次数，一直到建筑物的沉降达到稳定才行。

2.4 对观测的数据进行处理分析

根据具体的工程需求，在完成检测后需要提供相应的数据材料，并对其进行处理，主要是对原始材料的可靠性进行分析，并且消除实际测量值当中的误差。每次完成观测之后，都要对数据进行仔细的检查，以保证数据的准确度。依据相关数据绘制出相对应的图表，能够便于对数据进行准确分析。完成图表的制作之后就要对建筑物的沉降变化趋势与安全性能进行分析，还可以做出各类数据模型，以便为建筑物的沉降提供更为科学的分析办法。

3 沉降观测精度控制的策略

3.1 完善水准网

水准基点是建筑物沉降观测的基本点，其在地基和变形基坑不均匀沉降的观测中具有永久性与固定性的特征，因此，确定水准点并且完善水准测量网都是沉降观测工作的重点。在工程测量环节，一般每个测量组通常都包含三个水准点，并且配有一个固定测量站。为了保证检测精度，技术人员通常会在水准网的基础上合理设置高程的起算点，并且确定出墙壁点、地下点以及水准基点。在设置与选择水准点的时候，通常会选择安全系数高并且稳定性较好的地点，根据沉降观测的技术规范来最终确定观测距离和埋深的深度。例如，一般会把永久观测点设置在墙体0.5m高处，还要适当增加超大建筑物上的基点数量。另外，相关技术人员要考虑到外界环境对水基准点的选择与监测所产生的影响，例如，气候与地质条件等。要综合考虑外界与工程内部的影响因素，以此来提高沉降观测精度。

3.2 严格设置沉降观测点

在进行监测和测量之前，技术人员一定要仔细核实建筑沉降的观测点位置与数量，通过结合建筑物的外观样式、基坑环境、结构的形式、基础与支护结构以及其他因素，合理规划与布置观测位置。例如，可以考虑将沉降观测点设置在距深基坑支护结构上方锁口梁10～15m的地方，还可以在基坑与支护仰角处增设一个监测点。此外，在设置沉降观测点的时候还需要考虑到高低建筑以及新旧建筑等之间的相互影响因素，如果是地处地震带的建筑物，就需要对局部的构造加强监测。最后，由于建筑环境的特殊性，要加设相关的沉降观测点，如高层建筑的承重墙与堆荷位置等局部位置加设相关的沉降观测点，从而有效提升观测的精准度。

3.3 严格把控沉降监测的时间

建筑物沉降观测时间一般都有规律可循，这主要是为了能够准确掌握观测状况。一般建筑物在正式投产使用之前，观测会在每个季度都进行一次，而且得等到建筑物的沉降数据稳定后才可以停止观测。在特殊情况下，还需要增加对高层建筑物的监测频率。在时间掌控方面，技术人员还需要依据相关要求严格把控检测周期[3]。

4 结语

沉降观测工作是非常严肃的，并且也非常复杂的。其需要很多精密仪器，还要求测量人员具有足够的耐心与细心，这是一项精度要求极高、耗时又非常长的技术工作。为了保证建筑物安全，就需要对建筑物沉降进行细致的检测。水准点与观测点的布置合理性、对建筑物的沉降进行定期测量、把握住测量精准度以及对相关数据进行细致的研究与分析，这一系列工作都会对施工安全起到非常大的保障作用。

[1] 卢吉锋，冯雪巍. 提高建筑物沉降观测精度的方法和措施探讨[J]. 河北工程技术高等专科学校学报，2013（1）：49.

[2] 李思武. 高层建筑沉降观测数据处理与分析新方法[J]. 山东工业技术，2017（23）：92.

[3] 胡涛. 高层建筑沉降观测技术应用[J]. 测绘与空间地理信息，2017（11）：198.