浅谈建筑工程沉降监测方法

宋振涛 康莉 陈洁

【摘要】在高层建筑建设过程中增强各个阶段的沉降观测对于保证高层建筑物结构的安全，确保建筑物的正常使用非常重要。本文对建筑工程沉降观测技术进行分析，对实际操作中存在的一些问题进行解决。

【关键词】建筑工程  沉降观测  问题

由于地质地貌的不同，高层建筑地建设过程中，由于作用力的缘故，将可能造成地质沉降，从而给建筑物的安全使用造成隐患，为防患于未然，在建筑高层过程中，普遍使用沉降观测技术，以减少建筑工程出现质量问题的可能性。

一、沉降监测应遵循的原则

为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，保证各次观测结果与首次观测的结果具有可比性，使所观测的沉降量更真实，应注意以下几点：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的点位要稳定;测量所用仪器、设备要稳定，观测者应固定;每次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;沉降观测整理时原始数据要真实可靠，记录计算符合施工测量规范的要求。

二、沉降监测存在的问题

（一）监测精度问题

（1）仪器误差。仪器的误差往往会隐藏在数据中而难以发现，对于沉降观测精度有较大的影响，在相应的规范中对仪器的误差均有具体规定，例如，对于用于一、二级水准观测的仪器其i角不能大于15″，但由于仪器在校验过程中或使用过程中不可避免的受到一些外界因素的影响，从而使得儀器某些方面的误差要高于规范要求，因此在仪器使用前应严格按规定对仪器进行调整，在使用过程中也应定期对仪器进行检验，降低仪器本身误差对数据的影响。

（2）测站的设置。规范上对测站的设置有具体的规定，对于国家一、二等精密水准测量要求在设置测站时前后视距差分别不得超过0.5m和1.0m，但实际上往往一个测站可以看到5-6个沉降点，如果仅布设这几个沉降点，则工作效率高，但视距差难以满足规范要求，视距差的限制主要是为了减少i角引起的误差，为了得到高精度的数据且降低过多设置测站所导致的误差增大，应在观测前对i角进行严格校正，从而保证在合适的测站布置下得到较高的测量精度。

（3）平差的处理。平差处理对于保证精度较为重要，主要包括相邻变形点高差中的误差以及测站高差中的误差，通过平差计算能够很容易地算出观测路线上单位长度的偶然误差。对于沉降观测，其测量值只应反映建筑物下沉，如果数据出现上升的趋势，可以说明监测数据的错误性，严格按照规范要求进行平差计算是测量精度保证的基本要求。

（4）监测点布设。沉降监测点分为基准点和沉降点两种，通过精密仪器测得不动的基点与沉降点之间的高差是计算沉降量的基本方法，因此基准点的布设位置及长久稳定是保证最终沉降数据准确的重要因素，为了保证其连续有效，应将工地附近的基准点作为工作基点，与市内较近的国家一、二等水准点相连，从而保证工作基点即使遭到破坏也能很快得到恢复。沉降点的布设位置应能够全面反映所测建筑物的变形特征，应结合地质条件及建筑物结构特点等因素综合确定，在根据规范要求设置的前提下也应结合实际情况灵活布置。

（二）数据处理问题

沉降观测中由于各种因素的影响，难免观测数据会有不同程度的误差，在观测后应首先对数据进行预分析及处理，并实时计算各测站的精度指标，出现问题应及时补测、重测。数据的后处理中，先对数据进行严密的平差计算，再根据沉降量绘制各种曲线，便于对数据的分析，为变形预报提供依据，对于数据处理及分析一定要找经验丰富的人员进行，不仅能够发现数据中可能存在的问题，也能对数据做出合理的分析，提供可靠的变形预报。

（三）监测周期问题

监测周期应根据工程进度、性质以及地质情况和基础荷载的增加频率等情况综合确定，一般来说，对于在建的工程应该在施工期间和建成初期观测次数频率应多一些，监测周期的设置应综合多方面考虑：首先，施工期观测次数应该按照增加荷载和地基的实际情况进行确定;其次，如果施工阶段出现停工的话，应该在停工后，刚刚开工时，分别进行一次沉降观测，在停工期间也至少要保证3-5个月观测一次;最后，对于施工过程中荷载突然增加时，例如暴雨等因素影响，应及时增加监测频率并增补测点。

（四）沉降曲线在首次观测后即发生回升现象

在第二次观测时即发现曲线上升，至第三次后，曲线又逐渐下降。发生此种现象，一般都是由于初测精度不高，而使观测成果存在较大误差所引起的。此时，如周期较短，可将第一次观测成果作废，而采用第二次观测成果作为首测成果。为避免发生此类现象，首次观测应适当提高测量精度，施测时一般用N2或N3级精密水准仪认真施测，并且要求每个观测点首次高程应在同期观测两次后决定，相互比较，确保首次观测成果可靠。

三、建筑物沉降监测方法

（一）水准测量法

水准测量法是建筑物沉降观测中最为常见的一种方法，是利用水准仪确定基准点和沉降监测点，通过沉降监测点各周期的高程变化来分析建筑物的沉降变形情况。该方法适用性强、精度较高，能够适用于不同场地条件下的建筑物沉降监测，是一种应用广泛、传统且可靠的测量方法。

（二）全自动测量法

随着测量仪器的不断改进，集测距仪、电子经纬仪等优点于一体的全站仪得到了广泛的应用，尤其是全自动跟踪测量仪的推广应用，为全天候、全方位、高精度的全自动监测提供了广阔的发展空间。

（三）数字化摄影测量法

数字化摄影技术是一种利用被摄物体影响来重建物体空间位置和三维性状的技术，该技术目前在快速绘制大型建筑遗址、国防建设、地形图绘制、建筑工程学等方面均有应用，尤其适用于重要工程的变形和自动生产线监测、弹体运动轨迹、炮口冲击波等不可接触的物体测量中，在大型建筑物的沉降观测中，由于其不需要接触即可获得多点的三维空间信息，且精度能够达到2-4μm，在建筑工程中的应用也越来越广泛。

参考文献：

[1]崔艳珠.加强工程竣工结算审查的研究[J].中国市场，2011（2）.

[2]郁雯，郭丙军，郭卫彤，等.对建筑工程沉降观测的研究[J].河北建筑工程学院学报，2007（3）.