沉降觀測(cè)概述

淺窺沉降觀測(cè)——對(duì)沉降觀測(cè)的施測(cè)淺悟隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，物質(zhì)文明的極大提高及建筑設(shè)計(jì)施工技術(shù)水平的日臻成熟完善，同時(shí)，也因土地資源日漸減少與人口增長之間日益突出的矛盾，高層及超高層建(構(gòu))筑物越來越多。為了保證建構(gòu)筑物的正常使用壽命和建（構(gòu)）筑物的安全性，并為以后的勘察設(shè)計(jì)施工提供可靠的資料及相應(yīng)的沉降參數(shù)，建（構(gòu)）筑物沉降觀測(cè)的必要性和重要性愈加明顯?，F(xiàn)行規(guī)范也規(guī)定，高層建筑物、高聳構(gòu)筑物、重要古建筑物及連續(xù)生產(chǎn)設(shè)施基礎(chǔ)、動(dòng)力設(shè)備基礎(chǔ)、深基坑支護(hù)開挖后、滑坡監(jiān)測(cè)等均要進(jìn)行沉降觀測(cè)。特別在高層建筑物施工過程中應(yīng)用沉降觀測(cè)加強(qiáng)過程監(jiān)控，指導(dǎo)合理的施工工序，預(yù)防在施工過程中出現(xiàn)不均勻沉降，及時(shí)反饋信息為勘察設(shè)計(jì)施工部門提供詳盡的第一手資料，避免因沉降原因造成建筑物主體結(jié)構(gòu)的破壞或產(chǎn)生影響結(jié)構(gòu)使用功能的裂縫，進(jìn)而造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。根據(jù)本人在高層建筑施工過程中沉降觀測(cè)的應(yīng)用，在此對(duì)高層建筑施工過程中沉降觀測(cè)工作淺談管窺之見。一、沉降觀測(cè)的基本要求1、儀器設(shè)備、人員素質(zhì)的要求根據(jù)沉降觀測(cè)精度要求高的特點(diǎn)，為能精確地反映出建構(gòu)筑物在不斷增加荷載作用下的沉降情況，一般規(guī)定測(cè)量的誤差應(yīng)小于變形值的１／１０-1／20，為此要求沉降觀測(cè)應(yīng)使用精密水準(zhǔn)儀(S1或S05級(jí))，水準(zhǔn)尺也應(yīng)使用受環(huán)境及溫差變化影響小的高精度鋁合金水準(zhǔn)尺。在不具備鋁合金水準(zhǔn)尺的情況下，使用一般塔尺應(yīng)盡量使用第一段標(biāo)尺。

人員素質(zhì)的要求：必須接受過專業(yè)學(xué)習(xí)及技能培訓(xùn)，熟練掌握儀器的操作規(guī)程，熟悉測(cè)量理論能針對(duì)不同工程特點(diǎn)、具體情況采用不同的觀測(cè)方法及觀測(cè)程序，對(duì)實(shí)施過程中出現(xiàn)的問題能夠會(huì)分析原因并正確的運(yùn)用誤差理論進(jìn)行平差計(jì)算，做到按時(shí)、快速、精確地完成每次觀測(cè)任務(wù)2、觀測(cè)時(shí)間的要求建構(gòu)筑物的沉降觀測(cè)對(duì)時(shí)間有嚴(yán)格的限制條件，特別是首次觀測(cè)必須按時(shí)進(jìn)行，否則沉降觀測(cè)得不到原始數(shù)據(jù)，而是整個(gè)觀測(cè)得不到完整的觀測(cè)意義。其他各階段的復(fù)測(cè)，根據(jù)工程進(jìn)展情況必須定時(shí)進(jìn)行，不得漏測(cè)或補(bǔ)測(cè)。只有這樣，才能得到準(zhǔn)確的沉降情況或規(guī)律。相鄰的兩次時(shí)間間隔稱為一個(gè)觀測(cè)周期，一般高層建筑物的沉降觀測(cè)按一定的時(shí)間段為一觀測(cè)周期(如：次/30天)或按建筑物的荷載增加情況（每升高一層或數(shù)層)為一觀測(cè)周期，無論采取何種方式都必須按施測(cè)方案中規(guī)定的觀測(cè)周期及時(shí)準(zhǔn)確地進(jìn)行。3、觀測(cè)點(diǎn)的要求為了能夠反映出建構(gòu)筑物的準(zhǔn)確沉降情況，沉降觀測(cè)點(diǎn)要埋設(shè)在最能反映沉降特征且便于觀測(cè)的位置。一般要求建筑物上設(shè)置的沉降觀測(cè)點(diǎn)縱橫方向要對(duì)稱，且相鄰點(diǎn)之間間距以15-30米為宜，均勻地分布在建筑物的周圍。通常情況下，建筑物設(shè)計(jì)圖紙上有專門的沉降觀測(cè)點(diǎn)布置圖。再就是，埋設(shè)的沉降觀測(cè)點(diǎn)要符合各施工階段的觀測(cè)要求，特別要考慮到裝修裝飾階段因墻或柱的飾面施工而破壞或掩蓋住觀測(cè)點(diǎn)，不能連續(xù)觀測(cè)而失去觀測(cè)意義。4、沉降觀測(cè)的自始至終要遵循“五定”原則所謂“五定”，即通常所說的沉降觀測(cè)依據(jù)的基準(zhǔn)點(diǎn)、工作基點(diǎn)和被觀測(cè)物上的沉降觀測(cè)點(diǎn)，點(diǎn)位要穩(wěn)定；所用儀器、設(shè)備要穩(wěn)定；觀測(cè)人員要穩(wěn)定；觀測(cè)時(shí)的環(huán)境條件基本一致；觀測(cè)路線、鏡位、程序和方法要固定。以上措施在客觀上盡量減少觀測(cè)誤差的不定性，使所測(cè)的結(jié)果具有統(tǒng)一的趨向性，保證各次復(fù)測(cè)結(jié)果與首次觀測(cè)的結(jié)果可比性更一致，使所觀測(cè)的沉降量更具有真實(shí)性。5、施測(cè)要求儀器、設(shè)備的操作方法與觀測(cè)程序要熟悉、正確。在首次觀測(cè)前要對(duì)所用儀器的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)校正，必要時(shí)經(jīng)計(jì)量單位予以鑒定。連續(xù)使用3-6個(gè)月應(yīng)重新對(duì)所用儀器、設(shè)備進(jìn)行檢校。在觀測(cè)過程中，操作人員要相互配合，工作協(xié)調(diào)一致，認(rèn)真仔細(xì)，做到步步有校核。6、沉降觀測(cè)精度的要求根據(jù)建筑物的特性和建設(shè)、設(shè)計(jì)單位的要求選擇沉降觀測(cè)精度的等級(jí)。在未有特殊要求情況下，一般性的高層建構(gòu)筑物施工過程中，采用二等水準(zhǔn)測(cè)量的觀測(cè)方法就能滿足沉降觀測(cè)的要求。各項(xiàng)觀測(cè)指標(biāo)要求如下：(1)往返較差、附和或環(huán)線閉合差：△h＝∑a-∑b≤l/n—表示測(cè)站數(shù)。(或△h＝∑a-∑b≤1/L，L表示觀測(cè)路線距離)(2)前后視距：≤30m(3)前后視距差：≤1.0m(4)前后視距累積差≤3.0m(5)沉降觀測(cè)點(diǎn)相對(duì)于后視點(diǎn)的高差容差：≤1.0mm(6)水準(zhǔn)儀的精度不低于N2級(jí)別7、沉降觀測(cè)成果整理及計(jì)算要求原始數(shù)據(jù)要真實(shí)可靠，記錄計(jì)算要符合施工測(cè)量規(guī)范的要求，依據(jù)正確，嚴(yán)謹(jǐn)有序，步步校核，結(jié)果有效的原則進(jìn)行成果整理及計(jì)算。二、具體施測(cè)程序及步驟1、建立水準(zhǔn)控制網(wǎng)根據(jù)工程的特點(diǎn)布局、現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境條件制訂測(cè)量施測(cè)方案，由建設(shè)單位提供的水準(zhǔn)控制點(diǎn)(或城市精密導(dǎo)線點(diǎn))根據(jù)工程的測(cè)量施測(cè)方案和布網(wǎng)原則的要求建立水準(zhǔn)控制網(wǎng)。(1)一般高層建筑物周圍要布置三個(gè)以上水準(zhǔn)點(diǎn)，水準(zhǔn)點(diǎn)的間距不大于100米。(2)在場(chǎng)區(qū)內(nèi)任何地方架設(shè)儀器至少后視到兩個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)，并且場(chǎng)區(qū)內(nèi)各水準(zhǔn)點(diǎn)構(gòu)成閉合圖形，以便閉合檢校。(3)各水準(zhǔn)點(diǎn)要設(shè)在建筑物開挖、地面沉降和震動(dòng)區(qū)范圍之外，水準(zhǔn)點(diǎn)的埋深要符合二等水準(zhǔn)測(cè)量的要求(埋深大于1.5米)。根據(jù)工程特點(diǎn)，建立合理的水準(zhǔn)控制網(wǎng)，與基準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測(cè)，平差計(jì)算出各水準(zhǔn)點(diǎn)的高程。2、建立固定的觀測(cè)路線由場(chǎng)區(qū)水準(zhǔn)控制網(wǎng)，依據(jù)沉降觀測(cè)點(diǎn)的埋設(shè)要求或圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的沉降觀測(cè)點(diǎn)布點(diǎn)圖，確定沉降觀測(cè)點(diǎn)的位置。在控制點(diǎn)與沉降觀測(cè)點(diǎn)之間建立固定的觀測(cè)路線，并在架設(shè)儀器站點(diǎn)與轉(zhuǎn)點(diǎn)處作好標(biāo)記樁，保證各次觀測(cè)均沿統(tǒng)一路線。3、沉降觀測(cè)根據(jù)編制的工程施測(cè)方案及確定的觀測(cè)周期，首次觀測(cè)應(yīng)在觀測(cè)點(diǎn)安穩(wěn)固后及時(shí)進(jìn)行。一般高層建筑物有一或數(shù)層地下結(jié)構(gòu)，首次觀測(cè)應(yīng)自基礎(chǔ)開始，在基礎(chǔ)的縱橫軸線上(基礎(chǔ)周邊)按設(shè)計(jì)好的位置埋設(shè)沉降觀測(cè)點(diǎn)(臨時(shí)的)，等臨時(shí)觀測(cè)點(diǎn)穩(wěn)固好，進(jìn)行首次觀測(cè)。首次觀測(cè)的沉降觀測(cè)點(diǎn)高程值是以后各次觀測(cè)用以比較的基礎(chǔ)，其精度要求非常高，施測(cè)時(shí)一般用N2或N3級(jí)精密水準(zhǔn)儀。并且要求每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)首次高程應(yīng)在同期觀測(cè)兩次后決定。隨著結(jié)構(gòu)每升高一層，臨時(shí)觀測(cè)點(diǎn)移上一層并進(jìn)行觀測(cè)直到±0．00再按規(guī)定埋設(shè)永久觀測(cè)點(diǎn)(為便于觀測(cè)可將永久觀測(cè)點(diǎn)設(shè)于十500mm)。然后每施工一層就復(fù)測(cè)一次，直至竣工。4、將各次觀測(cè)記錄整理檢查無誤后，進(jìn)行平差計(jì)算，求出各次每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的高程值。從而確定出沉降量。某個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的每周期沉降量：△c＝HI—Hn．N表示某個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，I表示觀測(cè)周期數(shù)(I＝1，2，3……)且H1＝H0累計(jì)沉降量：△C＝∑△c(n)，n表示觀測(cè)點(diǎn)號(hào)。5、統(tǒng)計(jì)表匯總(1)、根據(jù)各觀測(cè)周期平差計(jì)算的沉降量，列統(tǒng)計(jì)表，進(jìn)行匯總。(2)、繪制各觀測(cè)點(diǎn)的下沉曲線

首先建立下沉曲線坐標(biāo)，橫坐標(biāo)為時(shí)間坐標(biāo)，縱坐標(biāo)上半部為荷載值，下半部為各沉降觀測(cè)周期的沉降量。Q△S0t將統(tǒng)計(jì)表中各觀測(cè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的觀測(cè)周期所測(cè)得沉降量畫于坐標(biāo)中，并將相應(yīng)的荷載值也畫于坐標(biāo)中，連線，就得到對(duì)應(yīng)于荷載值的沉降曲線。

(3)根據(jù)沉降量統(tǒng)計(jì)表和沉降曲線圖，我們可以預(yù)測(cè)建筑物的沉降趨勢(shì)，將建筑物的沉降情況及時(shí)的反饋到有關(guān)主管部門，正確地指導(dǎo)施工。特別座在沉陷性較大的地基上重要建筑物的不均勻沉降的觀測(cè)顯得更為重要。利用沉降曲線還可計(jì)算出因地基不均勻沉降引起的建筑物傾斜度：q=│△Cm-△Cn│/Lmn，△Cm,△Cn分別為m、n點(diǎn)的總沉降量，Lmn為m、n點(diǎn)的距離。對(duì)沉降觀測(cè)的成果分析，我們還可以找出同一地區(qū)、類似結(jié)構(gòu)形式建筑物影響其沉降的主要因素，對(duì)編好施工組織設(shè)計(jì)正確指導(dǎo)施工大有裨益，同樣也為勘察設(shè)計(jì)單位提供寶貴的一手資料，設(shè)計(jì)出更完善的施工圖紙。6．觀測(cè)中的注意事項(xiàng)：(1)嚴(yán)格按測(cè)量規(guī)范的要求施測(cè)。(2)前后視觀測(cè)最好用同一水平尺。(3)各次觀測(cè)必須按照固定的觀測(cè)路線進(jìn)行。(4)觀測(cè)時(shí)要避免陽光直射，且各觀測(cè)環(huán)境基本一致。(5)成像清晰、穩(wěn)定時(shí)再讀數(shù)。(6)隨時(shí)觀測(cè)，隨時(shí)檢核計(jì)算，觀測(cè)時(shí)要一氣呵成。(7)在雨季前后要聯(lián)測(cè)，檢查水準(zhǔn)點(diǎn)的標(biāo)高是否有變動(dòng)。(8)將各次所觀測(cè)沉降情況及時(shí)反饋有關(guān)部門，當(dāng)建筑物每天(24h)連續(xù)沉降量超過1mm時(shí)應(yīng)停止施工，會(huì)同有關(guān)部門采取應(yīng)急措施。三、容易產(chǎn)生的誤差的原因及處理方法雖然我們?cè)谑y(cè)過程中遵守了一定的操作規(guī)程，往往由于這樣或那樣的原因產(chǎn)生了或多或少的誤差，下面列舉了一些在施測(cè)過程中容易出現(xiàn)的誤差及處理方法供施測(cè)人員參考。（一）、水準(zhǔn)點(diǎn)的布置不正確1現(xiàn)象水準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)位置與數(shù)量不妥2原因分析eq\o\ac(○,1)水準(zhǔn)點(diǎn)的布設(shè)未考慮水準(zhǔn)網(wǎng)沿建筑物閉合。eq\o\ac(○,2)水準(zhǔn)點(diǎn)的布設(shè)未考慮現(xiàn)場(chǎng)的特殊性。3防治措施eq\o\ac(○,1)水準(zhǔn)點(diǎn)的數(shù)量不應(yīng)少于3個(gè)，并組成水準(zhǔn)網(wǎng)。eq\o\ac(○,2)水準(zhǔn)點(diǎn)盡量與觀測(cè)點(diǎn)接近，其距離不應(yīng)超過100M，以保證觀測(cè)精度。eq\o\ac(○,3)水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)布設(shè)在受震動(dòng)區(qū)域以外的安全地點(diǎn)，以防受震動(dòng)的影響。eq\o\ac(○,4)離開公路、鐵路、地下管道和滑坡至少5M，避免埋設(shè)在低洼積水處及松軟的土地上。eq\o\ac(○,5)為防止水準(zhǔn)點(diǎn)受凍脹的影響，水準(zhǔn)點(diǎn)的埋置深度至少在凍結(jié)線以下0.5Meq\o\ac(○,6)對(duì)水準(zhǔn)點(diǎn)要定期進(jìn)行檢測(cè)，以保證觀測(cè)成果的正確性。（二）、觀測(cè)點(diǎn)的形式與埋設(shè)不合理1現(xiàn)象基礎(chǔ)及柱沉降觀測(cè)點(diǎn)制作形式與埋設(shè)不合理，觀測(cè)點(diǎn)的穩(wěn)定性差，觀測(cè)數(shù)據(jù)不真實(shí)。2原因分析施工單位未注意沉降觀測(cè)工作，觀測(cè)點(diǎn)的制作與埋設(shè)不認(rèn)真。3防止措施eq\o\ac(○,1)觀測(cè)點(diǎn)的制作要求牢固穩(wěn)定，確保點(diǎn)位安全，能長期保存，其上部必須為突出的半球狀或有明顯的突出之處，與柱身或墻身保持一定的距離，要保證在頂上能夠垂直置尺和良好的同時(shí)條件。eq\o\ac(○,2)一般民用建筑的沉降觀測(cè)點(diǎn)設(shè)置在外墻勒腳處，埋置在墻內(nèi)的部分大于露出部分的5－7倍，以保證觀測(cè)點(diǎn)的穩(wěn)定性。eq\o\ac(○,3)設(shè)備基礎(chǔ)觀測(cè)點(diǎn)的埋設(shè)一般可利用鉚釘或鋼筋來制作，然后埋置在砼內(nèi)，如果觀測(cè)點(diǎn)使用期長應(yīng)設(shè)有保護(hù)蓋，埋設(shè)觀測(cè)點(diǎn)時(shí)應(yīng)保證露出的部分不宜過高或過低，高了易被碰斜或撞彎，低了不宜被找尋，以防水準(zhǔn)尺置在點(diǎn)上與砼面接觸影響觀測(cè)質(zhì)量。eq\o\ac(○,4)柱基礎(chǔ)觀測(cè)點(diǎn)的形式和埋設(shè)方法與設(shè)備基礎(chǔ)相同，但當(dāng)柱子安裝進(jìn)行二次澆筑后原設(shè)置的點(diǎn)將被埋掉，因而必須及時(shí)在柱身上設(shè)置新觀測(cè)點(diǎn)并及時(shí)將高程引測(cè)至新的觀測(cè)點(diǎn)上以保證沉降觀測(cè)的連貫性。（三）、沉降觀測(cè)的次數(shù)和時(shí)間不當(dāng)1．現(xiàn)象沉降觀測(cè)的次數(shù)和時(shí)間不合理，導(dǎo)致觀測(cè)結(jié)構(gòu)不能及時(shí)準(zhǔn)確的反映建筑物的實(shí)際沉降變化。2．原因分析eq\o\ac(○,1)．施工期間沉降觀測(cè)次數(shù)不合理，分導(dǎo)致經(jīng)過不能主權(quán)反映沉降曲線的細(xì)部變化。eq\o\ac(○,2)．工程移交后沉降觀測(cè)實(shí)際安排不合理，掌握沉降情況不及時(shí)，不準(zhǔn)確。3．防治措施eq\o\ac(○,1)．施工期間較大荷重增加前后，如基礎(chǔ)澆筑、回填土，安裝柱子，結(jié)構(gòu)每完成一層，設(shè)備安裝、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)、工業(yè)爐砌筑等均應(yīng)進(jìn)行一次沉降觀測(cè)。eq\o\ac(○,2)．如果施工期間中途停工超過3個(gè)月，應(yīng)在停工時(shí)和復(fù)工后分別進(jìn)行觀測(cè)。eq\o\ac(○,3)．當(dāng)附近地面荷重突然增加，周圍大量積水及暴雨后或周圍大量開挖土方等均應(yīng)進(jìn)行沉降觀測(cè)。eq\o\ac(○,4)．工程投入生產(chǎn)或使用后應(yīng)連續(xù)進(jìn)行觀測(cè)，可根據(jù)沉降量大小和速度確定觀測(cè)時(shí)間的間隔，在開始的時(shí)間間隔可短一些，以后隨著沉降速度的減慢可逐漸延長直至沉降穩(wěn)定為止。eq\o\ac(○,5)．施工期間建筑物的沉降觀測(cè)周期，高層建筑每增加1－2層應(yīng)觀測(cè)一次，其他建筑的觀測(cè)總次數(shù)不少于5次，竣工后的觀測(cè)周期可根據(jù)建筑物的穩(wěn)定情況確定。（四）．沉降觀測(cè)的線路不正確1．現(xiàn)象觀測(cè)線路不固定，沉降觀測(cè)的精度低。2．原因分析觀測(cè)前未到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃，確定線路和安置儀器的位置。人員不固定，不重視固定觀測(cè)線路的工作。3．防治措施對(duì)觀測(cè)點(diǎn)較多的建筑物、構(gòu)筑物進(jìn)行沉降觀測(cè)前應(yīng)到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘查規(guī)劃，確定安裝儀器的位置，選定若干的沉降觀測(cè)點(diǎn)或其他固定點(diǎn)作為臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)（轉(zhuǎn)點(diǎn)）并與永久水準(zhǔn)點(diǎn)組成環(huán)路，最后根據(jù)選定的臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置儀器的位置以及觀測(cè)線路，繪制觀測(cè)線路圖，以后每次觀測(cè)都按照固定的線路觀測(cè)，在測(cè)定的臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)高程的同時(shí)應(yīng)校核其他的沉降觀測(cè)點(diǎn)的高程。（五）．沉降與變形觀測(cè)在首次觀測(cè)后發(fā)生回升現(xiàn)象1．現(xiàn)象沉降觀測(cè)在第二次觀測(cè)發(fā)生曲線上升，到第三次后曲線又逐漸下降。2．原因分析由于第一次觀測(cè)精度不高，使觀測(cè)成果存在較大誤差。3．防治措施eq\o\ac(○,1)．使用的儀器必須是經(jīng)過有資質(zhì)單位檢定合格的儀器。eq\o\ac(○,2)．觀測(cè)過程中要三固定即儀器固定，人員固定、觀測(cè)線路固定。eq\o\ac(○,3)．如果曲線回升超過5mm，應(yīng)將第一次的觀測(cè)成果廢除，而采取第二次的觀測(cè)成果作為初測(cè)成果；如果曲線回升在5mm以內(nèi)則調(diào)整初測(cè)標(biāo)高與第二次的觀測(cè)標(biāo)高一致。（六）．沉降變形曲線在中間某點(diǎn)突然回升1現(xiàn)象曲線在中間某點(diǎn)有突然上升的趨勢(shì)2．原因分析eq\o\ac(○,1)沉降觀測(cè)過程中水準(zhǔn)點(diǎn)被碰松動(dòng)，出現(xiàn)水準(zhǔn)點(diǎn)低于碰前的標(biāo)高。eq\o\ac(○,2)．觀測(cè)點(diǎn)在觀測(cè)過程中被碰，致使觀測(cè)點(diǎn)高于碰前的標(biāo)高。3．預(yù)防措施eq\o\ac(○,1)．在建筑施工的全過程中，都應(yīng)注意對(duì)水準(zhǔn)點(diǎn)和觀測(cè)點(diǎn)的保護(hù)工作，可以采用砌筑粘土磚擋土墻的