建筑工程沉降觀測(cè)的探討

吳云志

（中國(guó)有色金屬工業(yè)昆明勘察設(shè)計(jì)研究院，云南 昆明 650051）

建筑工程在施工和運(yùn)營(yíng)中，由于各種荷載的變化以及外部自然條件、日照、溫度、風(fēng)力等的影響，都會(huì)引起建筑物的沉降變形，在一定限度內(nèi)的沉降變形是允許存在的，不會(huì)危及建筑物的構(gòu)造安全。但超過(guò)了一定的限度，則會(huì)影響建筑物的使用，甚至危及建筑物的安全，給人民的財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)?yè)p失，為此，有必要在施工和使用階段對(duì)建筑物的進(jìn)行沉降變形觀測(cè)，使沉降變形得到有效的控制，確保建筑工程的質(zhì)量安全。

1 沉降觀測(cè)的布點(diǎn)和觀測(cè)。變形測(cè)量點(diǎn)分為基準(zhǔn)點(diǎn)、工作基點(diǎn)和變形觀測(cè)點(diǎn)。其布設(shè)要求應(yīng)滿足下列要求：（1）每個(gè)工程至少應(yīng)有3個(gè)穩(wěn)固可靠的點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)；（2）工作基點(diǎn)應(yīng)選在比較穩(wěn)定的位置。對(duì)通視條件較好或觀測(cè)項(xiàng)目較少的工程，可不設(shè)立工作基點(diǎn)，在基準(zhǔn)點(diǎn)上直接測(cè)定變形觀測(cè)點(diǎn)；（3）變形觀測(cè)點(diǎn)應(yīng)設(shè)立在變形體上能反映變形特征的位置。

1.1 沉降（變形）觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè)

（1）沉降觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè)，應(yīng)符合下列規(guī)定：①能夠反映建筑物、構(gòu)筑物變形特征和變形明顯的部位;②標(biāo)志應(yīng)穩(wěn)固、明顯、結(jié)構(gòu)合理，不影響建筑物、構(gòu)筑物的美觀和使用；③點(diǎn)位應(yīng)避開障礙物，便于觀測(cè)和長(zhǎng)期保存。

（2）沉降觀測(cè)點(diǎn)的精度要求和觀測(cè)方法，根據(jù)工程需要，應(yīng)符合中相應(yīng)等級(jí)的規(guī)定。

（3）沉降觀測(cè)的各項(xiàng)記錄，必須注明觀測(cè)時(shí)的氣象情況和荷載變化。

（4）建筑物、構(gòu)筑物的沉降觀測(cè)點(diǎn)，應(yīng)按設(shè)計(jì)圖紙埋設(shè)，并宜符合下列規(guī)定:①建筑物四角或沿外墻每10～15M處或每隔2～3根柱基上；②裂縫或沉降縫或伸縮縫的兩側(cè)；新舊建筑物或高低建筑物以及縱橫墻的交界處；③人工地基和天然地基的接壤；建筑物不同結(jié)構(gòu)的分界處；④框架式結(jié)構(gòu)多層、高層建筑物的沉降觀測(cè)點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在混凝土柱上；⑤超高層建筑沉降點(diǎn)的設(shè)置還應(yīng)征求設(shè)計(jì)單位的意見(jiàn)；⑥沉降觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)位置、標(biāo)高，應(yīng)設(shè)置在外檐墻（柱）面上，正負(fù)零以上100-150毫米處。公共建筑及超高建筑，由設(shè)計(jì)部門根據(jù)建筑物具體情況確定標(biāo)高位置，如設(shè)計(jì)無(wú)要求時(shí)，可參照民用建筑沉降觀測(cè)點(diǎn)的標(biāo)高設(shè)置；⑦煙囪、水塔和大型儲(chǔ)藏罐等高聳構(gòu)筑物的基礎(chǔ)軸線的對(duì)稱部位，每一構(gòu)筑物不得少于4個(gè)點(diǎn)。

（5）施工期間，建筑物沉降觀測(cè)的周期，高程建筑每增加1～2層應(yīng)觀測(cè)一次；其他建筑的總次數(shù)，不應(yīng)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，當(dāng)沉降觀測(cè)值趨于穩(wěn)定時(shí)，可以結(jié)束觀測(cè)。

1.2 觀測(cè)方法和技術(shù)要求

（1）沉降觀測(cè)，應(yīng)采用環(huán)形閉合法或往返閉合法進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量。條件允許時(shí)，沉降觀測(cè)點(diǎn)和水準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)可以連成同一閉合路線，觀測(cè)時(shí)對(duì)水準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行高差檢測(cè)。（2）每期觀測(cè)時(shí)必須采用相同的圖形（觀測(cè)線路）和觀測(cè)方法。（3）每期觀測(cè)時(shí)必須使用同一型號(hào)的儀器和設(shè)備，使用前對(duì)儀器進(jìn)行檢教。（4）固定觀測(cè)人員，在基本相同的環(huán)境和條件下作業(yè)。（5）每期觀測(cè)時(shí)各觀測(cè)點(diǎn)的觀測(cè)順序應(yīng)相同。

2 數(shù)據(jù)處理：（1）將各次沉降觀測(cè)水準(zhǔn)原始記錄及時(shí)整理、檢查；（2）高程系統(tǒng)應(yīng)采用原有的高程系統(tǒng)，無(wú)條件時(shí)，也可假定高程系統(tǒng)，如果沉降觀測(cè)范圍小，可不進(jìn)行正常水準(zhǔn)面不平行修正，不進(jìn)行重力異常的歸算修正；（3）內(nèi)業(yè)計(jì)算最后高程成果的取值一、等二精確至0.01mm，三、四等精確到0.10mm；（4）基準(zhǔn)點(diǎn)的檢驗(yàn)采用最小二乘測(cè)量平差的檢驗(yàn)方法。復(fù)測(cè)的平差值與首次觀測(cè)的平差值較差Δ，滿足時(shí)，可認(rèn)為基準(zhǔn)點(diǎn)點(diǎn)位穩(wěn)定。式中：μ為單位權(quán)中誤差，Q為權(quán)系數(shù)；（5）用軟件進(jìn)行嚴(yán)密平差計(jì)算，求出各次每個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)的高程值、高程中誤差、相鄰沉降觀測(cè)點(diǎn)的高差中誤差；（6）對(duì)每期水準(zhǔn)觀測(cè)中沉降觀測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)，根據(jù)監(jiān)測(cè)體的累計(jì)變形量、兩相鄰觀測(cè)周期的相對(duì)變形量及觀測(cè)周期對(duì)沉降觀測(cè)進(jìn)行分析，根據(jù)建筑物的平面圖繪制沉降量、地基荷載與延續(xù)時(shí)間三者關(guān)系曲線圖及沉降量分析曲線圖。

3 上交成果。沉降觀測(cè)技術(shù)設(shè)計(jì)，觀測(cè)點(diǎn)設(shè)置和各期沉降觀測(cè)記錄等應(yīng)按照各地建設(shè)管理部門的資料規(guī)定要求整理成冊(cè)，如無(wú)具體要求時(shí)，可參照下列提交資料:（1）沉降觀測(cè)成果表；（2）沉降觀測(cè)點(diǎn)位位置圖；（3）沉降速率、時(shí)間、沉降量曲線圖；（4）荷載、時(shí)間、沉降量曲線圖；（5）等沉降量曲線圖；（6）相鄰影響曲線圖；（7）沉降觀測(cè)分析報(bào)告等。

4 實(shí)例。某屬于住宅小區(qū)，民用建筑，多層結(jié)構(gòu)，19棟，確定沉降監(jiān)測(cè)等級(jí)為三等，觀測(cè)方法為二等水準(zhǔn)測(cè)量,采用1956年黃海高程系。變形觀測(cè)點(diǎn)的高程中誤差為1.0mm，相鄰變形觀測(cè)點(diǎn)的高差中誤差為0.5mm。

（1）本項(xiàng)目沉降觀測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)為三個(gè)，不布設(shè)工作基點(diǎn)，沉降觀測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)選在變形影響區(qū)域之外穩(wěn)固可靠的位置，選擇基巖上刻標(biāo)記或原狀土層上埋設(shè)。（2）根據(jù)要求，選擇204個(gè)沉降（變形）觀測(cè)點(diǎn)。分布如下：

A區(qū)共九棟

Ⅰ型：A188″、A106″樓兩棟每棟各6點(diǎn)。長(zhǎng)度13.1m。

Ⅱ型：A101″、A102″、A103″、A105″樓四棟每棟各12點(diǎn)。長(zhǎng)度34.6m。

Ⅲ型：A107″、A108″、A109″樓三棟每棟12點(diǎn)。長(zhǎng)度43.2m。

B區(qū)共10棟

I型:B188″、B106″樓兩棟每棟各6點(diǎn)。長(zhǎng)度13.1m。

Ⅱ型：B101″、B102″、B103″、B105″、B110″樓五棟每棟各 12點(diǎn)。長(zhǎng)度34.6m。

Ⅲ型：B107″、B108″、B109″樓三棟每棟各12點(diǎn)。長(zhǎng)度43.2m。

由于房屋主體結(jié)構(gòu)已完成，沉降觀測(cè)點(diǎn)由土建施工單位負(fù)責(zé)埋設(shè)，沉降觀測(cè)采用閉合環(huán)路線，每個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)和水準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)連成同一閉合路線，觀測(cè)時(shí)對(duì)3個(gè)水準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行高差檢測(cè)。

（3）儀器設(shè)備及使用軟件：蔡司NI005A水準(zhǔn)儀1臺(tái)，銦瓦標(biāo)尺二根；南方CASS2008成圖軟件一套，清華山維平差軟件一套；水準(zhǔn)電子記錄手簿二個(gè)、水準(zhǔn)觀測(cè)各項(xiàng)限差由記錄程序自動(dòng)驗(yàn)算。

(4）提交成果。a、沉降觀測(cè)成果表； b、沉降觀測(cè)點(diǎn)位位置圖；c、v－ts（沉降速度、時(shí)間、沉降量）曲線圖；d、沉降觀測(cè)分析報(bào)告。

結(jié)束語(yǔ)：通過(guò)沉降觀測(cè)取得第一性的資料，可以監(jiān)視建筑物的狀態(tài)變化和工作情況，當(dāng)沉降觀測(cè)數(shù)值超出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及有關(guān)文件規(guī)定要求時(shí)，觀測(cè)單位必須通知建設(shè)單位并將情況上報(bào)市工程質(zhì)量管理部門處置。對(duì)于尚未銷售和交付使用的住宅，必須采取加固補(bǔ)強(qiáng)或制定采取安全可靠的監(jiān)控措施，經(jīng)鑒定部門認(rèn)定安全后，方可交付使用。

[1]李青岳，陳永奇主編《工程測(cè)量學(xué)》.測(cè)繪出版社，2005年5月第二版.

[2]GB50026-1993工程測(cè)量規(guī)范（附條文說(shuō)明）.

[3]JGJ／T8-97《建筑變形測(cè)量規(guī)程》.