建筑工程沉降觀測技術的應用探討

摘要：隨著社會經濟的快速發展，建筑行業也獲得了很好的發展，對于建筑施工技術也相應提出了更高的要求，特別是建筑工程的沉降觀測工作，在建筑施工中加強沉降的觀測工作，不僅能夠保證施工的質量，還能為下階段的施工提供科學的依據。文章針對建筑施工中沉降觀測技術應用進行分析

關鍵詞：沉降觀測;建筑工程;技術

1.沉降觀測在建筑施工中的技術要求

（1）人員及儀器要求。精度直接決定著沉降觀測的結果有效程度，在施工過程中要精確反映出高層建筑物因負荷持續增加而產生的沉降效果。沉降觀測的技術誤差僅僅要求小于0.005～0.1倍的變形值，對所用儀器的精密度要求較高（達到S1或S2級），且儀器精密度受環境影響而出現的變動范圍必須足夠小，甚至完全不受外界環境因素影響。

當前，高層建筑施工在沉降觀測方面所用到的主要儀器是銦合金水準尺，如果難以配備該儀器，必須使用普通塔尺，也至少要使用第一段標尺。

為了保證觀測人員能夠得到符合精度要求的觀測結果，必須對其在儀器操作規程與觀測程序等方面進行專業的學習培訓。在著手觀測工作前，要及時對儀器指標進行檢測校正，如有條件最好獲得計量單位的專業鑒定。在觀測工作中，每過三個月到半年仍需重新檢校。在實際工作中，沉降觀測人員不但要保持彼此間協調配合，還應能夠針對實際問題分析原因并正確運用誤差理論計算其平差，保證每次觀測都可以按時、精確、快速地完全任務。（2）觀測時間。須考慮建筑施工方案具體情況而定。一般而言，第一次觀測要等觀測點設置穩定后進行。沉降觀測要從建筑基礎開始進行，一般高層建筑物都會建有相應的地下結構，觀測位置設計與臨時性沉降觀測點埋設可在其局邊展開。待觀測點充分穩定后，即可展開觀測工作。現在沉降觀測技術已經應用到所有高層建筑施工及部分非常重要的古建筑物維護中。尤其在高層建筑施工中，更要加強沉降監督監控，防止施工過程出現不均勻沉降現象。沉降觀測具有很強的實效性，必須按時進行首次觀測，不然就難以得到初始數據，造成后繼觀測工作毫無意義。此后的觀測則須根據施工進度按時開展，要避免某一次觀測遺漏而在事后彌補。如此操作才能確保觀測準確，進而保證施工質量。所謂觀測周期，指的是前后兩次觀測間隔的時間，比如說選取固定時間段（比如說30天）或者建筑物負荷增加周期（如建筑升高一層或數層）。（3）觀測點。由沉降觀測目的可知，觀測點必須埋設在能夠充分反映建筑物沉降特征的位置。根據實踐經驗，這種位置要求在建筑物周邊選取的觀測點要縱橫對稱、均勻分布，并且相鄰兩點的距離間隔在15到30米之間為宜。另外，沉降觀測點的埋設還要充分考慮到各施工階段的具體要求，特別需要注意保護原觀測點免遭墻柱飾面施工破壞，不然將導致觀測中斷前功盡棄。

在圖紙上，設計單位一般會特地標識觀測點布置圖。（4）觀測精度要求。精度等級的確定以設計及建設單位要求及建筑物特性為依據。如無特殊要求，對一般高層建筑施工而言，為達到觀測要求，可采取二等水準測量方法。

該觀測技術指標如下所示：

①往返校差、復核或環線閉合差：⊿h"=Σa—Σb且不大于1/√n（n—測站數）;或⊿h=Σa—Σb且不大于1/√L（L—觀測線路距離）。

②前后視距不大于30"米。

③前后視距差不大于1.0米。

④前后視距累積差不大于3.0米。

⑤沉降觀測點相對后視點的高差容差不大于1.0毫米。

⑥水準儀精度不小于S2.

（5）觀測“五定”。具體指保持基準點、基點同觀測點之間點位穩定;保持儀器設備穩定;保持觀測人員穩定;保持環境條件穩定;保持程序方法及鏡位路線固定。觀測相關措施要盡量保持客觀穩定，避免造成不定的觀測誤差，以便確保觀測結果趨于統一，并保證每次復測結果同首測結果具有更為一致的可比性，使得對沉降量的觀測更為真實。（6）觀測成果整理計算要求。對于每次沉降觀測得到的原始數據，要真實可靠地登記在冊，遵照施工測量規范要求進行記錄計算。觀測成果的整理計算，要遵照依據正確、有序嚴謹、步步校核、結果有效等原則進行。

2.高層建筑施工中沉降觀測的步驟及程序

（1）水準控制網的建立。按照工程布局特點及現場環境狀況來制定施測方案。水準控制網則應根據建筑工程的測量施測方案及布網原則要求來建立。具體如下：①高層建筑周邊一般須布置的水準點書目在三個以上，且彼此間距≤100米。②架設在場區所有地點的觀測儀器都必須保證至少有兩個以上的可后視水準點，水準點之間還要可以相互閉合檢校。③水準點的設置區域。水準點不得在地面沉降區、地面震動區或工程開挖區內設置，要根據二等水準測量要求（≥1.5米）埋深水準點。水準控制網的建立要根據工程的具體特點合理進行，并同基準點聯測，平差計算各水準點高程。（2）觀測路線的設置。觀測點位置須依據水準控制網，按照觀測點埋設要求或者布局圖來確定。然后要在控制點與觀測點間建立常規性觀測路線，并固定下來。儀器架設站點同轉點處要設立起標記樁，以保證歷次觀測所沿路線相同。（3）實施觀測。觀測周期的確定按照建筑施測方案進行。由于高層建筑往往具有層數不定的地下結構，要從基礎開始首次觀測，且要等觀測點充分穩固后方可進行。具體而言，觀測點要埋設在建筑基礎局邊或沿建筑基礎的縱橫周線。沉降觀測對首次觀測的精度有著相對較高的要求，這是因為首次獲取的高程值是以后所有觀測的比較基礎。實施沉降觀測時用到的水準儀要具有S2"或S3"精度級別，且要等同期兩次觀測后方可決定首次高程值。建筑物每升高一層，臨時觀測點均須相應上移一層直到+"0.00。之后再確定永久觀測點。為觀測方便，永久觀測點可設為+"500毫米。之后每層施工都要有相應的復測，直到最后工程竣工。（4）處理觀測結果。觀測結果要認真做好整理記錄。待檢查無誤之后方可作平差計算，得出各觀測點高程值，進而確定沉降量。測量水準后，可根據基準點計算各觀測點的高程（用C表示），其中首次觀測高程用C0表示。則相鄰觀測期的沉降量Si=Ci-C（i-1），累計沉降量為C（n-1）-C0"或ΣSi。（5）統計表的匯總。①統計表制作以計算得出的沉降量為依據，并須匯總。②觀測點下沉曲線的繪制首先要以時間為橫坐標、以荷載值為縱坐標上半部、以各個觀測周期的沉降量為縱坐標下半部來建立下沉曲線坐標。然后在坐標中繪出統計表中所有觀測點在各觀測周期算出的沉降量，并相應畫上荷載值，將其平滑連接，即可得出同荷載值相應的沉降曲線。③由統計表與曲線圖，可以對該建筑以后的沉降趨勢做出大致預測，并把預測結果及時反饋給管理部門，以便他們正確地指導工程施工。觀測坐落在具有較大沉陷性的地基上的建筑物的不均勻沉降，更具有重要意義。

因地基不均勻沉降而導致的建筑物傾斜度也可依據沉降曲線來計算，公式如下：

Q"=|⊿Cm-⊿Cn|/Lmn;（其中，⊿Cm、⊿Cn—m、n點的總沉降量;Lmn—m、n"兩點距離）同一地區具有類似結構建筑物的沉降情況的主要影響因素也可借沉降觀測成果而分析找出，借以指導建筑施工單位編寫組織設計。這不但大大有利于正確指導建筑施工，還可積累出寶貴的第一手資料，可供勘察設計單位用于對施工圖紙設計的完善改進。（6）注意事項。主要如下：①觀測實施必須嚴格按照測量規范進行。②每次觀測最好采用同一套水平尺，避免因儀器更換而導致系統誤差發生變動。③必須按照固定觀測路線實施沉降觀測。④進行沉降觀測時要注意避免陽光直射，并保持周邊環境大致恒定。⑤讀書要等成像較為清晰穩定后再進行。⑥對觀測結果的檢核計算須隨觀測過程同時進行，確保可以一氣呵成地完成整個觀測過程。⑦為避免因降水導致順準點標高發生變動，在雨季之前及雨季之后后需要進行聯測，對變動情況要及時排查。⑧沉降觀測結果要及時反饋給管理部門。倘若該建筑每天的連續沉降量大于1"毫米，必須馬上停止施工，并立即召集相關部門緊急商討應急措施。

3.結束語

沉降管層次對確保高層建筑的質量與安全具有重要意義。觀測時要嚴格確定觀測點、時間、人員、設備，并規范記錄計算觀測結果，及時解決觀測過程中出現的問題，確保沉降觀測的有效性。

參考文獻：

[1]劉藝.探析高層建筑施工中對沉降觀測技術的應用[J].中國電子商務，2013（18）.

[2]陳柏林.高層建筑施工中沉降觀測技術應用[J].建設科技，2011（1）.

[3]姜海峰，王曉云.淺析高層建筑施工中沉降觀測技術的應用[J].黑龍江科技信息，2011（18）.