工業建筑沉降觀測的實踐與探討

摘 要：工業建筑設施在進行沉降觀測時往往會遇到諸如機械設備運轉產生振動等觀測一般民用建筑所不會遇到的困難，如何處理與克服此類問題，將直接影響到對工業建筑設施沉降的分析和判斷。本文結合實例，對處理此類問題的方法和結論進行了總結。

關鍵詞：工業建筑 沉降觀測 動荷載 精度分析

一、引 言

在工業建筑中，為了掌握建筑物的沉降情況，及時發現建筑物不利的下沉現象、以便采取措施，保證建筑物使用安全，同時也為今后的合理設計施工提供參考資料，在建筑物建設和投入生產后的過程中，連續地進行沉降觀測來掌握建筑物的穩定性情況，是一項很重要的工作。

建筑物及其地基在建筑物荷載和外力的作用下，必然會引起該建筑物地基及周圍地層的變形，而測定出該建筑物隨時空域而發生的沉降數值，就顯得尤為重要。這就要我們不僅要研究建筑物的沉降，而且還要研究建筑物與空間位置、時間和力的關系。

二、沉降的原因與觀測方法介紹

1. 產生沉降的原因

建筑物產生沉降的原因有很多，最主要的原因有兩方面：一是自然條件及其變化，即建筑物地基的工程地質、水文地質、大氣溫度和風力等因素引起的。二是建筑物自身的原因，如建筑物本身的荷載、結構及動荷載（風力、振動）的作用。

2. 沉降觀測的方法

第一類：常規大地測量法，包括幾何精密水準測量、三角高程測量等。這類方法測量精度高，應用靈活，適用于不用的建筑物和工作環境。（本文所述的工程就是采用了幾何精密水準測量）

第二類：攝影測量法，包括近景攝影、地面立體攝影測量等。它適合做大面積、動態式的觀測，方法簡單，但是精度較低。

第三類：專門測量法，包括液體靜力水準測量、微水準測量等。它容易實現連續自動觀測，但是觀測的范圍較小，只能提供局部的沉降數據。

第四類：空間測量技術，包括衛星激光測距、全球定位系統（GPS）等。空間測量技術可以提供大范圍變性信息，是研究地表下沉的主要手段。

三、精密水準測量應用實例

洛陽市某太陽能工程建設項目的動力中心位于該項目東北部，周邊無其他建筑設施。廠房大小為36m×16m，主體為框架結構，總層數為2層，內部安裝有生產純水的大型設備，在機器運行時動荷載較大。該中心在使用過程中發現有墻體開裂現象，為了掌握變形情況，查明變形原因，也為進一步采取措施提供依據，需要進行連續觀測，觀測的主要對象為動力中心的框架柱、內外墻體、設備基礎。

1. 基準點埋設

場地內基準點共設置了4個（BM1、BM2、GM1、GM3），根據現場地質情況，成孔過程中發現上部12m為濕陷性黃土，下部為密實性較好的粘土，持力明顯，實際成孔在13.5m左右。基準點埋設深度達到持力層。基準點埋設好后，需經過不少于15天的穩定期。

2. 沉降觀測的方法

本項目為獨立工礦，采用假定高程。

沉降控制網劃分為基本控制網和擴展網兩種。基本控制網在首次觀測時建立，擴展網在測設聯系點時使用。

基本控制網采用獨立建網的形式，按二等水平測量要求，單程雙測站觀測，將4個基準點聯測成環狀。擴展網在基本控制網基礎上，將選定的聯系點聯測成網狀。控制網共有8條附合線路，組成2個環，最長觀測路線為4測站，最短觀測路線為1測站。

3. 測量程序

全網按照二等水準測量要求施測，首次觀測采用單程雙測站觀測，從第2次開始，在檢測基準點穩定的情況下，沉降點的觀測按單程觀測，并形成閉合環或附合線路，閉合環或附合線路長度控制在12站以內。

聯系點作為臨時控制點每次均重新設置和測量，數量根據線路布置確定，測量時盡量雙站上點，單站上點時，加標尺零點差改正。

觀測點主要布置在觀測線路上除建筑物轉角點、交接點、分界點等主要變性特征點外，允許采用間視法觀測，但保證視線長度不大于規范規定的長度。

四、數據處理

七、結 語

從統計數據可見：在整個觀測周期內，動力中心廠房的各結構中，框架柱、內外墻體和設備基礎，前期不穩定，之后沉降逐漸放緩，在最后100天處于穩定狀態。根據建筑物沉降穩定性的認定標準，判斷該建筑進入沉降穩定階段。

對于本項目沉降觀測需要注意的問題：

⑴. 平差只是一種數據處理的手段，它并不能提高精度，要著手于提高觀測網中最弱點的觀測精度。

⑵. 在遇到無法讓工業設施停止運轉即動荷載持續時間較長的情況下，應在增大多余觀測的次數，以求能夠取得準確的沉降數據。

⑶. 選擇觀測路線和觀測方法時，應以提高測站觀測精度和減少設站數為主，努力減少影響精度的不必要程序和環節。

⑷. 需要綜合分析觀測中的異常情況，對本項目中點位“上升”的情況，在排除基坑回彈及其他地質影響的可能性后，經分析是由基準點下沉造成的。

⑸. 沉降分析必須有可靠的依據，判定建筑物沉降異常變化尤其是上升必須有充分可靠的依據，理論上應有合理性，數據應相互印證。

參考文獻

[1] 田海勇.高層建筑沉降觀測相關問題探討[J]. 城市勘測， 2010

[2] JGJ8-2007.建筑變形測量規范[S].

[3] 孫現申等.應用測量學[M].北京：解放軍出版社，2004

作者簡介

劉嘉（1984-），男，助理工程師，主要從事測繪工程技術管理工作