簡述高層建筑施工中沉降觀測技術的應用

李洪巖

[摘 要]高層建筑物施工過程中必須應用沉降觀測加強過程監控，指導合理的施工工序，預防在施工過程中出現不均勻沉降，及時反饋信息為勘察設計施工部門提供詳盡的一手資料，避免因沉降原因造成建筑物主體結構的破壞或產生影響結構使用功能的裂縫，進而造成巨大的經濟損失。

[關鍵詞]沉降觀測 基本要求 程序步驟

中圖分類號：TU010 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）05-0080-01

現行規范規定，高層建筑物、高聳構筑物、重要古建筑物及連續生產設施基礎、動力設備基礎、滑坡監測等均要進行沉降觀測。特別在高層建筑物施工過程中必須應用沉降觀測加強過程監控，指導合理的施工工序，預防在施工過程中出現不均勻沉降，及時反饋信息為勘察設計施工部門提供詳盡的一手資料，避免因沉降原因造成建筑物主體結構的破壞或產生影響結構使用功能的裂縫，進而造成巨大的經濟損失。

一、沉降觀測的基本要求

1、儀器設備、人員素質的要求

根據沉降觀測精度要求高的特點，為能精確地反映出建（構）筑物在不斷加荷下的沉降情況，一般規定測量的誤差應小于變形值的1/10—1/20，為此要求沉降觀測應使用精密水準儀（S1或S05級），水準尺也應使用受環境及溫差變化影響小的高精度銦合金水準尺。在不具備銦合金水準尺的情況下，使用一般塔尺盡量使用第一段標尺。

作業人員必須接受專業學習及技能培訓，熟練掌握儀器的操作規程，熟悉測量理論，能針對不同工程特點、具體情況采用不同的觀測方法及觀測程序，對實施過程中出現的問題能分析原因并正確運用誤差理論進行平差計算，按時、快速、精確地完成每次觀測任務。

2、觀測時間的要求

建（構）筑物的沉降觀測對時間有嚴格的限制條件，特別是首次觀測必須按時進行，其他各階段的復測，根據工程進展情況必須定時進行，不得漏測或補測。只有這樣，才能得到準確的沉降情況或規律。相鄰的兩次時間間隔稱為一個觀測周期，一般高層建筑物的沉降觀測按一定的時間段為一觀測周期（如：30天/次）或按建筑物的加荷情況每升高一層（或數層）為一觀測周期，無論采取何種方式都必須按施測方案中規定的觀測周期準時進行。

3、觀測點的要求

為了能夠反映出建（構）筑物的準確沉降情況，沉降觀測點要埋設在最能反映沉降特征且便于觀測的位置。一般要求建筑物上設置的沉降觀測點縱橫向要對稱，且相鄰點之間間距以15-30米為宜，均勻地分布在建筑物的周圍。通常情況下，建筑物設計圖紙上有專門的沉降觀測點布置圖。此外，埋設的沉降觀測點要符合各施工階段的觀測要求，特別要考慮到裝修裝飾階段，是否會因墻或柱飾面施工而破壞或掩蓋住觀測點，不能連續觀測而失去觀測意義。

4、沉降觀測自始至終要遵循“五定”原則

“五定”即沉降觀測依據的基準點、工作基點和被觀測物的沉降觀測點，點位要穩定；所用儀器、設備要穩定；觀測人員要穩定；觀測時的環境條件基本一致；觀測路線、鏡位、程序和方法要固定。以上措施在客觀上盡量減少觀測誤差的不定性，使所測的結果具有統一的趨向性，保證各次復測結果與首次觀測的結果可比性更一致，使所觀測的沉降量更真實。

5、施測要求

儀器、設備的操作方法與觀測程序要熟悉、正確。在首次觀測前要對所用儀器的各項指標進行檢測校正，必要時經計量單位予以鑒定。連續使用3-6個月后重新對所用儀器、設備進行檢校。

在觀測過程中，操作人員要相互配合，工作協調一致，認真仔細，做到步步有校核。

6、沉降觀測精度的要求

根據建筑物的特性和建設、設計單位的要求選擇沉降觀測精度的等級。在無特殊要求情況下，一般高層建（構）筑物采用二等水準測量的觀測方法就能滿足沉降觀測的要求。

7、沉降觀測成果整理及計算要求

原始數據要真實可靠，記錄計算要符合施工測量規范的要求，按照依據正確、嚴謹有序、步步校核、結果有效的原則進行成果整理及計算。

二、具體施測程序及步驟

1、建立水準控制網

根據工程的特點布局、現場的環境條件制訂測量施測方案，由建設單位提供的水準控制點（或城市精密導線點）根據工程的測量施測方案和布網原則的要求建立水準控制網。要求：（1）一般高層建筑物周圍要布置3個以上水準點，其間距不大于100米；（2）在場區內任何地方架設儀器至少后視到2個水準點，并且場區內各水準點構成閉合圖形，以便閉合檢校；（3）各水準點要設在建筑物開挖、地面沉降和震動區范圍之外，水準點的埋深要符合二等水準測量的要求（大于1.5 米），根據工程特點，建立合理的水準控制網，與基準點聯測，平差計算出各水準點的高程。

2、建立固定的觀測路線

由場區水準控制網，依據沉降觀測點的埋設要求或圖紙設計的沉降觀測點布點圖，確定沉降觀測點的位置。在控制點與沉降觀測點之間建立固定的觀測路線，并在架設儀器站點與轉點處作好標記樁，保證各次觀測均沿統一路線。

3、沉降觀測

根據編制的工程施測方案及確定的觀測周期，首次觀測應在觀測點設置穩固后及時進行。一般高層建筑物有一或數層地下結構，首次觀測應自基礎開始，在基礎的縱橫軸線上（基礎局邊）按設計好的位置埋設沉降觀測點（臨時的），待臨時觀測點穩固好，進行首次觀測。首次觀測的沉降觀測點高程值是以后各次觀測用以比較的基礎，其精度要求非常高，施測時一般用N2或N3級精密水準儀。并且要求每個觀測點首次高程應在同期觀測兩次后決定。隨著結構每升高一層，臨時觀測點移上一層并進行觀測直到十0.00，再按規定埋設永久觀測點（為便于觀測可將永久觀測點設于十500mm）。然后每施工一層就復測一次，直至竣工。

4、將各次觀測記錄整理檢查無誤后，進行平差計算，求出各次每個觀測點的高程值，從而確定出沉降量。

5、統計表匯總

（1）根據各觀測周期平差計算的沉降量，列統計表，進行匯總。

（2）繪制各觀測點的下沉曲線。首先建立下沉曲線坐標，橫坐標為時間坐標，縱坐標上半部為荷載值，下半部為各沉降觀測周期的沉降量。將統計表中各觀測點對應的觀測周期所測得沉降量畫于坐標中，并將相應的荷載值也畫于坐標中，連線，就得到對應于荷載值的沉降曲線。

（3）根據沉降量統計表和沉降曲線圖，可預測建筑物的沉降趨勢，將建筑物的沉降情況及時反饋有關主管部門，正確地指導施工。特別在沉陷性較大的地基上對重要建筑物的不均勻沉降的觀測顯得更為重要。對沉降觀測的成果分析，還可找出同一地區類似結構形式建筑物影響其沉降的主要因素，指導施工單位編好施工組織設計正確指導施工，同樣也為勘察設計單位提供寶貴的一手資料，設計出更完善的施工圖紙。

6.觀測中的注意事項：嚴格按測量規范的要求施測；前后視觀測最好用同一水平尺；各次觀測必須按照固定的觀測路線進行；觀測時要避免陽光直射，且各觀測環境基本一致；成像清晰、穩定時再讀數；隨時觀測，隨時檢核計算，觀測時要一氣呵成；在雨季前后要聯測，檢查水準點的標高是否有變動；將各次所觀測沉降情況及時反饋有關部門，當建筑物每天（24h）連續沉降量超過1mm時應停止施工，會同有關部門采取應急措施。