淺析建筑物沉降觀測技術及常用方法研究

史磊

（遼寧省基礎測繪院，遼寧錦州 121003）

建筑工程發展和建設過程中，沉降觀測技術應用到整個過程當中，對于建筑物是否能夠更加安全應用有著直接關系，工程中沉降觀測技術發揮著至關重要作用，意義重大，對于沉降監測技術相關部門也有很多規范和要求，對觀測工作需要進行嚴格監督和管理，避免發生不均勻沉降問題，同時也能夠盡量避免發生沉降或者是裂縫情況，給企業或者是業主形成巨大損失，也對其他人生命財產安全形成影響。

一、沉降觀測的特點概述

1.精度高

建筑物是否安全和穩定與沉降觀測工作中精度高低有著直接聯系，因而對于沉降規律的把握和控制工作需要更多注意，因此在對建筑物實際監測中，必須要滿足建筑物所允許的沉降范圍，一般來講，沉降觀測的精確度應小于允許沉降值的110～120，但是為了更加詳細全面的研究沉降過程，對于觀測精度要求還要更高。

2.頻率高

建筑中出現沉降問題一般都是伴隨著時間而發生，因此對于建筑物同一點中沉降現象進行坐標觀察時，要選擇一定時間內的高程差進行計算，并且保證進行重復觀察，這樣才能夠更好、更精確度觀察沉降效率和速度，通過坐標觀察能夠看出沉降發生變化的規律。

3.難度大

從建筑物本身來說，其沉降度所需要精度非常高，同時環節非常繁瑣，因此所需要計算量也巨大，所需要進行處理數據也非常嚴格，因此，就需要更多數據去進行處理和獲取更多信息，也就是說說沉降觀測數據處理的過程也是分析沉降規律和預報的過程。

二、常用方法

1.常規地面測量法

通過水準儀去進行沉降點的觀測工作需要根據監測點的變化去進行觀察，同時根據沉降變形相關情況進行分析，這種方式在高程測量工作中應用較為廣泛，但是這種方式也有其不足地方，不能對不同進度要求和不同類型工程沉降監測進行滿足，同時隨著測量儀器增多，沉降監測中全站儀的應用有著更為廣泛利用效果，尤其是在全自動跟蹤測量儀(測量機器人)中更是能夠實現全天、全方位、更高精度控制工作。

2.地面攝影測量法

近些年來，在大型建筑工程進行沉降監測過程中，數字攝影測量技術被相關工作人員進行利用，通過這種方式進行建筑物測量，并不需要直接對物體進行接觸，而是通過點與點之間形成的空間信息去進行綜合分析，從而保證沉降數據符合建筑物需要，測定精度可達2～4μm。

3.GPS測量法

GPS在各個領域中應用都較多，是一種比較新的空間定位技術，之前是靜態定位，如今隨著科學技術發展，已經發展成為了動態定位技術，同時精確度更加高，甚至是在很多光學領域中替代了一些專業儀器和設備，應用GPS進行沉降觀測，實現更高進度全自動監測技術。

4.In-SAR測量技術

成孔徑雷達干涉技術（In-SAR）與GPS技術有其相同地方，表現在能夠實現建筑物全天的觀測，這個技術因為這項優勢發展非常迅速，同時在整個變形監測領域中都獲得了非常高的肯定堵，在建筑物變形監測中，所實現的意義和價值更是不可估算的，地基合成孔徑雷達將步進頻率連續波技術、雷達差分干涉技術和合成孔徑雷達技術（SAR）相結合，根據最好的視角和平臺通過安全測量方式對變形數據進行監測。

三、沉降觀測流程

1.基準點的布置

首先在進行水準點的不知過程中，要設置在三個以上的點，同時各個點之間距離不能夠太遠，符合工程建設規范，同時水準點不能夠受到相關因素影響，因此，埋設位置需要進行勘測，盡量減少建筑物可能對其形成的壓力，同時還應該檢查一下是否處在地震危害區域，同時水準點不知過程中，要保持其穩定性的特點，不能將其進行隱蔽和阻礙，不能夠設置在視線范圍受阻的位置，為了能夠保證水準點的安裝能夠符合觀測點的規定，視線范圍長度可以設置在35m以上，同時可以采用普通的水準表，可以在這個位置時常進行澆水，時間長度大概保持的一周左右，這樣觀察其穩定以后在進行相應觀測，如果這個位置受到相關環境因素的影響，可以在整個位置上打入空洞，通過混凝土進行回填，這樣再進行牢固固定，這樣能夠形成一個明顯的標志，使其能夠受到很好的維護和檢查（圖1）。

2.實際觀測

沉降點首次觀測時，需進行往返兩次觀測，且觀測站數均為偶數。往返觀測時，相同沉降點一次觀測與返回觀測時，需設定不同的水準標尺，即水準標尺位置互換。一般情況下，首次觀測高程值精度要求較高，一次觀測與返回觀測所獲取的兩個高程值差要低于1mm。滿足上述要求后，取往返觀測的平均值作為首次沉降點的高程值。首次觀測完成后，后續觀測只需一次即可。由于沉降基準點與沉降點構成了閉合線路，因此可利用閉合差來體現測量精度。閉合差低于允許值二分之一時，方能保證高差誤差達到標準要求。若首次觀測獲取的沉降量為零，后續觀測過程中，通過兩次觀測所得的高程值差便可得到沉降點位的沉降量與總沉降量。

3.沉降觀測時間

在實際工程建設過程中，如果建筑物需要建立在一些砂類的土壤中，那么發生沉降時間和整個周期是不同，在一些粘土中發生沉降的狀況是普通的一半，而砂類則需要更短時間進行觀察，可以根據地基實際情況，以及建設樓層數量以及所能承載的負荷來進行確定，如果遇到需要停工狀況，則需要進行開始以及重新開工時進行觀測，竣工后，沉降觀測頻率可以相對小一些，一般根據地基類型與沉降速度可以設置為一個月至一年等不同周期。最后可以通過沉降量以及時間之間建立相應曲線來進行判斷，是否這個時間沉降狀況是否穩定，如果沉降速度能夠小于0.01～0.04mm/d時，就可以判斷處在穩定階段，當然還需要根據實際情況進行建設。

圖1 沉降觀測點平面示意圖

4.沉降成果的分析報告

對于建筑物的沉降觀測來看，主要是在施工階段以及使用階段進行相應建設，因此，對于沉降進行相關成果進行報告展示時，也是在建筑施工階段來進行，在施工過程中，主要是每隔兩層進行觀測一次，然后直接到樓頂位置，如果后期建筑物施工使用階段，可在每年檢測兩次，這樣的頻率進行相應檢測，直到建筑物沉降能夠穩定。如果建筑物發生一些澄江狀況，像是下沉或者是一些比較嚴重的沉降狀況，或者是出現了一些裂縫，就需要連續進行觀測，只有在每次觀測結構都符合規范和標準之后，再進行相關計算。

5.沉降精度控制

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。再未有特殊要求情況下，一般性的高層建構筑物施工過程中，采用二等水準測量的觀測方法就能滿足沉降觀測的要求。

各項觀測指標要求如下：

（1）往返較差、附和或環線閉合差：Δh=∑a-∑b≤±1.0n，n表示測站數（或Δh=∑a-∑b≤±1.0L，L表示觀測路線距離）。

（2）前后視距≤50m；前后視距差≤2.0m；前后視距累積差≤3.0m；視線高度應大于0.3m。

（3）沉降觀測點相對于后視點的高差容許差≤1.0mm。

（4）精密自動安平水準儀Ni005A，且i角≤15″，自動補償誤差?a絕對值≤0.2″。

（5）高精度線條式銦瓦合金水準尺，水準標尺分劃線的分米分劃線誤差和米分劃間隔真長與名義長度之差≤0.1mm。

（6）掌上電腦記錄，NASEWV 3.0平差處理軟件等。

6.沉降觀測注意事項

（1）相關工作人員進入施工現場時，一定要注意安全，佩戴安全帽，對于施工中所運用的儀器設備進行安全維護和管理。

（2）觀察過程中不能受到相關設備的振動影響，因此，對于一些攪拌機等大型設備不能夠安置在這個范圍之內容，周圍也需要進行查看。

（3）施工過程中，現場很多觀測點很容易被破壞，因此，在設置觀測點的時候，一定要將這些點多設置一些，在一些較為重要點，還可以布置2個點，同時進行觀測的人員一定要對觀測點可能發生的變動進行相應的觀察，如果發生損壞情況，要及時對觀測點進行更新和置換。

（4）建筑物沉降應隨荷載和時間的增加而增加，但有時會出現回彈現象；有時曲線呈階梯或波動，則需要分析這些異常沉降現象。

（5）建筑物沉降觀測是一項長期的、周期性的測量工作，為了保證測量數據的可靠性，應盡可能固定觀察者、水準標尺和水準標尺等。按照指定的日期、方式和路線從固定基準點出發。

四、結束語

綜上所述，沉降觀測對建筑的施工以及運營都有極為重要的作用，通過對沉降觀測技術的應用，一定要對施工過程進行監督和控制，保證進行科學的指導施工，避免建筑物匯總發生不均勻沉降的狀況，向相關部門將相關資料進行反應，避免造成因建筑體的沉降而導致其結構破壞進而造成的巨大經濟損失的情況。在今后的建筑沉降觀測作業中，我們應根據工程特點恰當的選擇觀測方式，高質高效的完成觀測工程。