沉降觀測(cè)的技術(shù)及應(yīng)用

孫家輝

新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院

    隨著建筑設(shè)計(jì)施工技術(shù)水平的日臻成熟完善，同時(shí)，也因土地資源日漸減少與人口增長(zhǎng)之間日益突出的矛盾，高層及超高層建(構(gòu))筑物越來越多。為了保證建構(gòu)筑物的正常使用壽命和建筑物的安全性，并為以后的勘察設(shè)計(jì)施工提供可靠的資料及相應(yīng)的沉降參數(shù)，建筑物沉降觀測(cè)的必要性和重要性愈加明顯。

1、沉降觀測(cè)的基本要求

    (1)儀器設(shè)備、人員素質(zhì)的要求。根據(jù)沉降觀測(cè)精度要求高的特點(diǎn)，為能精確地反映出建構(gòu)筑物在不斷加荷作下的沉降隋況，一般規(guī)定測(cè)量的誤差應(yīng)小于變形值的l/1 0—1/20，為此要求沉降觀測(cè)應(yīng)使用精密水準(zhǔn)儀(Sl或S05級(jí))，水在不具備鋁合金水準(zhǔn)尺的情況下，使用一般塔尺盡量使用第一段標(biāo)尺。人員素質(zhì)的要求，必須接受專業(yè)學(xué)習(xí)及技能培訓(xùn)，熟練掌握儀器的操作規(guī)程，熟悉測(cè)量理論能針對(duì)不同工程特點(diǎn)、具體情況采用不同的觀測(cè)方法及觀測(cè)程序，對(duì)實(shí)施過程中出現(xiàn)的問題能夠會(huì)分析原因并正確的運(yùn)用誤差理論進(jìn)行平差計(jì)算，做到按時(shí)、快速、精確地完成每次觀測(cè)任務(wù)。

    (2)觀測(cè)時(shí)間的要求。建構(gòu)筑物的沉降觀測(cè)對(duì)時(shí)間有嚴(yán)格的限制條件，特別是首次觀測(cè)必須按時(shí)進(jìn)行，否則沉降觀測(cè)得不到原始數(shù)據(jù)，而是整個(gè)觀測(cè)得不到完整的觀測(cè)意義。其他各階段的復(fù)測(cè)，根據(jù)工程進(jìn)展情況必須定時(shí)進(jìn)行，不得漏測(cè)或補(bǔ)測(cè)。

    (3)觀測(cè)點(diǎn)的要求。為了能夠反映出建構(gòu)筑物的準(zhǔn)確沉降情況，沉降觀測(cè)點(diǎn)要埋設(shè)在最能反映沉降特征且便于觀測(cè)的位置。一般要求建筑物上設(shè)置的沉降觀測(cè)點(diǎn)縱橫向要對(duì)稱，且相鄰點(diǎn)之間間距以l5m～30m為宜，均勻地分布在建筑物的周圍。通常情況下，建筑物設(shè)計(jì)圖紙上有專門的沉降觀測(cè)點(diǎn)布置圖。另外，埋設(shè)的沉降觀測(cè)點(diǎn)要符合各施工階段的觀測(cè)要求，特別要考慮到裝修裝飾階段因墻或柱飾面施工而破壞或掩蓋住觀測(cè)點(diǎn)，不能連續(xù)觀測(cè)而失去觀測(cè)意義。

    (4)沉降觀測(cè)的自始至終要遵循“五定”原則。在客觀上盡量減少觀測(cè)誤差的不定性，使所測(cè)的結(jié)果具有統(tǒng)一的趨向性，保證各次復(fù)測(cè)結(jié)果與首次觀測(cè)的結(jié)果可比性更一致，使所觀測(cè)的沉降量更真實(shí)。

    (5)施測(cè)要求。儀器、設(shè)備的操作方法與觀測(cè)程序要熟悉、正確。在首次觀測(cè)前要對(duì)所用儀器的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)校正，必要時(shí)經(jīng)計(jì)量單位予以鑒定。連續(xù)使用3～6個(gè)月重新對(duì)所用儀器、設(shè)備進(jìn)行檢校。

    (6)沉降觀測(cè)精度的要求。根據(jù)建筑物的特性和建設(shè)、設(shè)計(jì)單位的要求選擇沉降觀測(cè)精度的等級(jí)。再未有特除要求情況下，采用二等水準(zhǔn)測(cè)量的觀測(cè)方法就能滿足沉降觀測(cè)的要求。

    (7)沉降觀測(cè)成果整理及計(jì)算要求。原始數(shù)據(jù)要真實(shí)可靠，記錄計(jì)算要符合施工測(cè)量規(guī)范的要求，依據(jù)正確，嚴(yán)謹(jǐn)有序，步步校核，結(jié)果有效的原則進(jìn)行成果整理及計(jì)算。

2、具體施測(cè)程序及步驟

    (1)建立水準(zhǔn)控制網(wǎng)。根據(jù)工程的特點(diǎn)布局、現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境條件制汀測(cè)量施測(cè)方案，由建設(shè)單位提供的水準(zhǔn)控制點(diǎn)(或城市精密導(dǎo)線點(diǎn))根據(jù)工程的測(cè)量施測(cè)方案和布網(wǎng)原則的要求建立水準(zhǔn)控制網(wǎng)。

    (2)建立固定的觀測(cè)路線。由場(chǎng)區(qū)水準(zhǔn)控制網(wǎng)，依據(jù)沉降觀測(cè)點(diǎn)的埋設(shè)要求或圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的沉降觀測(cè)點(diǎn)布點(diǎn)圖，確定沉降觀測(cè)點(diǎn)的位置。在控制點(diǎn)與沉降觀測(cè)點(diǎn)之間建立固定的觀測(cè)路線，并在架設(shè)儀器站點(diǎn)與轉(zhuǎn)點(diǎn)處作好標(biāo)記樁，保證各次觀測(cè)均沿統(tǒng)一路線。

    (3)沉降觀測(cè)。根據(jù)編制的工程施測(cè)方案及確定的觀測(cè)周期，首次觀測(cè)應(yīng)在觀測(cè)點(diǎn)安穩(wěn)同后及時(shí)進(jìn)行。一般高層建筑物有一或數(shù)層地下結(jié)構(gòu)，首次觀測(cè)應(yīng)自基礎(chǔ)開始，在基礎(chǔ)的縱橫軸線上(基礎(chǔ)局邊)按設(shè)計(jì)好的位置埋設(shè)沉降觀測(cè)點(diǎn)(臨時(shí)的)，等臨時(shí)觀測(cè)點(diǎn)穩(wěn)固好，進(jìn)行首次觀測(cè)。首次觀測(cè)的沉降觀測(cè)點(diǎn)高程值是以后各次觀測(cè)用以比較的基礎(chǔ)，其精度要求非常高，施測(cè)時(shí)一般用N2或N3級(jí)精密水準(zhǔn)儀。并且要求每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)首次高程應(yīng)在同期觀測(cè)兩次后決定。隨著結(jié)構(gòu)每升高一層，臨時(shí)觀測(cè)點(diǎn)移上一層并進(jìn)行觀測(cè)直到十0．00再按規(guī)定埋設(shè)永久觀測(cè)點(diǎn)(為便于觀測(cè)可將永久觀測(cè)點(diǎn)設(shè)于十500mm)。然后每施工一層就復(fù)測(cè)一次，直至竣工。

    (4)將各次觀測(cè)記錄整理檢查無誤后。進(jìn)行平差計(jì)算，求出各次每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的高程值。從而確定出沉降量。

    (5)統(tǒng)計(jì)表匯總。①根據(jù)各觀測(cè)周期平差計(jì)算的沉降量，列統(tǒng)計(jì)表，進(jìn)行匯總；②繪制各觀測(cè)點(diǎn)的下沉曲線；③根據(jù)沉降量統(tǒng)計(jì)表和沉降曲線圖，我們可以預(yù)測(cè)建筑物的沉降趨勢(shì)，將建筑物的沉降情況及時(shí)的反饋到有關(guān)主管部門，正確地指導(dǎo)施工。特別座在沉陷性較大的地基上重要建筑物的不均勻沉降的觀測(cè)顯得更為重要。

    (6)觀測(cè)中的注意事項(xiàng)：①嚴(yán)格按測(cè)量規(guī)范的要求施測(cè)；②前后視觀測(cè)最好用同一水平尺； ③各次觀測(cè)必須按照固定的觀測(cè)路線進(jìn)行；④觀測(cè)時(shí)要避免陽(yáng)光直射，且各觀測(cè)環(huán)境基本一致；⑤將各次所觀測(cè)沉降情況及時(shí)反饋有關(guān)部門，當(dāng)建筑物每天(24h)連續(xù)沉降量超過lmm時(shí)應(yīng)停止施工，會(huì)同有關(guān)部門采取應(yīng)急措施。

3、探討的兩個(gè)問題

    (1)確定建筑物沉降觀測(cè)精度的合理性。由于現(xiàn)行規(guī)范對(duì)施工單位施工過程的沉降觀測(cè)要求不明朗，這對(duì)施工單位在建筑物沉降觀測(cè)精度選擇隨意性較大，但是精度的高低直接關(guān)系到沉降觀測(cè)成敗。對(duì)沉降觀測(cè)精度選擇既不能太高也不能太低，要合理適宜,適合工程特性的需要。既不造成無謂的浪費(fèi)也要保證觀測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

    (2)在沉降觀測(cè)過程中，沉降量與時(shí)間關(guān)系曲線不是單邊下行光滑曲線，而是起伏狀現(xiàn)象，這就要分析原因，進(jìn)行修正。

(本文來源：陜西省土木建筑學(xué)會(huì)  文徑網(wǎng)絡(luò)：溫紅娟  劉紅娟  尹維維 編輯 文徑 審核)