淺析沉降觀測(cè)技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用

摘要：為保證建筑物的正常使用壽命和建筑物的安全性，掌握建筑物沉降變形規(guī)律，建筑物沉降觀測(cè)顯得尤為重要，文章圍繞沉降觀測(cè)技術(shù)在工程用的實(shí)施方法進(jìn)行分析探討

關(guān)鍵詞：沉降觀測(cè)；應(yīng)用；工程

1.沉降觀測(cè)的基本概述

1.1 沉降觀測(cè)的相關(guān)規(guī)定

沉降觀測(cè)技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用要求是多方面的，包括合格的儀器設(shè)備、較高的技術(shù)人員素質(zhì)、良好的觀測(cè)時(shí)間控制能力、精準(zhǔn)的觀測(cè)點(diǎn)、嚴(yán)格的觀測(cè)遵循原則、較高的沉降觀測(cè)精確度等。高要求的目的是為了使沉降觀測(cè)技術(shù)能夠科學(xué)有效地反應(yīng)建筑的變化，確保建筑物安全、堅(jiān)固。

在實(shí)際觀測(cè)過(guò)程中，應(yīng)使用專用的高精度銦合金水準(zhǔn)尺和高精密水準(zhǔn)儀（不低于N2 級(jí)別）；沉降觀測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)要在建筑物周圍均勻?qū)ΨQ分布，且相鄰兩點(diǎn)之間的間距控制在15～30 m；觀測(cè)點(diǎn)的設(shè)置要嚴(yán)格按照《工程測(cè)量規(guī)范》和《建筑變形測(cè)量規(guī)范》規(guī)定的要求設(shè)置；觀測(cè)點(diǎn)高程的精度采用二級(jí)變形觀測(cè)的精度要求，即測(cè)站高差中誤差小于±0.5 mm；觀測(cè)的次數(shù)與間隔應(yīng)根據(jù)地基和加荷情況而確定；儀器檢查校驗(yàn)和線路觀測(cè)選擇按照相應(yīng)的精度等級(jí)的測(cè)量程序進(jìn)行。各項(xiàng)觀測(cè)指標(biāo)嚴(yán)格按照要求規(guī)定，如前后視距在30 m 內(nèi)，前后視距差要不大于1.0 m，前后視距累積差控制在3 m 內(nèi)；往返交叉、附和或環(huán)線閉合差為△h=Σa-Σb≤1 （n 為測(cè)站數(shù)）；沉降觀測(cè)點(diǎn)相對(duì)于后視點(diǎn)的高差在1.0 mm 以內(nèi)。

1.2 深基坑位移觀測(cè)方法及其注意事項(xiàng)

進(jìn)行深基坑位移觀測(cè)方法是，我們可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境選擇使用視準(zhǔn)線法、測(cè)小角法、前方交會(huì)法或極坐標(biāo)法。

其中，視準(zhǔn)線法所用設(shè)備普通，操作簡(jiǎn)便，費(fèi)用少。測(cè)小腳法則是常見的一種測(cè)量方式。測(cè)小角法是利用精密經(jīng)緯儀精確地測(cè)出基準(zhǔn)線方向與置鏡點(diǎn)到觀測(cè)點(diǎn)的視線方向之間所夾的小角，從而計(jì)算觀測(cè)點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)線的偏離值，兩次測(cè)量的偏離值之差即為觀測(cè)點(diǎn)的位移。前方交會(huì)法則適宜于人員無(wú)法到達(dá)或無(wú)法立鏡的目標(biāo)。在使用前方交會(huì)法的時(shí)候，往往由于測(cè)站的不同，使得同一目標(biāo)的觀測(cè)部位很難統(tǒng)一，從而導(dǎo)致點(diǎn)位精度會(huì)進(jìn)一步降低。全站儀極坐標(biāo)法是新規(guī)范增加的一種變形觀測(cè)方法，這種方法也是當(dāng)前深基坑位移觀測(cè)工作中最長(zhǎng)用的方法。

在深基坑位移觀測(cè)的進(jìn)程中，也必須注意幾個(gè)關(guān)鍵事項(xiàng)。首先，在選擇全站儀和三角對(duì)中桿的過(guò)程中，必須保證其安全等級(jí)與相應(yīng)精度符合標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)儀器設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格篩選；其次，在設(shè)站時(shí)，儀器也必須保持精確地對(duì)中整平，因?yàn)椴徽綄?huì)導(dǎo)致觀測(cè)精度有所偏差；最后，儀器自身的溫度也應(yīng)當(dāng)與環(huán)境溫度所接近，儀器檢測(cè)過(guò)程中的氣派可能會(huì)由于溫差而產(chǎn)生偏離，從而影響結(jié)果。總之，應(yīng)盡量少轉(zhuǎn)站并創(chuàng)造條件以遵守“長(zhǎng)邊控制短邊的原則”。在通視條件良好且沒有障礙物遮擋的條件下，工作人員在觀測(cè)時(shí)可以將全站儀直接架設(shè)在己知點(diǎn)上。而在有障礙物遮擋的情況下，則最好選擇將儀器直接架設(shè)在某適當(dāng)?shù)奈恢锰帯?/p>

2.沉降觀測(cè)的具體步驟

2.1 建立監(jiān)測(cè)控制網(wǎng)

布置觀測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)應(yīng)該注意水準(zhǔn)點(diǎn)要布置在地面開挖、沉降或者振動(dòng)的范圍之外。在場(chǎng)區(qū)范圍內(nèi)任何地方架設(shè)儀器都至少能看到兩個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)，場(chǎng)區(qū)內(nèi)各水準(zhǔn)點(diǎn)能夠構(gòu)成閉合圖形。

2.2 沉降觀測(cè)

首次觀測(cè)應(yīng)該從建筑基礎(chǔ)開始，每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)第一次的高程在同一時(shí)期觀測(cè)兩次后決定；然后每完成一層施工的3天后重新測(cè)試一次。工程竣工后也要保持足夠的沉降觀測(cè)次數(shù)。一般來(lái)說(shuō)，沙土地基要觀測(cè)兩年時(shí)間，具有沉陷特點(diǎn)的地基要測(cè)五年，軟土地基則要觀測(cè)十年，直至建筑不再下沉。不過(guò)還要根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況調(diào)整觀測(cè)次數(shù)，針對(duì)問(wèn)題嚴(yán)重地建筑物應(yīng)增加觀測(cè)次數(shù)和觀測(cè)時(shí)間。

2.3匯總數(shù)據(jù)

制作表格匯總觀測(cè)所得的數(shù)據(jù)建立坐標(biāo)軸，連接沉降量和載荷值就可以得到下沉曲線。

3.建筑施工中沉降觀測(cè)技術(shù)存在的問(wèn)題

3.1 沉降觀測(cè)結(jié)果存在浮動(dòng)現(xiàn)象，無(wú)法控制

無(wú)論哪一類的建筑施工，都要對(duì)地表進(jìn)行開挖。地面的表層被開挖以后就會(huì)改變地面原有的形態(tài)，使得土地變得松散。如果在接下來(lái)的施工中不回填泥土并壓實(shí)，就無(wú)法使建筑地面下的泥土恢復(fù)到開挖前的密實(shí)形態(tài)。同時(shí)，隨著工程施工進(jìn)度的不斷進(jìn)展，建筑物的高度和地表的荷載不斷地增加，加大了對(duì)地基的壓力。使得地基土慢慢地被壓縮，這樣就給建筑物的沉降創(chuàng)造了條件。由于施工時(shí)各種施工設(shè)備都會(huì)對(duì)地下產(chǎn)生振動(dòng)效應(yīng)，會(huì)對(duì)地基土產(chǎn)生一定的影響，也會(huì)導(dǎo)致它松散不密實(shí)。

3.2 沉降量與下沉曲線的變化

在觀測(cè)沉降量及下沉曲線時(shí)，發(fā)現(xiàn)下沉曲線并不是保持正方向或者反方向變動(dòng)時(shí)，常常會(huì)出現(xiàn)如下一些現(xiàn)象：曲線可能會(huì)從中間的某一點(diǎn)逐漸回升或者在中間某點(diǎn)突然回升；在首次觀測(cè)后，下沉曲線可能會(huì)出現(xiàn)回升現(xiàn)象；曲線有時(shí)會(huì)出現(xiàn)波浪起伏現(xiàn)象。這些現(xiàn)象的存在說(shuō)明，一些人為或者非人為因素影響了對(duì)建筑物的沉降觀測(cè)結(jié)果。

3.3 建筑單位對(duì)沉降觀測(cè)的重要性認(rèn)識(shí)不足

（1）在沉降觀測(cè)的觀測(cè)點(diǎn)布局中，觀測(cè)點(diǎn)的布點(diǎn)位置和設(shè)置沒有滿足規(guī)定要求；（2）施工勘察設(shè)計(jì)部在設(shè)計(jì)相關(guān)圖紙時(shí)，沒有在設(shè)計(jì)圖紙上標(biāo)明對(duì)施工工程沉降觀測(cè)的要求；（3）在觀測(cè)時(shí)間和觀測(cè)次數(shù)上，建筑施工企業(yè)單位沒有達(dá)到相關(guān)的設(shè)計(jì)要求以及規(guī)范規(guī)定；（4）在沉降觀測(cè)的過(guò)程中，沒有嚴(yán)格按照相關(guān)的規(guī)定和技術(shù)要求進(jìn)行精確的沉降觀測(cè)；（5）有些建筑單位為了敷衍了事，減少成本開銷，在沒有進(jìn)行沉降觀測(cè)的基礎(chǔ)上對(duì)建筑沉降觀測(cè)的記錄憑空填報(bào)，弄虛作假糊弄上級(jí)。由于建筑施工單位對(duì)沉降觀測(cè)的重要性認(rèn)識(shí)不足，因此沒有將對(duì)建筑物的沉降觀測(cè)貫徹落實(shí)到建筑施工當(dāng)中，忽略了對(duì)施工建筑安全性和堅(jiān)固性的關(guān)注。

4.增強(qiáng)沉降觀測(cè)的精確度

4.1 正確設(shè)置沉降觀測(cè)點(diǎn)

沉降觀測(cè)點(diǎn)的設(shè)置是沉降觀測(cè)工作的第一步也是沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)精確的保證，觀測(cè)點(diǎn)設(shè)置的好壞會(huì)直接影響觀測(cè)工作的效率。針對(duì)不同類型的建筑物要合理選擇不同的設(shè)置方法：如果是地基為箱形形狀的高層建筑物，沉降觀測(cè)點(diǎn)應(yīng)沿著縱、橫軸以及地基周邊的位置進(jìn)行設(shè)置；如果是磚墻承重的建筑物，沉降觀測(cè)點(diǎn)要沿墻每隔8～10 m 設(shè)置；如果建筑物的寬度大于1 m 時(shí)，也要在內(nèi)墻合適的位置設(shè)立觀測(cè)點(diǎn)；如果是框架結(jié)構(gòu)的建筑物，沉降觀測(cè)點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在部分柱基及每一個(gè)樁基的上部；如果是舊有的建筑物增建擴(kuò)建，觀測(cè)點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在連接處的兩邊。

4.2 加強(qiáng)工作人員的素質(zhì)培訓(xùn)

加強(qiáng)工作人員的意識(shí)，端正工作人員的態(tài)度，增強(qiáng)工作人員的專業(yè)能力，使其對(duì)每一次的觀測(cè)行為都能夠抱著認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度。同時(shí)也要加強(qiáng)工作人員的應(yīng)變能力，面對(duì)現(xiàn)實(shí)狀況中發(fā)生的特殊情況能夠靈活應(yīng)變妥善處理。

4.3 做好觀測(cè)數(shù)據(jù)復(fù)核工作

針對(duì)基面±0.000 的沉降量，可以通過(guò)對(duì)比施工前預(yù)先設(shè)置的沉降觀測(cè)和地下室頂板來(lái)判斷相應(yīng)的差值與相應(yīng)部位的沉降或者與同一周期觀測(cè)所得的累積沉降是否吻合。針對(duì)垂直度的復(fù)核，可以通過(guò)比較施工工程各角度實(shí)際垂直度與通過(guò)分析沉降觀測(cè)所得的數(shù)據(jù)計(jì)算出的建筑物垂直度進(jìn)行復(fù)核。除此以外，要注重觀測(cè)次數(shù)和觀測(cè)時(shí)間的選擇。選擇高精度的觀測(cè)儀器，做好觀測(cè)數(shù)據(jù)的記錄整理工作，以便保證沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)的精確性。

5.結(jié)語(yǔ)

實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，做好沉降觀測(cè)工作就能夠延長(zhǎng)建筑物的正常使用壽命及保障施工工程的安全性和施工人員的安全性，從而促使我國(guó)的建筑行業(yè)安全快速、科學(xué)和諧地發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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