劉梅清

(中山市大涌鎮(zhèn)水利所，廣東 中山 528476)

淺談建筑物的沉降觀測(cè)*

劉梅清

(中山市大涌鎮(zhèn)水利所，廣東 中山 528476)

本文結(jié)合工程實(shí)踐，著重從沉降觀測(cè)入手，論述了沉降觀測(cè)的概念，沉降觀測(cè)點(diǎn)的設(shè)置，水準(zhǔn)點(diǎn)的設(shè)置，沉降觀測(cè)的時(shí)間，觀測(cè)的方法，以及沉降觀測(cè)成果資料的整理，繪制出沉降量關(guān)系曲線圖，最后，提交沉降變形分析報(bào)告，作為工程建設(shè)的參考。

變形;沉降;觀測(cè);方法;成果;處理

一、前 言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，建筑行業(yè)蓬勃發(fā)展，修建了許多工業(yè)用以及民用建筑物、構(gòu)筑物，由于各種因素，這些建筑物、構(gòu)筑物在施工和運(yùn)營(yíng)中都會(huì)產(chǎn)生變形、倒塌事件，給人民生命和國(guó)家財(cái)產(chǎn)等造成重大的損失。這些建筑物或構(gòu)筑物的變形、倒塌事故，有些是正在施工過(guò)程中發(fā)生，有的是在營(yíng)運(yùn)或使用過(guò)程中發(fā)生，因此加強(qiáng)對(duì)建筑物、構(gòu)筑物的變形觀測(cè)工作，保障人民生命和國(guó)家財(cái)產(chǎn)安全，顯得十分重要。

測(cè)定建筑物及其地基在建筑物荷重和外力作用下，隨時(shí)間而變形的工作稱變形觀測(cè)。本文描述的沉降觀測(cè)是屬于變形觀測(cè)的內(nèi)容。

二、沉降觀測(cè)

建筑物的沉降觀測(cè)，是指測(cè)定建筑物上一些點(diǎn)的高程隨時(shí)間而變化的工作叫沉降觀測(cè)，也就是說(shuō)，用水準(zhǔn)測(cè)量的方法，周期性測(cè)量布設(shè)在建筑物上的沉降觀測(cè)點(diǎn)相對(duì)于水準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)之間的高差隨著時(shí)間的變化量，即沉降量，以便了解建筑物的上升或下降情況。

以下介紹沉降觀測(cè)的具體工作和方法。

1.沉降觀測(cè)點(diǎn)的設(shè)置

沉降觀測(cè)點(diǎn)是設(shè)置在在測(cè)建筑物上，作為沉降觀測(cè)的永久性標(biāo)志。點(diǎn)的設(shè)置與建筑物的大小、荷重、基礎(chǔ)形式和地質(zhì)條件等有關(guān)，但是無(wú)論什么條件，沉降觀測(cè)點(diǎn)的數(shù)目和位置應(yīng)能全面正確地反映建筑物的沉降情況，而且要求盡量布設(shè)在建筑物沉降變化可能顯著的地方。同時(shí)，觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè)還應(yīng)根據(jù)工程性質(zhì)、不同建筑物和施工條件等來(lái)確定。具體布設(shè)如下:

(1)對(duì)于一般民用建筑:觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)在房屋的周?chē)扛?0－20米處、轉(zhuǎn)角處、樓梯間、沉降縫兩側(cè)等重要位置。

(2)對(duì)于煙囪、水塔等高大圓形的構(gòu)筑物，在基礎(chǔ)的對(duì)稱軸線上設(shè)置沉降觀測(cè)點(diǎn)。

(3)對(duì)于工業(yè)廠房，觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)在承重墻及廠房轉(zhuǎn)角處和最容易發(fā)生沉降變形的地方、擴(kuò)建廠房連接處、伸縮縫兩旁和地基條件改變處。

(4)在水利設(shè)施中:比如，在堤壩壩頂、壩底、結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的壩段;水閘閘室邊墩頂部、閘頂交通橋、上下游翼墻等沉降縫兩側(cè)均布置沉降觀測(cè)點(diǎn)。沉降觀測(cè)點(diǎn)為銅質(zhì)圓頭釘，與建筑物聯(lián)結(jié)牢靠;為方便水準(zhǔn)尺準(zhǔn)確安放，觀測(cè)點(diǎn)埋設(shè)時(shí)避開(kāi)欄桿下方和易碰位置。

2.水準(zhǔn)點(diǎn)的布設(shè)

用于沉降觀測(cè)的水準(zhǔn)點(diǎn)必須符合安全可靠、觀測(cè)方便等方面的要求，所以在埋設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)要注意:

(1)埋設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)的數(shù)目應(yīng)不少于3個(gè)，以組成閉合水準(zhǔn)路線。對(duì)重要的位置如建筑物的四個(gè)拐角可以布置雙點(diǎn)，經(jīng)常檢查并密切注意水準(zhǔn)點(diǎn)的變動(dòng)情況，特別注意不能因?yàn)槟硞€(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)被破壞或丟失而使觀測(cè)結(jié)果受到影響。

(2)為了保證水準(zhǔn)點(diǎn)的穩(wěn)定性，水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)埋在建筑物、構(gòu)筑物基礎(chǔ)壓力影響范圍以及受震動(dòng)范圍以外的安全地點(diǎn)，埋設(shè)深度至少在冰凍線下0.5米處。

(3)水準(zhǔn)點(diǎn)的型式和埋設(shè)要求和永久性水準(zhǔn)點(diǎn)埋設(shè)要求相同。

(4)水準(zhǔn)點(diǎn)埋設(shè)要離開(kāi)鐵路、公路、地下管道至少5米的地方，但是，水準(zhǔn)點(diǎn)還應(yīng)當(dāng)盡量接近觀測(cè)點(diǎn)，一般二者距離不應(yīng)大于100米。

3.沉降觀測(cè)的時(shí)間

第一次觀測(cè)的時(shí)間是:當(dāng)水準(zhǔn)點(diǎn)和觀測(cè)點(diǎn)已經(jīng)埋設(shè)穩(wěn)定，即可進(jìn)行。以后當(dāng)建筑物在澆灌基礎(chǔ)和砌筑磚墻等的時(shí)候、工業(yè)廠房設(shè)備安裝和運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候、煙囪或水塔每砌高15米的時(shí)候，都要進(jìn)行觀測(cè)。并且把這一些觀測(cè)的資料記錄下來(lái)作為以后衡量沉降變形的依據(jù)。另外，在基礎(chǔ)周?chē)罅糠e水或強(qiáng)降雨后、大量挖方等情況下，致使附近地面荷載突然增加，也應(yīng)進(jìn)行觀測(cè)。若施工期間中途停工時(shí)間較長(zhǎng)，應(yīng)在停工前和復(fù)工前進(jìn)行觀測(cè)。工程竣工后，也應(yīng)進(jìn)行觀測(cè)。

具體觀測(cè)日期是:開(kāi)始時(shí)應(yīng)進(jìn)行逐日或幾天一次的連續(xù)觀測(cè)，然后按照沉降量的大小每隔1－2個(gè)月觀測(cè)一次，以每次沉降量在5－10mm以內(nèi)為限度，否則必須增加觀測(cè)次數(shù)，以后隨著沉降量的減少，觀測(cè)周期可適當(dāng)延長(zhǎng)，直至沉降穩(wěn)定。另外，對(duì)于重要的廠房建筑和重要設(shè)備基礎(chǔ)的沉降觀測(cè)，要求能反映出1－2毫米的沉降量。對(duì)一般廠房建筑物，精度要求可放寬一些。

4.沉降觀測(cè)的方法

在觀測(cè)前，首先要檢查布設(shè)的水準(zhǔn)點(diǎn)有無(wú)變動(dòng)情況，因?yàn)樗菧y(cè)量觀測(cè)點(diǎn)沉降量的高程控制點(diǎn)，起著非常重要的作用。然后，將水準(zhǔn)點(diǎn)組成閉合水準(zhǔn)路線或進(jìn)行往返測(cè)，用精密水準(zhǔn)測(cè)量的方法進(jìn)行測(cè)量。其中:

(1)與一般水準(zhǔn)路線相比，不同的是視線長(zhǎng)度較短，一般不大于25m。沉降觀測(cè)前，應(yīng)根據(jù)觀測(cè)點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)布置情況，結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)情況，把安置儀器的位置，轉(zhuǎn)點(diǎn)的位置，觀測(cè)點(diǎn)編號(hào)以及觀測(cè)路線等確定下來(lái)，并且保證以后各次觀測(cè)均按此路線進(jìn)行。

(2)觀測(cè)時(shí)應(yīng)在成像清晰、氣候條件穩(wěn)定的情況下進(jìn)行。

(3)安置水準(zhǔn)儀時(shí)，必須使前、后視距離相等，以減少因二者距離不相等引起的誤差。

(4)水準(zhǔn)路線成果計(jì)算時(shí)，其高差閉合差控制在2mm范圍內(nèi)。

(5)每一次沉降觀測(cè)前應(yīng)該對(duì)儀器進(jìn)行檢驗(yàn)校正。沉降觀測(cè)時(shí)盡量做到三個(gè)固定，即:固定觀測(cè)人員，固定儀器，固定測(cè)站和轉(zhuǎn)點(diǎn)等，以便減少系統(tǒng)誤差的影響，從而提高觀測(cè)的精度。

(6)沉降觀測(cè)時(shí)，要記錄在水準(zhǔn)測(cè)量手薄中，同時(shí)要將建筑物和構(gòu)筑物的施工情況、建筑物平面圖、觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)圖，施工過(guò)程荷重增加的情況、觀測(cè)點(diǎn)周?chē)こ淌┕ず铜h(huán)境的情況、是否發(fā)生傾斜、有無(wú)裂縫等情況詳細(xì)注明，隨時(shí)整理，如果出現(xiàn)施工停工現(xiàn)象，也要將停工日期和現(xiàn)場(chǎng)情況記錄下來(lái)。

三、成果的整理

成果整理的具體步驟:

(1)每次觀測(cè)結(jié)束后，首先對(duì)觀測(cè)原始資料進(jìn)行整理，檢查記錄數(shù)據(jù)和計(jì)算是否準(zhǔn)確合理;然后根據(jù)閉合水準(zhǔn)路線成果計(jì)算的方法步驟計(jì)算出各沉降觀測(cè)點(diǎn)的高程。

(2)將整理好的原始資料結(jié)合施工進(jìn)度和荷載等情況，計(jì)算沉降量，計(jì)算的方法是:用各個(gè)觀測(cè)點(diǎn)本次觀測(cè)所得的高程減去上次觀測(cè)得的高程，其差值為該觀測(cè)點(diǎn)本次的沉降量，全部沉降量相加得累計(jì)沉降量。一般用表格的形式繪制出建筑物的沉降觀測(cè)量。

(3)計(jì)算沉降量后，分別繪制出時(shí)間與沉降量關(guān)系曲線圖，這樣可以預(yù)先估計(jì)沉降的趨勢(shì)發(fā)展。

(4)在對(duì)沉降觀測(cè)的全部資料進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上，綜合各種因素考慮，研究沉降的變形特征與規(guī)律，提交掻沉降情況的分析報(bào)告。為了便于從圖中看出各觀測(cè)點(diǎn)及建筑物的沉降大小以及影響范圍和表示沉降在空間分布的情況，可以根據(jù)工程需要提交沉降等值班線圖和沉降曲線展開(kāi)圖。

四、觀測(cè)工作的其它情況

在沉降觀測(cè)的過(guò)程中，觀測(cè)人員必須嚴(yán)密監(jiān)測(cè)，若果因?yàn)楹奢d、自重、外界環(huán)境條件的變化等原因出現(xiàn)了不均勻沉降，沉降量異常或變形速度突然增加時(shí)，應(yīng)及時(shí)采取措施和提交沉降變形異常分析報(bào)告。

在實(shí)際工作中，還會(huì)遇到一些矛盾的現(xiàn)象，需要分析原因，進(jìn)行合理處理。比如繪制的曲線在首次觀測(cè)后會(huì)發(fā)生先回升而后逐漸下降的現(xiàn)象，或者曲線在中間某點(diǎn)突然回升或繪制的曲線呈波浪起伏現(xiàn)象等。

縱觀其原因是多方面的:可能是因?yàn)闇y(cè)量誤差所造成的;也可能因?yàn)樗疁?zhǔn)點(diǎn)或沉降觀測(cè)點(diǎn)被碰撞而不穩(wěn)，造成了沉降觀測(cè)點(diǎn)被抬高或水準(zhǔn)點(diǎn)被壓低等等，對(duì)于觀測(cè)中出現(xiàn)的各種情況，要具體問(wèn)題具體分析，并及時(shí)做出處理，以糾正觀測(cè)中出現(xiàn)的偏差。例如由于首次觀測(cè)成果存在較大誤差的原因。曲線在首次觀測(cè)后會(huì)發(fā)生先回升而后逐漸下降的現(xiàn)象，處理方法上可以將第二次觀測(cè)的成果作為首次的觀測(cè)成果，而將第一次觀測(cè)的成果作廢。

五、結(jié) 論

沉降觀測(cè)是建筑物、構(gòu)筑物建設(shè)、管理和營(yíng)運(yùn)過(guò)程中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，通過(guò)沉降觀測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)影響建筑物安全的下沉現(xiàn)象，以便采取措施，保證建筑物使用安全，同時(shí)從中找到規(guī)律，為今后的設(shè)計(jì)、工程建設(shè)和科學(xué)研究服務(wù)。

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