黃慶強（桂林市測繪研究院，廣西　桂林　541002）

?

沉降觀測中的誤差分析及精度控制

黃慶強（桂林市測繪研究院，廣西桂林541002）

近年來，我國經濟快速發(fā)展，在促進國內建筑業(yè)不斷發(fā)展與進步的同時，也涌現(xiàn)出一系列待解決的問題。對建筑物進行沉降觀測，能夠更好的保障建筑工程的質量，促進我國建筑行業(yè)健康有序的向前發(fā)展。但由于在沉降觀測過程中，經常會因為各種因素引起誤差，因此，需要采取相應措施對精度進行控制，提高沉降觀測準確性。本文分析了沉降觀測方式，分析誤差產生的原因與解決對策，以期保證工程建筑質量。

沉降觀測；誤差分析；精度控制

前言

在科學技術與社會經濟飛速發(fā)展的背景下，各種民用建筑與大型的工業(yè)建筑日益增多，這必然會導致地面本來狀態(tài)發(fā)生改變，從而向附近地基施加一些壓力，使得建筑物出現(xiàn)沉降，造成建筑附近地層與所占地基發(fā)生變形。因此，為了保證工程安全性與使用壽命，需要對建筑物的沉降進行觀測，給后續(xù)施工與設計提供相關參數(shù)，確保居民財產與生命安全。

1　觀測的方法

在沉降觀測過程中，一般通過幾何的水準測量方式進行觀測。在實際觀測中，應用我國二等水準進行測量，能夠滿足建筑物的沉降觀測需要，通常沉降的觀測視距應嚴格控制在20m以內。對于一些精度要求比較高的觀測，為保證測量的精度，在實際的操作過程中，除了滿足以上所說的國家二等水準測量之外，還應該注意以下幾個方面：

①固定的原則，在操作過程中，需要對觀測路線進行固定，同時固定觀測儀器與觀測人員，從而固定觀測權；②當起算時基準點一致前提下，觀測路線閉合，多凍建筑物同時進行觀測的時候，各單獨建筑物要進行獨立觀測，同一棟建筑物可以切割成多個閉合的環(huán)節(jié)進行詳細觀測；③每次進行觀測之前，一定要先檢測基準點。

2　誤差分析

2.1儀器的誤差

2.1.1水準尺的誤差

因為水準尺的規(guī)劃不夠準確，容易受到彎曲、遲長變化的影響，因此需要在嚴格校驗水準尺以后才可以使用：①尺接頭的誤差影響，這種影響主要控制方式是：在水準的側段內設置一根合適的尺子，同時將側段站的數(shù)目設置為偶數(shù)站。②尺零點誤差影響，主要控制方式是：在水準的側段內交換使用兩根不同的水準尺。其中，下測站主要使用前視尺，同時將側段站的數(shù)目設置為偶數(shù)。

2.1.2儀器校正以后殘余的誤差

在校正以后，仍然殘留i角校正后殘余的誤差，主要由于儀器受震動的影響或者是長時間使用，導致望遠鏡水準管軸和視準軸極度不平行，從而引起誤差。該誤差控制方式如下：盡可能把儀器設置于前后視距離相等位置，將誤差影響減弱或者是消除。

2.2觀測的誤差

2.2.1視差的影響

一旦出現(xiàn)誤差，尺將無法和十字絲的平面完全重合，導致讀數(shù)出現(xiàn)誤差；在觀測過程中，觀測者眼睛所在位置不一樣，其讀數(shù)也會存在差異，從而存在讀數(shù)的誤差。降低視差控制方式如下：在開始讀數(shù)之前，需要認真對光，將視差消除。

2.2.2水準尺的傾斜影響

若水準尺向著視線左右傾斜，在觀測過程中，容易察覺與糾正望遠鏡的十字絲。若水準尺具體傾斜方向和視線的方向同向，則比較不容易察覺。水準尺的前后傾斜會導致尺上的讀數(shù)變大，其對讀數(shù)影響，和尺上實際讀數(shù)大小以及尺傾斜角呈現(xiàn)出正相關的關系，具體關系從表1中可以看出。

表1　尺子讀數(shù)、傾角和觀測讀數(shù)之間關系

3　外界條件影響

3.1水準點影響

通常水準點影響主要包含以下四個部分：①沒有處理好水準點的頂端情況，例如：頂端的擱置面粗糙與不平，致觀察的結果發(fā)生偏差；②若水準點的材料鋼度比較小，容易導致材料發(fā)生變形，致使觀測標準存在差異；③若在觀測之前，沒有對水準點進行校驗，容易加大觀測的誤差；④沒有保護好基準點，例如：沒有將基準點上的雜物徹底清除，導致觀測結果存在誤差。

水準點誤差主要控制方式如下：設置專用水準點，應設置三個及以上的水準點，以便核對與檢查，保證埋設地點的穩(wěn)定性，防止因為雜物、施工器具與車輛受到影響。此外。為方便觀察，不能讓水準點和被測建筑物相離過遠，通常距離為50～100m。

3.2觀測點影響

若觀察點數(shù)據(jù)與點位設置不夠科學，容易影響到沉降觀測的精度。如果觀測點的點位、數(shù)量設置不合理，會影響沉降觀測精度。所以需要根據(jù)建筑物地質條件、結構特點、基礎形式與荷載設置觀測點數(shù)量以及點位，確保所選定位可充分顯示出建筑沉降的情況。通常要沿著房屋周圍設置觀測點，每個觀測點之間的距離為15～30m，同時建筑物沉降縫、伸縮縫以及轉角位置都需要設置觀測點。常用觀測工具是將20mm直徑的鋼筋一端彎成直角，而另外一端則彎成燕尾的形狀，并埋入墻中。

3.3觀測時間影響

目前對建筑物沉降的觀測時間點有限制的條件，尤其是第一次觀測，需要根據(jù)時間與相關規(guī)范要求實施。如果無法獲取原始的數(shù)據(jù)、第一次觀測的數(shù)據(jù)存在誤差，就會導致觀測過程沒有任何意義。此外，各個施工階段復測需要安裝地基的地質條件、工程性質與進度等執(zhí)行，堅決不能出現(xiàn)補測或者是漏測的情況，確保所得沉降觀測的數(shù)據(jù)準確性，以便相關人員了解建筑物變形規(guī)律以及沉降情況。如果觀測的周期缺乏規(guī)律性，就會致使觀測成果無法反映出建筑物沉降曲線細部的變化。

因此，建筑物沉降的觀察需要遵守觀察周期與要求，通常在地下室或者是基礎完工以后進行觀測，一些高層與大型建筑物，需要在基礎底部或者是基礎墊層施工結束后觀測，每層都需要觀測。若遇到特殊的情況，例如：暫時停工、周圍地面的荷載突增或者是遇惡劣天氣，在重新開工或者是停工時都需要進行觀測，而在停工期間每隔兩三月就要觀測；如果地面荷載突增、突遇惡劣的天氣，需要在雨季前后進行聯(lián)測。

3.4尺墊的下沉

如在將儀器搬運至下一站，并且沒有讀取后視的讀數(shù)這段時間里，一旦在轉點出現(xiàn)尺墊下沉的情況，容易導致下一站的后視讀數(shù)變大，所計算高差也會相應變大，進而造成高差的誤差。尺墊下沉的影響控制方式如下：①在一些特殊的情況下，需要將轉點設置土質較為松軟的位置，同時放置好尺墊，然后將其壓實，避免在觀測的過程中發(fā)生尺墊下沉的情況；一些土質比較松軟的位置，進踩實以后，不能立刻觀測，需要過一段時間再觀測，避免發(fā)生踏實土質發(fā)生松軟反彈的情況。②盡可能在堅硬的位置設置轉點。

3.5儀器的下沉

觀測儀器的下沉主要指：因為觀測者位置土質比較松軟，易引發(fā)儀器下沉的情況，導致視線水平降低，造成前視的讀數(shù)減小，加大所計算高差，進而引發(fā)高差的誤差。因此，需要降低儀器的下沉誤差，具體應做到以下三方面：①應用變更儀器的高法或者是雙面尺法時，第一次觀測先要讀取后視的讀數(shù)，然后讀取前視的讀數(shù)，在第二次測量，先要讀取前視的讀數(shù)，再讀取后視的讀數(shù)，也就是后-前以及前-后觀測的程序，這樣能夠減弱或者是消除儀器下沉產生的影響。②盡量在堅硬位置設置觀測儀器，同時保證腳架的穩(wěn)定性。③提高觀測的速度，將后視讀數(shù)和前視讀數(shù)時間差消除。

4　結語

總而言之，在建設施工整個過程中，進行建筑物沉降的觀測是一項很重要的工作，作業(yè)人員必須嚴格對待，嚴謹細心的進行觀測，記錄好測量的每一個觀測數(shù)據(jù)，及時分析繪制出相關曲線，提供給相關部門。建筑物沉降觀測為建筑物的施工質量提供了可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)，確保了建筑工程的安全施工以及安全管理，是一項必不可少的工作，在后期發(fā)展過程中，需要不斷地完善與改進。

［1］郭克樂，李夢軍，陳燕飛.GPS測量技術在沉降觀測中的誤差分析研究［J］.城市建設理論研究（電子版），2014，13（34）：1.

［2］孫麗華.工程測量沉降觀測的誤差來源及控制對策［J］.城市建設理論研究（電子版），2015，21（21）：1～2.

［3］王敦峰.淺談建筑物施工中沉降觀測實施要點的具體分析［J］.山東工業(yè)技術，2015（03）.

［4］甄 娟，石 麗.沉降觀測中的誤差分析及其控制誤差方法［J］.科技信息，2013（07）.

黃慶強（1971-），男，工程師，本科，主要從事城市工程測量、竣工測量、航空攝影測量、地理信息化建設等方面的研究。

TU196.2

A

2095-2066（2016）12-0228-02

2016-3-15