史磊

（遼寧省基礎(chǔ)測繪院，遼寧錦州 121003）

建筑工程發(fā)展和建設(shè)過程中，沉降觀測技術(shù)應(yīng)用到整個過程當(dāng)中，對于建筑物是否能夠更加安全應(yīng)用有著直接關(guān)系，工程中沉降觀測技術(shù)發(fā)揮著至關(guān)重要作用，意義重大，對于沉降監(jiān)測技術(shù)相關(guān)部門也有很多規(guī)范和要求，對觀測工作需要進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)督和管理，避免發(fā)生不均勻沉降問題，同時也能夠盡量避免發(fā)生沉降或者是裂縫情況，給企業(yè)或者是業(yè)主形成巨大損失，也對其他人生命財(cái)產(chǎn)安全形成影響。

一、沉降觀測的特點(diǎn)概述

1.精度高

建筑物是否安全和穩(wěn)定與沉降觀測工作中精度高低有著直接聯(lián)系，因而對于沉降規(guī)律的把握和控制工作需要更多注意，因此在對建筑物實(shí)際監(jiān)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(yīng)小于允許沉降值的110～120，但是為了更加詳細(xì)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(xiàn)沉降問題一般都是伴隨著時間而發(fā)生，因此對于建筑物同一點(diǎn)中沉降現(xiàn)象進(jìn)行坐標(biāo)觀察時，要選擇一定時間內(nèi)的高程差進(jìn)行計(jì)算，并且保證進(jìn)行重復(fù)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(biāo)觀察能夠看出沉降發(fā)生變化的規(guī)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(huán)節(jié)非常繁瑣，因此所需要計(jì)算量也巨大，所需要進(jìn)行處理數(shù)據(jù)也非常嚴(yán)格，因此，就需要更多數(shù)據(jù)去進(jìn)行處理和獲取更多信息，也就是說說沉降觀測數(shù)據(jù)處理的過程也是分析沉降規(guī)律和預(yù)報(bào)的過程。

二、常用方法

1.常規(guī)地面測量法

通過水準(zhǔn)儀去進(jìn)行沉降點(diǎn)的觀測工作需要根據(jù)監(jiān)測點(diǎn)的變化去進(jìn)行觀察，同時根據(jù)沉降變形相關(guān)情況進(jìn)行分析，這種方式在高程測量工作中應(yīng)用較為廣泛，但是這種方式也有其不足地方，不能對不同進(jìn)度要求和不同類型工程沉降監(jiān)測進(jìn)行滿足，同時隨著測量儀器增多，沉降監(jiān)測中全站儀的應(yīng)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(jī)器人)中更是能夠?qū)崿F(xiàn)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(jìn)行沉降監(jiān)測過程中，數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)被相關(guān)工作人員進(jìn)行利用，通過這種方式進(jìn)行建筑物測量，并不需要直接對物體進(jìn)行接觸，而是通過點(diǎn)與點(diǎn)之間形成的空間信息去進(jìn)行綜合分析，從而保證沉降數(shù)據(jù)符合建筑物需要，測定精度可達(dá)2～4μm。

3.GPS測量法

GPS在各個領(lǐng)域中應(yīng)用都較多，是一種比較新的空間定位技術(shù)，之前是靜態(tài)定位，如今隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，已經(jīng)發(fā)展成為了動態(tài)定位技術(shù)，同時精確度更加高，甚至是在很多光學(xué)領(lǐng)域中替代了一些專業(yè)儀器和設(shè)備，應(yīng)用GPS進(jìn)行沉降觀測，實(shí)現(xiàn)更高進(jìn)度全自動監(jiān)測技術(shù)。

4.In-SAR測量技術(shù)

成孔徑雷達(dá)干涉技術(shù)（In-SAR）與GPS技術(shù)有其相同地方，表現(xiàn)在能夠?qū)崿F(xiàn)建筑物全天的觀測，這個技術(shù)因?yàn)檫@項(xiàng)優(yōu)勢發(fā)展非常迅速，同時在整個變形監(jiān)測領(lǐng)域中都獲得了非常高的肯定堵，在建筑物變形監(jiān)測中，所實(shí)現(xiàn)的意義和價值更是不可估算的，地基合成孔徑雷達(dá)將步進(jìn)頻率連續(xù)波技術(shù)、雷達(dá)差分干涉技術(shù)和合成孔徑雷達(dá)技術(shù)（SAR）相結(jié)合，根據(jù)最好的視角和平臺通過安全測量方式對變形數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測。

三、沉降觀測流程

1.基準(zhǔn)點(diǎn)的布置

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

2.實(shí)際觀測

沉降點(diǎn)首次觀測時，需進(jìn)行往返兩次觀測，且觀測站數(shù)均為偶數(shù)。往返觀測時，相同沉降點(diǎn)一次觀測與返回觀測時，需設(shè)定不同的水準(zhǔn)標(biāo)尺，即水準(zhǔn)標(biāo)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(diǎn)的高程值。首次觀測完成后，后續(xù)觀測只需一次即可。由于沉降基準(zhǔn)點(diǎn)與沉降點(diǎn)構(gòu)成了閉合線路，因此可利用閉合差來體現(xiàn)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(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。若首次觀測獲取的沉降量為零，后續(xù)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(diǎn)位的沉降量與總沉降量。

3.沉降觀測時間

在實(shí)際工程建設(shè)過程中，如果建筑物需要建立在一些砂類的土壤中，那么發(fā)生沉降時間和整個周期是不同，在一些粘土中發(fā)生沉降的狀況是普通的一半，而砂類則需要更短時間進(jìn)行觀察，可以根據(jù)地基實(shí)際情況，以及建設(shè)樓層數(shù)量以及所能承載的負(fù)荷來進(jìn)行確定，如果遇到需要停工狀況，則需要進(jìn)行開始以及重新開工時進(jìn)行觀測，竣工后，沉降觀測頻率可以相對小一些，一般根據(jù)地基類型與沉降速度可以設(shè)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(yīng)曲線來進(jìn)行判斷，是否這個時間沉降狀況是否穩(wěn)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(wěn)定階段，當(dāng)然還需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行建設(shè)。

圖1 沉降觀測點(diǎn)平面示意圖

4.沉降成果的分析報(bào)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(jìn)行相應(yīng)建設(shè)，因此，對于沉降進(jìn)行相關(guān)成果進(jìn)行報(bào)告展示時，也是在建筑施工階段來進(jìn)行，在施工過程中，主要是每隔兩層進(jìn)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(jìn)行相應(yīng)檢測，直到建筑物沉降能夠穩(wěn)定。如果建筑物發(fā)生一些澄江狀況，像是下沉或者是一些比較嚴(yán)重的沉降狀況，或者是出現(xiàn)了一些裂縫，就需要連續(xù)進(jìn)行觀測，只有在每次觀測結(jié)構(gòu)都符合規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)之后，再進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。

5.沉降精度控制

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

各項(xiàng)觀測指標(biāo)要求如下：

（1）往返較差、附和或環(huán)線閉合差：Δh=∑a-∑b≤±1.0n，n表示測站數(shù)（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(yīng)大于0.3m。

（3）沉降觀測點(diǎn)相對于后視點(diǎn)的高差容許差≤1.0mm。

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

（5）高精度線條式銦瓦合金水準(zhǔn)尺，水準(zhǔn)標(biāo)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(xiàng)

（1）相關(guān)工作人員進(jìn)入施工現(xiàn)場時，一定要注意安全，佩戴安全帽，對于施工中所運(yùn)用的儀器設(shè)備進(jìn)行安全維護(hù)和管理。

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

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

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

（5）建筑物沉降觀測是一項(xiàng)長期的、周期性的測量工作，為了保證測量數(shù)據(jù)的可靠性，應(yīng)盡可能固定觀察者、水準(zhǔn)標(biāo)尺和水準(zhǔn)標(biāo)尺等。按照指定的日期、方式和路線從固定基準(zhǔn)點(diǎn)出發(fā)。

四、結(jié)束語

綜上所述，沉降觀測對建筑的施工以及運(yùn)營都有極為重要的作用，通過對沉降觀測技術(shù)的應(yīng)用，一定要對施工過程進(jìn)行監(jiān)督和控制，保證進(jìn)行科學(xué)的指導(dǎo)施工，避免建筑物匯總發(fā)生不均勻沉降的狀況，向相關(guān)部門將相關(guān)資料進(jìn)行反應(yīng)，避免造成因建筑體的沉降而導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)破壞進(jìn)而造成的巨大經(jīng)濟(jì)損失的情況。在今后的建筑沉降觀測作業(yè)中，我們應(yīng)根據(jù)工程特點(diǎn)恰當(dāng)?shù)倪x擇觀測方式，高質(zhì)高效的完成觀測工程。