梁勝林

（廣西壯族自治區(qū)建筑工程質(zhì)量檢測中心有限公司，廣西南寧 530005）

0 引言

受地質(zhì)結構、基礎形式、建筑物自身荷載等諸多的因素的影響，建筑物施工、使用期間常會發(fā)生沉降問題，嚴重影響建筑物使用的安全性、耐久性，威脅居民的生命與財產(chǎn)安全。為了提高建筑物沉降問題的觀測精度，應加強對先進觀測技術與設備的應用，合理選用沉降觀測方法，采取針對性措施解決建筑物沉降問題，提高建筑工程的安全性。

1 工程概況

本次沉降觀測的工程項目為新中保稅智慧園項目A、B地塊1#、2#、3#倉庫及倒班樓，其中，倉庫采用鋼結構，倒班樓為4層混泥土框架架構。在本次沉降觀測工作中，主要進行倒班樓沉降觀測（工程測量）。具體測量過程中，根據(jù)沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)可以看出，整棟樓出現(xiàn)東西方向不均勻下沉，6軸以西部分出現(xiàn)嚴重下沉，尤其是1軸數(shù)值沉降值出現(xiàn)報警（設計累計報警值為100mm），東西方向有明顯傾斜（西底東高）。

2 建筑物沉降原因分析

導致建筑物出現(xiàn)沉降問題的原因主要有三點：①建筑沉降形變。由于受到使用功能、平面布局等因素的限制，建筑物不同部位的荷載分布狀況存在不均勻的特點，在受到結構自身荷載、人為荷載等因素的影響下，建筑容易發(fā)生沉降變形問題。如果建筑物的沉降形變量在可控范圍內(nèi)，且不超過規(guī)范的允許值，通常將其稱為合理沉降形變，此類沉降問題不會對建筑的穩(wěn)定性、安全性產(chǎn)生影響；②施工誤差沉降。在開展建筑項目施工工作時，如果施工流程不規(guī)范、施工工藝不合理、材料質(zhì)量不達標，都將導致施工誤差沉降問題的發(fā)生。施工誤差的存在，將造成建筑出現(xiàn)嚴重的沉降與形變，甚至威脅建筑結構的正常使用，降低建筑的整體穩(wěn)定性與安全性；③地基基礎沉降。隨著高層建筑數(shù)量的不斷增多，地基基礎的深度越來越大。在受到施工現(xiàn)場地質(zhì)條件、水文分布、土壤特性等因素的影響下，地基所處的不同土層將受到壓縮，進而產(chǎn)生不均勻的沉降與變形。為避免上述問題的發(fā)生，在開展施工工作之前，要加強對施工現(xiàn)場地質(zhì)水文情況的勘察與分析，并根據(jù)勘察結果做好建筑結構設計，必要時采取地基加固等相關措施，增強地基處理效果，避免沉降變形等問題的發(fā)生。在本次的沉降觀測工作中，通過對下沉原因做出分析之后，發(fā)現(xiàn)倒班樓所處區(qū)域原為山丘地貌，后為建筑棄土場，回填土深度約15~20m。約4年之后，由建設單位在此建設新項目，工程采用強夯方式，獨立基礎未進行打樁，進而導致沉降問題的發(fā)生。在2020年12月，通過對倒班樓進行加固處理，且把下沉嚴重區(qū)域進行抬升，后續(xù)監(jiān)測數(shù)據(jù)反映，沉降數(shù)值比較均勻，沉降速率未超報警。

3 沉降觀測的基本要求

開展建筑沉降觀測期間，應嚴格遵循“五定原則”，確保觀測時間、觀測點埋設以及觀測設備與人員的選取滿足觀測要求。①五定原則”主要是指觀測環(huán)境與條件要確定，觀測人員與隊伍要穩(wěn)定，觀測設備、觀測點的位置選擇要合理，觀測流程與方法要固定；②在觀測時間方面，首次沉降觀測的數(shù)據(jù)會作為后期觀測的原始數(shù)據(jù)，為了確保整體觀測資料的準確性首次觀測必須嚴格按照既定的時間進行，后續(xù)的觀測也需要堅持較為穩(wěn)定的間隔周期；③合理選擇沉降觀測點。建筑沉降觀測點的設置要根據(jù)建筑的沉降特征進行科學合理的布局，并將其體現(xiàn)在設計圖紙上，觀測點要保證對稱性以及分布的均勻性，且要盡可能避免觀測點被后期施工所破壞；④觀測設備的選擇。根據(jù)建筑對沉降數(shù)據(jù)精度的具體要求進行設備的原則，一般來說測量的變形值的誤差需要控制在一定范圍內(nèi)，電子水準儀的測量精度較高，因而在目前的建筑沉降觀測中應用也十分廣泛；⑤觀測人員的選擇。建筑沉降觀測人員需要接受過專業(yè)的測繪技能培訓，熟練掌握各種測量儀器的使用方法，并可以根據(jù)不同建筑的沉降觀測要求選擇恰當?shù)挠^測方式。

4 建筑物沉降觀測的相關建議分析

4.1 提高沉降觀測的重視程度

首先，作為檢測單位，應注重編制沉降觀測方案、提交建設單位備查。根據(jù)檢測合同的約定，建立控制網(wǎng)，設置觀測點和基準點。及時進行日常沉降觀測。觀測過程中，依據(jù)工程特點和施工進展變化（如局部荷載突然增減、基礎四周積水、長時間連續(xù)降雨等）及時調(diào)整觀測方案。依據(jù)工程施工進展或參建各方的要求，提供階段性數(shù)據(jù)。及時作好沉降觀測資料的收集整理、歸檔，并將報告報施工、監(jiān)理、設計、勘探等部門備查。沉降觀測用測量儀器和設備工具根據(jù)有關要求，報經(jīng)技術監(jiān)督部門認定的計量單位核定認可。建設工程沉降進入穩(wěn)定階段，完成合同約定的工作內(nèi)容，及時向建設單位提交觀測成果，并出具沉降觀測分析報告。此外，具體觀測中要按照各項規(guī)定做好觀測工作，對觀測數(shù)據(jù)進行全面、真實的記錄，監(jiān)理人員要對仔細審核與檢驗沉降數(shù)據(jù)，對于觀測中發(fā)現(xiàn)的問題要及時上報，并采取補救措施進行整治與加固，以免出現(xiàn)安全事故。

4.2 合理選用沉降觀測方法

4.2.1攝影測量法

當前，在開展建筑項目沉降觀測工作時，主要采用的觀測方法為攝影測量法。該方法應用期間，通采用地面立體、航空攝影以及地面單張拍攝相片等方式，對建筑沉降變形進行觀測。在上述的三種方式中，地面立體攝影的精度最高，能夠有效觀測建筑物的空間移動、變形等問題。

4.2.2大地測量法

該觀測方法的適用范圍相對較小，主要為水準測量。采用大地測量法能夠?qū)ㄖ锏拇怪蔽灰谱兓M行精確的測量。此外，由該方法測得的沉降結果容易出現(xiàn)誤差，且測量過程受到大氣折光的影響。

4.2.3物理傳感法

①相比上述兩種觀測方法，物理傳感法在測量儀器方面有著一定的先進性，該方法也被稱為“物理測距法”。觀測期間，借助于專業(yè)的測量儀器能夠獲得建筑物應力、應變、溫度以及位移等數(shù)據(jù)。之后，經(jīng)過信號轉換，就能直觀的了解到建筑物沉降數(shù)據(jù)；②物理傳感法應用期間同樣受到大氣折光的影響，但物理傳感法能夠有效降低觀測誤差，進而提高物理測距精度；③物理傳感法所用的測量設備有更高的自動化水平，且設備可以遠距離操縱，目前該方法的應用較為廣泛。

4.3 合理布設沉降基準點與觀測點

在開展建筑物的沉降觀測工作時，首先要進行觀測網(wǎng)的布設。這一過程中，要結合建筑物及其周邊情況，合理設置沉降觀測基準點與觀測點。一方面，基準點作為整個觀測網(wǎng)的重要基準，應當具有較高的穩(wěn)定性，并且要便于測量?；鶞庶c與測區(qū)的距離要適中，降低測量期間的誤差累計。通常情況下，基準點與觀測點之間的距離應控制在60m左右，且基準點要設置于沉降影響區(qū)之外，以免影響觀測結果。為更好地觀測建筑物的垂直形變狀況，要合理設置基準點，同時還要避開主干道、地下管線以及滑坡區(qū)域，規(guī)避松軟填土等地段。對于水準點標石的選取，既可使用鋼管、混凝土水準標石，同時還可以使用墻上水準標志；另一方面，在進行沉降觀測點的設置時，需要在發(fā)生沉降變形的建筑物上選取沉降觀測點。如此一來，便于獲取準確的沉降形變數(shù)據(jù)，并且有助于后期采取補救措施。此外，要結合建筑物的支護結構形式、荷載狀況、地質(zhì)條件等因素，合理設置觀測點的數(shù)量。沉降觀測點應呈正方形、矩形形狀，布局要合理化，形狀要規(guī)范化。為提高觀測精度，確保觀測數(shù)據(jù)的準確性，首先要選取科學的觀測儀器，觀測之前進行校準；其次，合理選擇觀測人員，確保觀測技術的合理應用。對于建筑物而言，沉降觀測精度應滿足測量技術規(guī)范及二等水準測量技術要求。

4.4 沉降觀測周期

建筑項目施工期間，要結合沉降觀測設計方案，合理確定觀測周期。隨著施工工作的有序推進，建筑自身荷載不斷提高，為實時獲取建筑物沉降數(shù)據(jù)，觀測人員要預判和總結沉降形變規(guī)律，并根據(jù)觀測數(shù)值繪制沉降變化曲線，預測沉降變形是否可能超出規(guī)范值。沉降觀測分為民用建筑和工業(yè)建筑，民用建筑2～3層1次，工業(yè)建筑分別按荷載25%、50%、75%、100%個監(jiān)測一次。

4.5 沉降觀測結果的處理

隨著沉降觀測工作的逐步推進，觀測人員要及時記錄好相應的觀測數(shù)據(jù)，并對觀測數(shù)據(jù)進行整理與分析，計算數(shù)據(jù)可能存在的誤差。數(shù)據(jù)計算期間，要將數(shù)據(jù)計算誤差嚴格控制在0.1mm以內(nèi)。在開展誤差分析工作時，不僅可以使用檢驗統(tǒng)計方法，同時也可使用經(jīng)典嚴密平差法，兩種方法也可同時使用。在條件允許的情況下，可以借助大數(shù)據(jù)技術進行誤差分析，確保誤差控制在允許的范圍內(nèi)。需要注意的時，當首次觀測工作結束之后，及時計算觀測結果，結合計算結果賦予不同觀測點原始數(shù)值。此后每次觀測結束后，都應結合原始數(shù)值進行沉降量的計算，并及時消除誤差，對計算結果要及時的記錄觀測數(shù)據(jù)統(tǒng)計表中。此外，還要根據(jù)沉降量、時間以及建筑荷載之間的關系，將其繪制成圖。利用沉降變化曲線，分析建筑物沉降問題發(fā)生的主要時段，以便為后期的加固處理提供幫助。

5 結語

建筑物沉降觀測期間，首先要選取精度高、誤差小的儀器設備，做好觀測人員技能培訓。其次，要加強對沉降觀測工作的監(jiān)督與管理，優(yōu)化沉降觀測細節(jié)，合理設置基準點與觀測點。另外，對于觀測數(shù)據(jù)要實時記錄、分析，根據(jù)沉降變化曲線，合理預測建筑總體沉降量，并采取針對性的加固措施，確保建筑物沉降量不超標。