建筑工程沉降观测技术与应用

[摘 要]作为施工过程中的一项重要测量工作，建筑工程沉降观测的目的在于对施工和运营过程中的建筑物安全进行监控，最大限度的避免因沉降而产生的经济损失。可见，建筑工程沉降观测在建筑工程施工中的地位是十分重要的，只有保证了质量安全和加强了建筑工程沉降观测的质量管理，才能使得建筑工程顺利的进行。本文以此为基础，首先阐述了建筑工程沉降观测的基本要求，其次分析了沉降观测的技术与方法，最后给出了建筑工程沉降观测的周期和应用步骤。

[关键词]建筑工程；沉降观测；观测技术；技术应用

[中图分类号]TU198 [文献标识码]A [文章编号]1005-6432（2013）26-0049-02

1 建筑工程沉降观测的基本要求

1.1 对施测和沉降观测精度要求

对施测要求如下：仪器与设备的操作方法和观测程序要精通、合适。在第一次观测前必须对所用仪器的诸项指标实施检测校正，在必要时需要用计量单位进行鉴定。在连续使用半年之后，要再次对所用仪器与设备进行检校。具体观测当中，所有操作人员要相互配合，工作步调保持一致，积极主动，真正做到了步步有校核。另外，沉降观测精度的要求如下：按照建筑物的特性与建设、设计单位的要求对沉降观测精度的等级进行选择。在没有特殊要求条件下，通常高层建筑物使用二等水准测量的观测方法就可以达到沉降观测的需求[2]。

1.2 仪器人员的观测时间和观测点

按照沉降观测精度要求较高的特征，通常规定测量的误差需要小于变形值的1/10～1/20所以要求沉降观测仪器必须运用精密水准仪，而受环境以及温差变化影响较低的高精度铟合金水准尺正好适用。通常在不具备铟合金水准尺的条件下，运用一般塔尺一定要使用第一段标尺。这就要求作业人员可以针对不同工程特征、具体条件采用不同的观测方法及其观测程序，然后对实施过程中涌现的问题可以分析原因并且正确运用误差理论开展平差计算，及时、高效、精确地实现每次观测工作目标。而观测时间要求如下：在进行首次观测一定按时开展，在其他各阶段的复测时，按照工程进展情况一定要定时开展，不可以漏测或者进行补测。只有如此，才可以获得准确的沉降情况或者规律[3]。相邻的两次时间间隔叫做一个观测周期，通常高层建筑物的沉降观测根据一定的时间段作为一观测周期或者根据建筑物的加荷状况每升高一层作为一观测周期，不管采用何种方式都一定要根据施测方案中所要求的观测周期按时进行。而观测点要求如下：要求建筑物上所设立的沉降观测点在纵横两个向要对称，而且相邻点之间的间距要介于15～30米，要均匀地分布在建筑物的四周。一般情况下，在建筑物设计图纸上，具备专门的沉降观测点布置图。除此之外，进行埋设的沉降观测点应该适应各施工阶段的观测要求，尤其是要考虑到装修阶段，会不会由于墙或者柱饰面施工而损害或者遮掩住观测点，导致不可以连续观测，从而丧失了观测的意义。

1.3 沉降观测要遵循一定的原则

所谓“五定”是指沉降观测按照的基准点、工作基点以及被观测物的沉降观测点，要求点位要稳定；使用的仪器、设备保持稳定；进行观测人员保持稳定；在观测时的要求环境条件保持一致；进行观测路线、镜位以及程序与方法保持固定。上述方法在客观上尽可能降低了观测误差的不定性，让得到的观测结果体现出统一的趋向性，确保各次复测和首次观测的结果具有较强的可比性，最终使得所观测的沉降量更加精确。

2 建筑工程的沉降观测技术

2.1 测站设置

当我们对建筑物展开沉降观测时，一般在一个测站上能够同时观测到4～5个沉降观测点，倘若在这一个测站上可以同时测完这几个沉降点，那么其工作效率非常高，然而前后视距差一定会超限。倘若严格根据前后视距差的要求，就只能在两沉降观测点之间均进行测站的测试。这样就会在一方面使得测站设置越多，发生观测误差的概率就会越高，在很大程度上会由于过分强调前后视距相等，使得观测精度减低与工作效率低下；而另一方面，我们都清楚前后视距差的限制是为了达到降低由于仪器 i角而导致的误差，然而通常在观测之前，仪器i角已经严格校正到接近于零的程度，所以前后视距差即使非常大，也不可能产生显著的i角误差[4]。由此可知，在进行观测之前，当我们对仪器i角进行了严格检校，就会使得这一前后视距差达到规范要求，那么建筑工程沉降观测就不用放宽或者不作要求。

2.2 成果整理

在沉降观测时，需要在每次观测时细致记录观测点上的荷载增加状况，阐述出建筑物出现的新状况，比如是否倾斜、有没有裂缝等；还要求在现场按时计算各个观测点的前后视高差与检查各个读数是否精确以及各项误差是否在可控范围内。根据水准测量的要求，一般把测量路线设置为闭合路线，然后计算它的闭合差，主要目的是为了检查测量数据中是不是存在错误或者大的累积误差。除此之外，倘若闭合差不超限，就要把其反号分配到路线中，就是对每一测段的高差进行重新设置。但是就建筑工程沉降观测而言，除了首次测量之外，其他的每次均是重复测量，所以避免了误差累积，在另一方面通过同一点两次高程值进行比较，还能够得知测量中是否存在大的问题，因此根本不需要将故沉降观测路线设置为闭合路线。

3 建筑工程中应用沉降观测的周期与步骤

3.1 观测周期

可以将建筑工程中应用沉降观测周期分为以下两个时期：首先是主体封顶之前。在建筑变形测量规程中规定：民用建筑能够每加高1～5层进行观测一次。因为建筑工程在主体封顶之前的施工阶段荷载增加非常快，沉降量也非常大，所以建议有关规范标准作出了明确规定，即每加高一层观测一次，通过这样能够及时确定沉降量和荷载的关系，及时发现不均匀沉降，实时调整施工计划[5]。其次是主体封顶之后。在建筑工程主体封顶后到工程竣工的这一段时间称为装修期，相关的规范标准对这一时期的观测周期没有给出明确规定。当然在装修期间，建筑工程也会由于抹灰、进设备导致荷载的增加，然而这时荷载的增加受到资金与配套等因素的影响而变得无时间规律可循，沉降速率也非常不确定，鉴于此，我们应在权衡沉降速率与施工进度等因素的前提下，把装修期的观测周期设置每1～2个月观测一次。一旦建筑工程竣工到沉降趋于稳定，这一时期的沉降速率会不断降低，然而时间很长。因为在观测单位和建筑工程开发商签订沉降观测合约时，通常会有明确的观测工作量与合同期限限制，但是建筑工程沉降期的长短并不能确定下来，所以实际操作时难度很大。对于这种状况，如果竣工后同一建筑物上各个沉降点的下沉非常均匀，并且沉降速率也趋于减缓，就可以根据每季度或者半年观测一次，最终使得沉降趋于稳定才可。

3.2 建筑工程中应用沉降观测方法的步骤

（1）建筑工程的平面基准网点的布设步骤如下：在确定建筑工程测量方案之时，需要根据建筑工程施工现场环境和布局特征进行制定，通常基准点是由建设方提供的，按照建筑工程的测量方案与布网原则对基准控制网的实施布设，然后可以从以下几个角度去修正：首先是各级移位观测基准点需要包含方位定向点，通常不得低于三个，并且按照工作需要合理确定工作基点，而且保证基准点和工作基点有助于开展校核与检验工作。其次是在采用GPS技术实施平面测量与三维测量时，一定要确定基准点位置的适用性，即不但要有利于技术设备的摆放与操作，而且要保证视线之内的障碍物其高度角不可以高于十五度[6]。最后是需要关注四周的大功率无线电基站，和它们的距离不能低于二百米；仔细观察四周的传输微波无线电信号的通道与高压输电线路，和它们的距离不可以低于五十米，并且要确保通风与可视度高，且尽量的保证观测站周围环境和所处区域的大环境保持一致，这样就会降低由于气象因素而产生的观测误差。

（2）建筑工程的布设沉降点的一般步骤如下：在对沉降点进行布设时，一是一定要确保观测点的牢固，这样可以确保点位的安全，更加有益于长期的保存；二是尽可能在建筑物转角比较大的区域和房外墙之间每相隔10～15厘米埋设各沉降点；三是要注意高与低建筑物之间相交的两旁，以及它们在地质条件上的不同以及基础与机构不同分界点的处的设置；四是观测点的上部一定要位于明显的地方。

（3）建筑工程的观测线路的选取。按照场区基准控制网与沉降观测点的埋设要求或者图纸设计的沉降观测点的相应布点图，设置沉降观测点的相应位置。在控制点和沉降观测点两者之间设立固定的观测路线，并且在架设仪器站点和转点处设置好标记桩，确保各次观测都能沿统一路线。

（4）建筑工程的沉降观测。在进行沉降观测时必须注意以下几个方面：首先，尽可能在不转站的条件下测出各观测点的高程，这样可以保证精度；其次，在开工前要对仪器规范要求进行相应测试与检验，要不断进行检验校正而且要定期检测。由于结构每升高一层，就要对临时观测点移上一层并且进行观测，直至竣工为止。

4 结 论

建筑工程在施工与运营过程中，因为各种荷载的变化以及外部自然环境、阳光、温度以及风力等因素的影响，均会导致建筑物的沉降变形，当然在一定限度内的沉降变形是能够接受的，因为它不会危及建筑物的构造安全。然而一旦超过了一定的限度，就会影响建筑物的使用，一旦危及到建筑物的安全，就会给人民的财产安全带来巨大损失，所以，我们有必要在施工与使用阶段对建筑物开展沉降变形观测，目的是为了沉降变形得到有效的控制，最终使得建筑工程的质量安全有一个很好的保证。

参考文献：

[1]崔艳珠.加强工程竣工结算审查的研究[J].中国市场，2011（2）.

[2]国家技术监督局.工程测量规范[M].北京：中国计划出版社，1993.

[3]郁雯，郭丙军，郭卫彤，等.对建筑工程沉降观测的研究[J].河北建筑工程学院学报，2007（3）：21-24.

[4]王冰，潘友，熊春宝.建筑工程沉降观测的几个问题[J].建筑技术，2005（4）：276-277.

[5]赵海渊，沈锦华，赵欢欢.建筑工程沉降观测方法的研究[J].科技传播，2012（2）：54.

[6]李龙江.建筑工程沉降的观测方法[J].施工技术，2006（6）：467-468.

[7]王建红.沉降观测技术在建筑工程中的应用[J].建筑工程，2007（3）：58-59.