论沉降观测及精度的提高

来源:用户上传      作者: 陈雷 原星

　　 摘 要： 沉降观测是建筑物或构筑物在施工乃至使用过程中不可或缺的工作，也是技术资料中不可缺少的内容，它不仅关系到建筑质量，更关系到建筑物的安全。但在我们日常施工或使用中，却往往被忽视。现就沉降观测存在问题和处理作一浅析，并对影响沉降观测精度的因素和如何提高观测精度作简单说明。
　　 关键词： 建筑物； 沉降观测； 建筑物沉降观测； 沉降观测存在问题； 沉降观测精度
　　中图分类号： U238 文献标识码： A 文章编号： 1009-8631（2011）01-0057-02
　　
　　 建筑物或构筑物的沉降关系到建筑物的安全，沉降观测则是及时掌握建筑物的沉降情况的有效技术手段，它是建筑物在施工乃至使用过程中不可或缺的重要工作。我国相关规范对建筑物的沉降观测有着明确的要求，本文指出了当前建筑物沉降观测中存在的一些问题，提出了沉降观测的基本要求和建议，并就影响沉降观测精度的因素和如何提高沉降观测精度等问题进行了分析。
　　 一、当前建筑物沉降观测存在的问题
　　 我国对建筑物的沉降观测有着明确规定和技术要求，但在实际的建筑施工或使用过程中对沉降观测的认识一般都不够重视，主要有以下一些问题：一是建筑设计部门在设计图纸上没有沉降观测方面的要求或明确的图示标注；二是观测点的设置不符合规定；三是观测的时间不按设计要求或规范规定实施；四是沉降观测记录弄虚作假或凭空填报；五是用户在使用过程中，没有按规定要求继续进行必要的沉降观测。
　　 二、做好沉降观测的基本要求和建议
　　 （一）要正确认识沉降观测的意义和作用。沉降观测在建(构)筑物的施工过程中是一项重要工作，特别是对于地基软弱或者不够稳定的地区，以及建(构)筑物上部荷载与自重较大的情况下尤为重要，在具体操作上需按规范要求精心进行。在监测过程中只有取得科学可靠的观测数据，才能对未来的变形进行合理的预测，才能正确指导施工，并为工程建设的安全管理提供科学依据，从而达到变形监测的目的。
　　 （二）建筑设计部门必须按设计规范严格要求，在施工说明或施工图中标明沉降观测的观测点、观测数量和时间。建筑变形测量应确切反映实际变形程度或变形趋势，这是基本要求，这样才能有效监测已建工程及建筑场地的稳定性。监测新建工程在施工及运营期问的安全，验证有关地基基础及结构设计参数，为工程质量事故分析提供依据，为地区的变形规律与预报积累经验。
　　 （三）施工单位在施工过程中，必须按规范和设计要求认真操作，严格把关。做好以下几点：
　　 1. 沉降观测点的设置要正确合理
　　 (1)砖墙承重的建筑物：沉降观测点一般应沿墙的长度每隔8米至10米设置一个，并应设置在建筑物的外墙转角处、纵墙与横墙的交接处及纵墙与横墙的中央、建筑物的沉降缝两侧。当建筑物宽度大于1米时，内墙也应在适当位置设观测点。
　　 (2) 框架结构的建筑物：沉降观测点应设在每个桩基或部分柱基上部。
　　 (3) 具有浮筏基础的或箱形基础的高层建筑，观测点应沿纵、横轴和基础周边位置。
　　 (4) 新建筑物与原有建筑物连接处的两边应设置。
　　 (5) 烟囱、水塔、油灌等其他类似的构筑物，应沿周边对称设置。
　　 (6) 埋入墙体的观测点，材料应采用直径不小于12毫米的元钢，一般埋人深度不小于12厘米，钢筋外端要有90°弯钩弯上，并稍离墙体，以便于置尺测量。
　　 2. 沉降观测的次数和时间要适当
　　 对工业厂房、公共建筑和4层及以上的砖混结构住宅建筑：第一次观测在观测点安设稳固后进行。然后，在第三层观测一次，三层以上时各层观测一次，竣工后观测一次。框架结构的建筑物每二层观测一次，竣工后再观测一次。
　　 3. 水准点的确定要稳妥
　　 水准点是对各观测点沉降的基准点，一定要选定相对固定的稳定的其他建筑物、岩基等适当部位，一般不少于2个。
　　 4. 观测仪器及观测方法要讲究
　　 (1)观测沉降的仪器应采用经计量部门检验合格的水准仪和钢水准尺进行。
　　 (2)观测时应固定人员，并使用固定的测量仪器和工具。
　　 (3)每次观察均需采用环形闭合方法，或往返闭合方法当场进行检查。同一观测点的两次观测之差不得大于1毫米。
　　 5. 沉降观测的图示与记录要精细
　　 完成沉降观测工作，要先绘制好沉降观测示意图并对每次沉降观测认真做好记录，并做好以下工作：
　　 (1)沉降观测示意图应画出建筑物的底层平面示意图，注明观测点的位置和编号，注明水准基点的位置、编号和标高及水准点与建筑物的距离。并在图上注明观测点所用材料、埋入墙体深度、离开墙体的距离。
　　 (2)沉降观测的记录应采用建设部制定的统一表格。观测的数据必须严格核对无误，方可记录，不得任意更改。当各观测点第一次观测时，标高相同时要如实填写，其沉降量为零。以后每次的沉降量为本次标高与前次标高之差，累计沉降量则为各观测点本次标高与第一次标高之差。
　　 (3)房屋和构筑物的沉降量、沉降差、倾斜、局部倾斜应不大于地基允许变形值，可参见设计规范具体规定。
　　 (4)沉降观测资料应妥善保管，存档备查。对大量测试数据进行综合整理，绘成图表、曲线，再将测试结果反馈到设计和施工中，进一步优化施工组织设计。在国外及国内某些大城市中已经开始采用计算机联网的方式，使监测数据迅速在设计、施工部门间进行传递，及时调整施工方案乃至设计参数，大大消除了施工中的隐患。在过去城市对于变形监测工作以及监测成果未引起足够的认识，造成了工程延期，邻近建筑损坏等问题。因此必须充分认识到监测工作在施工及工程运营中的作用，努力提高监测水平，逐步实现信息化施工，使工程能够顺利进行。
　　 (5)为以后的工程积累一些施工和设计参数，发挥监测的长期效益。用户在建(构)筑物沉降尚未稳定的情况下，应继续进行沉降观测工作，并建立档案。如沉降量超过规范和设计要求，则应会同有关部门进行处理。只有这样，建(构)筑物的沉降观测才能起到应有的警示作用，才能为建(构)筑物的结构安全提供可靠的依据。
　　 三、影响沉降观测精度的因素和如何提高沉降观测精度
　　 沉降观测的目的是通过观测掌握建筑物沉降是否均匀，为判断设计和施工情况是否合理、是否影响结构安全提供数据，真实反映建筑物沉降情况。这就要求沉降观测结果必须准确可靠。通过实践工作和对测量数据的分析比对，笔者对产生沉降观测误差的原因进行了总结和分析，发现主要存在以下几方面因素：
　　 1. 路线不同
　　 2. 基准点不准
　　 3. 观测点不准
　　 4. 水准仪使用误差
　　 5. 水准尺精度误差
　　 6. 其它
　　 其中，最主要的就是路线不同和基准点不准对观测精度产生的影响较大，现采用因果图分析法对上述两项影响沉降观测精度的主要因素进行如下分析：
　　 通过人、机、料、法、环五个方面对两个主要因素着重进行了分析，找到了我们需要解决的18条末端因素，针对这18条末端因素进行了要因确认。
　　 1. 人员不固定：各人使用仪器和读数的习惯都不一样，如果观测人员总是变换，就容易引起读数误差，但通过培训，这个问题还是较容易解决的。（非要因）
　　 2. 读数不准确：观测刻度时，责任心不强或技术不好，读数不准，误差就产生了。（非要因）
　　 3. 观测者不重视观测路线：技术人员不重视观测路线，每次观测路线随意，随着观测角度的不同，误差由此产生了。（非要因）

　　 4. 水准仪固定不牢：水准仪支设牢固，方能进行调平和读数，仪器固定不牢，观测时碰动仪器，仪器就会晃动甚至挪位，就造成了观测不准确。（非要因）
　　 5. 水准仪精度不够：如果仪器精度不够，每次观测误差累积，结果就相差越来越大。（非要因）
　　 6. 水准仪未定期检测：使用的水准仪应定期检测，控制仪器本身的误差，否则就无法知道它本身存在的误差。（非要因）
　　 7. 没有制定科学合理的观测路线：观测路线不同，仪器支设位置不同，观测距离也不相同，直接影响了观测结果的准确性和精度。（要 因）
　　 8. 沉降观测管理措施不健全：缺少了对责任者的约束管理，操作者就可能会随意，直接影响沉降观测的准确程度。（非要因）
　　 9. 天气影响：气温的变化、气候的不同均会对观测仪器和观测视野产生影响。（非要因）
　　 10. 场地堆料使观测受限：施工现场的材料是动态的，如果对观测路线有影响，就造成观测路线改变，影响观测的准确性。（非要因）
　　 11. 观测者不重视基准点的重要性：基准点变化直接影响到观测结果是否准确可靠。（非要因）
　　 12. 立尺者不负责：立尺时不注意支承点情况，若出现了变化，就造成观测不正确。（非要因）
　　 13. 观测者没有经验：观测者不具备沉降观测技能，使结果不准确。（非要因）
　　 14. 基准点选用材料及顶端处理不善：基准点材料钢度不够，材料变形和基准点顶端搁置面不平、粗糙，每次标尺搁放情况就会不同，都会导致观测结果偏差大。（非要因）
　　 15. 观测前未校验基准点：对于留置的基准点未校验，基准点如果出现沉降变化，用变化了的基准点作为观测依据，结果自然偏差大。（非要因）
　　 16. 基准点未按规范埋设：基准点埋设要求避开冻胀线，并采取维护措施，保证基准点不受客观原因的影响，保证观测依据的准确性，否则观测偏差就大。（要因）
　　 17. 对基准点保护不够：观测的依据被破坏了，观测结果自然不准。基准点四周堆料，荷载增加，影响观测视线、影响基准点的准确。（非要因）
　　 18. 受气候影响：天气冷暖,基准点材料热胀冷缩、变形，影响观测准确，导致偏差。（非要因）
　　 以上非要因主要是一些人员、仪器、材料、环境造成的因素，可根据实际情况加以克服改正，针对以上要因可采取以下对策：
　　 基准点不合理埋设：按规范规定和设计要求，结合建筑平面特点设置观测基准点。1.掌握规范具体规定和设计要求。2.熟悉建筑平面图，了解平面特点。3.结合实际情况设置基准点。
　　 没有制定科学合理的观测路线：按照规范和施工平面布置图制定合理的观测路线。1.掌握规范具体要求。2.根据基准点的布设和现场平面布置情况，制定观测路线图。
　　 四、结束语
　　 随着我国城市化进程在不断加快，多高层建筑在不断增多，很多建筑的施工测量及沉降倾斜观测需求日益突出，必须在不断完善其理论及技术研究的基础上，加大数据处理方面的理论研究。通过对变形观资料的数据处理，作出变形的几何分析和物理解释，不仅是检验工程设计理论的实践途径，而且也是修正现行设计理论和经验常数的重要依据。
　　 参考文献：
　　 [1] 中华人民共和国建设部.建筑变形测量规范：JGJ8-2007[J].北京：中国建筑工业出版社，2007.

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