刍议高层建筑物沉降监测方法

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[摘 要]高层建筑进行全面的、系统的、长期的沉降观测，掌握其沉降规律，发现异常，及时分析原因，并采取工程补救措施，对于确保桩基高层建筑物在施工期间和投入运营后的安全，具有非常重要的意义。相信随着现代高层建筑随着社会生产和科学技术的进一步发展，先进的仪器的广泛应用，测量精度的越来越高，沉降观测的技术必定会越来越成熟，为设计、施工提供更加可靠的资料及相应的沉降参数。本文介绍了沉降监测的内容及意义，介绍了在沉降监测中误差的来源：观测者、仪器及外界条件，对沉降监测的误差进行分析并介绍了提高监测精度的方法。

[关键词]沉降观测 误差来源 沉降参数 监测精度

中图分类号：P122 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）12-0235-02

一、高层建筑物沉降监测的意义与内容

1.1、沉降监测的意义

高层建筑从基础施工到竣工验收及使用整个过程中，由于受荷载不断增加等因素的影响，往往产生不同沉降变形。如果沉降变形超过一定限度，就会影响建筑物的正常使用，甚至危及安全。因此对于大型、特大型建筑或者工程项目的沉降进行监测是十分有必要的，从建筑物的正常的使用寿命以及安全性出发，能为今后的设计及施工提供沉降参数，方便设计施工人员工作的进行。通过对沉降进行监测。避免因产生沉降过大而发生危险，造成居民生命财产安全及经济方面的损失。

1.2、沉降监测的主要内容及注意事项

在建筑物设计阶段，应按照有关技术规范及工程的要求，结合现场的实际情况，综合运用测量、建筑、结构、地质及相关知识，确定建筑物沉降观测等级、选定能反映变形特征的变形观测点、设计好变形观测方案。一个好的观测方案在整个过程中，至关重要，观测点的布设在变形观测中是一个很重要的环节，布设的优劣，科学与否直接影响到观测数据能否正确反映建筑物的沉降和变形。

其次在具体观测中，一定要坚持“五定”原则，作到在测量过程中，始终要严格的遵守规范要求，严格操作过程，这样就可以减少数据中的粗差，由于建筑物变形是一个渐变过程，是时间的函数，而且变形速度也是不均匀的，但是，我们进行的变形观测次数是有限的，所以，合理的选择连续观测的周期，对于正确分析变形结果是很重要的，不要盲目的增加观测次数和缩短观测周期，以免在变形变化较小时，前后两次观测数据在观测误差范围内跳动，既浪费人力物力，又达不到观测的目的。

二、沉降监测的具体实施方法

沉降观测有许多重要的环节需在观测前就要确定，以便指导整个观测过程。它包括精度的确定、频率的选择、点位的布设等。

2.1、水准基点的布设

建筑物的沉降观测是根据建筑物附近的水准基点进行的，所以这些水准基点必须坚固稳定。为了对水准点进行相互校核，防止其本身产生变化，水准点的数目应尽量不少于3个，以组成水准网。对水准基点要定期进行高程检测，以保证沉降观测成果的正确性。

在布设水准基点时应考虑下列因素：

（1）水准基点应尽量与观测点接近，以保证观测的精度；

（2）水准基点应布设在受震区域以外的安全地点，以防止受振动的影响；

（3）离开公路、铁路、地下管道和滑坡至少5m。避免埋设在低洼易积水处及松软土地带。

（4）为防止水准基点受到动胀的影响，水准点的埋设深度至少要在冰冻线下0.5m。

2.2、水准基点的形式与埋设

沉降观测水准基点的形式与埋设要求，一般与三、四等水准点相同，但也应根据现场的具体条件、沉降观测的时间上的要求等决定。

当观测急剧沉降的建筑物时，若建造水准基点已来不及，可在已有房屋或结构物上设置标记作为水准基点，但这些房屋或结构物的沉降必须证明已经达到终止，在山区建设中，建筑物附近常有基岩，可在岩石上凿一洞，用水泥沙浆直接将金属标记镶固于岩层之中，但岩石必须稳固。当场地或其他不利情况下，应建造深埋水准基点或专用水准点。

2.3、建筑物变形观测的精度和频率

工程建筑物的变形观测能否达到预定的目的，要受很多因素的影响。其中，最根本的因素是观测点的布置、观测的精度与频率，以及每次观测所进行的时间。变形观测的精度要求，取决于该工程建筑物预计的允许变形值的大小和进行观测的目的。观测的目的是为了使变形值不超过某一允许数值而确保建筑物的安全，则其观测的中误差应小于允许变形值的1/10-1/20；如果观测的目的是为了研究其变形的过程，则其中误差应比这个数值小得多。”观测的频率取决于变形值的大小和变形速度，以及观测的目的。通常要求观测的次数，既能反映出变化的过程，又不遗漏变化的时刻。

沉降观测是一项较长期的系统观测工作，为了保证观测成果的正确性，应尽可能做到四点：

（1）固定人员观测和整理成果；

（2）使用固定的水准仪及水准尺；

（3）使用固定的水准基点；

（4）按规定的日期、方法及路线进行观测。

三、误差来源的分析及处理

3.1沉降监测误差来源

对于沉降监测而言，不管运用的监测手段如何高，还是有误差存在，其来源主要包括三个方面：

3.1.1观测者

由于个人感官能力局限性的存在，使沉降监测观测者在仪器安置、对准及数据读取方面都存在误差，加上其心理等其它各种因素的影响，也会导致误差产生。

3.1.2仪器

进行沉降监测需使用水准仪，仪器有一定限定的精度，且在制造、安装及校正等过程中也会导致存在误差，从而影响监测精度。同样的，水准尺也会影响监测成果。

3.1.3外界条件

监测时，大气折射、温度、湿度等都会对监测结果产生一定影响，尤以大气折射情况最为明显，当外界条件发生变化时，其成果也会变化。

3.2沉降监测误差分析

对于测量而言，将误差划分为系统误差、偶然误差和粗差三种类型。系统误差对测量成果产生较大影响，且具有累计性，进行实际沉降监测时必须尽可能消除或限制系统误差；偶然误差在任何测量工作中都是不可修正的，是由多种因素综合作用产生，单个偶然误差呈现随机特性，总体则服从正态分布；粗差又称为错误，其值一般远大于前两种误差，若出现粗差，则之前工作成果作废，需要返工重测。

3.3.沉降监测精度控制方法

进行沉降监测时，需要按照目标建筑物的特性以及一定的要求标准选择合适的精度等级，一般情况下，当没有作出特别的要求时，一般选择二等水准测量方法进行观测，其精度基本满足沉降监测的要求。使用二等水准测量时，其指标要达到如下条件：往返较差、附和或者环线闭合差值小于或等于1.0；前后视距小于或等于30m且前后视距差小于或等于1.0m；前后视距累积差小于或等于3.0m；在沉降观测点，其高差容差相较于后视点的值应小于或等于1.0mm。对于常规的沉降监测而言，只有转点的观测点位于水准闭合环线上，而沉降测点并不一定在之上，这样不能对所有监测点的粗差进行有效地总体控制，且还难以避免出现粗差；实际观测中，不可能让水准尺完全处于直立的状态，只要发生倾斜，读数便会增大，即影响水准测量的精度；监测时也不能完全消除i角变化产生的影响，最多只能消除对测站高差所产生的影响。

四、在实施的过程中的几点注意

（1）沉降观测点的埋设必须要牢固，距墙面要有一定的距离，以避免作墙外保温层时将观测点埋在里面，否则会给沉降观测带来不必要的麻烦。

（2）观测点的顶部必须要光滑，以使每次放置水准尺时都能够使水准气泡居中。若不能使水准气泡居中，会给测量结果带来误差。

（3）观测人员要固定。

（4）严格按照测量规范的要求施测。

（5）前后视距尺要用同一把水准尺。

（6）每次观测按照固定的观测路线。

（7）观测时避免阳光直射，各次观测环境基本一致。

（8）要在成像清晰、稳定时读数；随时观测，随时进行检核计算。

（9）在雨季前后要联测，检查水准点的标高是否有变动。

五、结语

随着社会及经济情况的飞速发展，大型、特大型建筑数量越来越大，为了确保这些建筑的安全性及可靠性，有必要进行沉降监测，通过进行误差分析，获得沉降监测数据。由于沉降数据变化一般较小，有必要探讨提高监测精度的方法。通过对实例的分析，运用改进的方法获得的数据更能反映实际情况。沉降监测能对建筑物的安全性提供可靠预报，将会更加引起人们的重视。

参考文献：

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