浅谈如何对建筑物进行沉降观测

张丽云

沉降观测，就是对地面或建筑物基础等在垂直方向上的位移进行观测，在建筑物的施工、竣工验收以及竣工后的监测等过程中，具有安全预报、科学评价及检验施工质量等的职能。通过现场监测数据的反馈信息，可以对施工过程等问题起到预报作用，及时做出较合理的技术决策和现场的应变决定。目前最普遍的做法是:采用精密水准仪进行闭合测量，对待监测对象上设置的变形点的高程进行周期性的观测，相邻两期的高程差即为本周内的沉降量，本次测得的高程与首次测得的高程差即为累积沉降量。

1 测量执行规范

测量执行规范有:GB 50026-93工程测量规范和JGJ/T 8-97建筑变形测量规程。

2 稳定标准

沉降是否进入稳定阶段，应由沉降量与时间关系曲线判定:对重点观测和科研观测工程，若最后三次观测中每次沉降量均不大于 2 2倍测量中误差，则认为已进入稳定阶段。建筑物安全等级二、三级多层建筑以0.020mm/d～0.040mm/d为稳定标准，高层和一级建筑以0.01mm/d为稳定标准。特别需要指出的是，当沉降速度不小于2.0mm/d应停止施工，分析原因，采取措施。沉降速度不小于1.0mm/d应减缓加载速度并增加观测次数。

3 沉降观测的对象

1)地基基础设计等级为甲级的建筑物;2)复合地基或软弱地基上设计等级为乙级的建筑物;3)加层、扩建建筑物;4)受邻近深基坑开挖施工影响或受地下水等环境因素变化影响的建筑物;5)需要积累建筑经验或进行设计反分析的工程;6)创优工程。

注:若工程地基基础设计等级明显为丙级的建筑物(如地基条件较好的6层住宅楼等)，就不需要沉降观测(创优工程除外);若不能确定地基基础设计等级，或者有疑问，就请设计单位明确是否需要沉降观测，并请书面答复或者写入图纸会审记录中。

4 基准点和沉降观测点的设置

沉降观测是根据基准点进行的，因此要求基准点的位置在整个变形观测期间稳定不变。为保证基准点高程的正确性和便于相互检核，布设基准点数目应不少于 3个并构成基准网。埋设地点应保证有足够的稳定性，设置在受压、受震范围以外。冰冻地区埋设深度要低于冰冻线 0.5m。为了观测方便及提高观测精度，基准点距观测点不要太远，一般应在 100m范围内;否则，还应布设工作基准点。基准点在开工前埋设并精确测出其高程。

沉降观测点是固定在待观测对象上的测量标志，应牢固地与待观测对象结合在一起，便于观测，并尽量保证在整个观测期间不受损坏。观测点宜设在下列各处:1)建筑的四周角点、中部和转角处。沿建筑物周边每隔 10 m～20m可设一点;2)沉降缝的两侧，新建与原有建筑物连接处的两侧和伸缩缝的任一侧;3)宽度大于15m的建筑物内部承重墙(柱)上，同时宜设在纵横轴线上;4)重型设备基础和动力基础的四角;5)有相邻荷载影响处;6)受震源震动影响的区域;7)基础下有暗浜处;8)框架结构的每个柱或部分柱上;9)沿浮筏或箱形基础的周边和纵横轴线上。

沉降观测点可用角钢预埋在墙内;如钢结构，则可将角钢焊接在钢柱上;对建筑物平面部位的观测点，可将大于φ20mm的铆钉用 1∶2砂浆浇筑在建筑物上。而对于地面沉降观测点，则需要在地面埋设相应的标石。在施工期间，经常会遇到沉降观测点被毁，为此一方面可以适当地加密沉降观测点，对重要的位置如建筑物的四角可布置双点。另一方面观测人员应经常注意观测点变动情况，如有损坏及时设置新的观测点。

5 沉降观测的基本要求

5.1 仪器设备、人员素质的要求

沉降观测的测量应使用精密水准仪，优先采用精密水准仪DSZ05或DS05(水准测量的环闭合差不得超过2F。其中，F为环线长度，km)，具有测微装置的，最低使用DS1水准仪，水准尺也应使用受环境及温差变化影响小的高精度铟合金水准尺。在不具备铟合金水准尺的情况下，使用一般塔尺尽量使用第一段标尺。

承担沉降观测的单位应具有相应主管部门批准的资质，测量人员应接受专业学习及技能培训，熟练掌握仪器的操作规程，熟悉测量理论，能针对不同工程特点、具体情况采用不同的观测方法及观测程序，对实施过程中出现的问题能分析原因并正确运用误差理论进行平差计算，按时、快速、精确地完成每次观测任务，并具有主管部门颁发的上岗证(特别注意:在观测过程中，操作人员要相互配合，工作协调一致，认真仔细，做到步步有校核)。

5.2 沉降观测自始至终要遵循“五定”原则

“五定”即沉降观测依据的基准点、工作基点和被观测物的沉降观测点，点位要稳定;所用仪器、设备要稳定;观测人员要稳定;观测时的环境条件基本一致;观测路线、镜位、程序和方法要固定。以上措施在客观上可尽量减少观测误差的不定性，使所测的结果具有统一的趋向性，保证各次复测结果与首次观测的结果可比性更一致，使所观测的沉降量更真实。

5.3 施测要求

1)初测。建(构)筑物的沉降观测对时间有严格的限制条件，特别是首次观测必须按时进行，否则整个观测得不到完整的观测意义。初测应增加观测量，以提高初始值的可靠性。

2)施工阶段的沉降观测。应依据施测方案随施工进度及时进行。重要建筑，可在基础完工或地下室砌完后开始观测。大型、高层建筑，可在基础垫层或基础底部完成后开始观测。观测次数与时间应视地基与加荷情况而定。民用建筑可每加高 1层 ～2层观测一次;工业建筑可按不同施工阶段(如回填基坑、安装柱子和屋架、砌筑墙体和设备安装等)分别进行观测。如建筑物均匀增高，应至少在每增加荷载的 25%时各测一次。施工过程中如暂时停工，在停工时及重新开工时应各观测一次。停工期间，可每隔2个月～3个月观测一次。封顶后 1个月～2个月观测一次，竣工后观测周期，根据建筑物的稳定情况确定。各个阶段的复测必须定时进行，不得漏测或补测，只有这样才能得到准确的沉降情况或规律。

3)建筑物使用阶段的观测。观测次数应视地基土类型和沉降速度大小而定。一般在第一年观测 3次～4次，第二年 2次～3次，第三年后每年一次，直至稳定为止。观测的期限一般规定如下:砂土地基 2年，膨胀土地基 3年，粘土地基 5年，软土地基10年。若沉降速度小于0.01 mm/d，根据沉降曲线分析，认为已经稳定，可以停止观测。

对于荷载突然增加，基础四周大量积水，长时间连续降水等情况，均应及时增加观测次数，当建筑物突然发生大量沉降，不均匀沉降或严重裂缝时，应立即逐日或 2 d～3 d一次的连续观测。

6 沉降观测的成果整理

沉降观测应在每次观测时详细记录建筑物的荷重情况、施工进度、气象进度、气象情况及注明日期，在现场及时检查记录中的数据和计算是否准确，精度是否合格。根据水准点的高程和改正后的高差计算出各观测点的高程。用各观测点本次观测所得高程减去上次观测测得的高程，其差值即为该观测点本次沉降量S;每次沉降量累计沉降量 ∑S。

其中平均沉降速度是发现及分析异常沉降变形的重要指标。

沉降观测结束，应提供下列有关资料:1)沉降观测点位布置图。2)沉降观测成果汇总表。3)荷载、时间、沉降量关系曲线图。4)沉降变形分析报告。

沉降观测结束，须对全部资料进行加工、分析，以研究沉降变形的规律和特征，并提交沉降变形分析报告。对沉降观测点的变形分析应符合下列规定:相邻两观测周期，相同观测点有无显著变化;应结合荷载、气象和地质等外界相关因素综合考虑，进行几何和物理分析。分析后的数据经阐述后才能成为实用的信息。

值得指出的是，由于一般建筑对均匀沉降不敏感，只要沉降均匀，即使沉降量稍大一些，对建筑物的结构也不会有多大破环。但发生不均匀沉降、沉降量异常或变形速度突增等情况时，需引起注意，提交变形异常分析报告，以便及时采取应变措施。另外，建筑物的沉降量一般应随荷重的加大及时间的延长而增加，但有时也会出现回升现象，这时要具体分析回升的原因。

除提供以上有关资料外，若工程需要，还需要提交沉降等值线图(表示沉降在空间分布的情况)和沉降曲线展开图(图中可看出各观测点及建筑物的沉降大小、影响范围)。

[1] 郭宗河，董宇阳，郑进凤，等.测量学实用教程[M].北京:中国电力出版社，2006.

[2] 陈希哲.土力学地基基础[M].北京:清华大学出版社，2005.

[3] 俞毅邠.高层建筑沉降和垂直度监测技术的应用[J].山西建筑，2010，36(4):350-351.