填海区域建筑物沉降监测浅谈

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对填海造地区而言，地面沉降是无法回避的事实。填海区域原本为淤泥覆盖，而填海土层也有很大一部分由淤泥、回填的松软土层组成，在自然状态下，这些含水量较高的软土需要有一个较长时间的沉积过程，这期间地面会缓缓沉降，最终达到固结密实。对于填海区建筑工程来说，就算以最好的技术处理，沉降依然是客观存在的。所以对填海区域建筑进行长期监测，并最终公布数据结果，制定修复方案，是十分必要的。本文将对填海区建筑沉降监测的内容、方法进行探讨，不对监测结果做结论性分析。

一、填海区域建筑工程沉降的原因

填海造地区建筑物出现沉降是多种因素的集合，较内陆建筑物的沉降因素更为复杂。填海区域建筑的沉降具有一般填土区域正常的沉降过程和原因，同时由于受到毗邻海域潮汐的影响、海水和陆路地下水交融的作用、特殊地理环境和特殊地质结构的影响，沉降因素会增多。概括的说主要有如下因素：

1.1 常规因素

（1）建筑物地基土层分布不均匀，土质差别较大会发生建筑不均匀的沉降；

（2）建（构）筑物在不断加荷作下的沉降；

（3）基础附近地面荷载突然增减，基础四周大量积水，长时间连续降雨等；

（4）加层、接建、临近开挖、堆载等使地基应力发生显著变化；

（5）抽水等原因使地下水发生急剧变化；

（6）施工因素对建(构)筑物引起的沉降。如施工在打桩和采用井点降低水位时，会使建(构)筑物基础产生沉降、裂缝和位移等变形。

1.2 特殊因素

（1）海域潮汐影响毗邻填海区建筑物沉降。潮汐现象最显著的特点是有明显的规律性，其实质上是一种长周期的波动现象，变化周期大致可分为半日潮、全日潮和混合潮，在一个周期中升降、涨落并不是均匀的，而是时快时慢。国外相关研究已表明，潮汐海平面动态变化会引起滨海地区地下水水位的周期性变化，而后者水位经周期平均后均高于不受潮汐影响的地下水稳态水位。因此，填海区地下水位受潮汐的影响，长期处于不稳定状态，不稳定的地下水对建筑物沉降有很大影响。

（2）填海造地区域地质结构相差悬殊引起建筑物沉降。大面积的填海场地，往往使同一建筑的部分基础置于填海区，而另一部分基础置于滨海区，如果没有相应的解决方法也很容易使地基产生不均匀的沉降。

（3）填海区域地层沉积淤泥薄厚差异过大导致建筑物沉降。在大面积的滩涂上的人工填土区，常常使建筑物基础置于薄厚不同的淤泥层上，如果处理不当会使地基产生不均匀的沉降。

二、填海区域建筑沉降监测的特点

填海区域建筑沉降监测除了具有一般意义上的特点外，更多的体现在：一是需要收集和利用的资料较多；二是观测的密度需要加大；三是数据处理和分析要求更加严格。

2.1 需要收集和利用的资料较多

除了常规的资料收集和准备外，还要收集原始海图、了解填海区原海底状况，同时必须收集填海区毗邻海域的潮汐图表，以及收集填海区建筑的地面基础处理手段及资料，以便制定监测方案、监测周期和在数据分析上的利用。

2.2 观测的范围、内容、密度需要加大

沉降观测的最大特点本身就是重复观测，而且要求每一周期的观测方案都要尽量一致。但在填海区域建筑沉降监测时，尚需增加如下的监测内容：

（1）增加填海护坡及邻近地面的沉降观测。海岸护坡及邻近地面的沉降观测是填海区域建筑沉降监测的一项重要的内容，海岸护坡及邻近地面的沉降和移位将会波及填海区域建筑沉降，填海护坡及邻近地面的沉降对填海区域建筑具有警示意义。

（2）增加在潮汐期变化周期间的观测。潮汐可分为：半日潮、全日潮和混合潮三种类型。我们知道，高潮和低潮对护岸以及滨海陆地的侵蚀和冲击是不同的，对填土区域建筑沉降的影响必然不同，所以我们应根据潮汐周期中的潮汐节点增加和布设观测时点，以便从观察数据分析中得出影响值。

2.3 数据处理和分析要求更加严格

在对沉降监测数据处理和分析时，需要包括海洋学在内的多学科知识的交叉融合，才能对沉降体进行合理的几何分析和准确的物理解释。

三、填海区域建筑沉降观测的基本要求

由填海区域建筑沉降观测的特点决定了填海区域建筑沉降监测与内陆建筑物和构造物的沉降监测有所不同，但是，基本要求与一般的沉降监测则有相同之处。

3.1 仪器设备、人员素质的要求

根据填海区域建筑沉降观测精度要求高的特点，为能精确地反映出建（构）筑物加荷下的沉降情况，典型精度要求一般要达到1mm 或相对精度达到10-6m，规定测量误差小于变形值的l/10-1/20，为此要求沉降观测应使用精密水准仪，水准尺也应使用受环境及温差变化影响小的高精度水准尺，且仪器和设备不可更换。在首次观测前要对所用仪器的各项指标进行检测校正，必要时经计量单位予以鉴定。连续使用3-6个月后重新对所用仪器、设备进行检校。作业人员应相对固定，能熟练掌握仪器的操作规程，熟悉测量理论，对实测过程中出现的异常问题能分析原因，并正确处理纠正。

3.2 观测时间、周期的要求

填海区域建筑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，其他各阶段的复测，根据工程进展情况必须定时进行，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。相邻的两次时间间隔称为一个观测周期，一般情况下通常是建筑物的沉降观测按一定的时间段为一观测周期(如：30 天/次)或按建筑物的加荷情况(如层数)为一观测周期。但是，填海区域建筑沉降观测，在制定施测方案周期时必须考虑潮汐周期，根据潮汐周期中的节点制定施测方案和周期。

3.3 观测点的要求

为了能够反映出填海区域建（构）筑物的准确沉降情况，沉降观测点要埋设在最能反映沉降特征且便于观测的位置。一般要求建筑物上设置的沉降观测点纵横向要对称，且相邻点之间间距以15米-30米为宜，均匀地分布在建筑物的周围。此外，埋设的沉降观测点要符合各施工阶段的观测要求，特别要考虑到潮汐及海洋风力，对观测点、观测人员、仪器设备的不利影响。

3.4 施测要求

观测时的环境条件应保持基本一致，观测路线、镜位、程序和方法要固定。以上要求的意义和目的是想在客观上尽量减少观测误差的不定性，使所测的结果具有准确的趋向性，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。在观测过程中，操作人员要相互配合，协调一致，认真仔细，步步校核。

3.5 沉降观测精度的要求

根据建筑物的特性和建设、设计单位的要求选择沉降观测精度的等级。在无特殊要求情况下，一般建（构）筑物采用二等水准测量的观测方法就能满足沉降观测精度的要求。

3.6 沉降观测记录要求

原始数据要真实录载，同时要记录相关的环境因素，比如：潮汐、水位、荷载、温度、风力、降水等。

四、探讨与思考

4.1 参与施工建设的测量工作

沉降观测工作要求在基坑开挖前进行，贯穿于整个施工过程，并延续到工程建成后若干年，直到沉降现象基本停止为止。据此，我们认为若有可能沉降观测人员应直接实施施工前期的测量工作，进行建筑基础的放样，掌握建筑平面位置和孔桩的放样位置图及其数据。基础施工完成后则测量基层上若干点的高程，与设计高程比较，检查基层高程是否符合设计要求，整理观测及计算数据值作为后期沉降分析的参照数据。

4.2 增加海岸区护坡及邻近地面的沉降观测

填海区护坡及邻近地面的沉降和移位将会很快波及到填海区域建筑沉降，所以在对填海区域建筑进行监测时，应对填海护坡及邻近地面实施沉降观测。这项观测工作也是了解填海区建筑地基下不同深度、不同填土层受力的变形情况与受压层的深度，以及了解潮汐对护坡及护坡对邻近地面由近及远的不同影响。这项观测的方法与地基回弹观测应基本相同，不同的是一般不应该在护坡桩较近位置设置监测平行控制线。

4.3 确定建筑物沉降观测精度的合理性

由于现行规范对施工过程的沉降观测要求不明确，这使得施工者在建筑物沉降观测精度选择上随意性增大，但是其精度的高低将直接关系到沉降结论的可信度。所以，对沉降观测精度、观测周期的选择应以能系统反应所测建筑沉降的变化过程，且不遗漏其变化时刻为原则，并综合考虑单位时间内沉降量的大小、沉降特征、观测精度要求及外界因素影响情况，既不造成无谓的浪费，也能保证观测结果的真实、准确和可靠。

[1]中华人民共和国建设部.JGJ8-2007《建筑变形测量规范》[S].北京：中国建设出版社.2007.

[2]国家测绘地理信息局职业技术鉴定指导中心《.注册测绘师资格辅导教材》[J].北京：测绘出版社.2012-04.