民用建筑的沉降观测方法

高烨

摘要：随着社会经济的不断发展，高层建筑的数量也在不断的增多，为了加强建筑工程施工质量控制，保证后期人们使用建筑的安全，不仅要注重建筑工程的实体质量，更要注重建筑施工以及使用过程中的建筑物沉降，避免因沉降原因造成建筑物主体结构的破坏或产生影响结构使用功能的裂缝，造成巨大的经济损失。

关键词：民用建筑；沉降；观测方法

引言：

随着建筑业的不断发展，各种复杂的高层及超高层建筑的不断出现，沉降观测的重要性日趋明显。为监视建筑及其周围环境在施工和使用期间的安全，了解其变形特征，并为工程设计、管理及科研提供资料，建筑物的沉降观测工作越来越显示其重要性。因此，为了建筑物的安全使用，研究变形的原因和规律，在建筑物的设计、施工和运营管理期间具有重要意义。

民用建筑的沉降观测，对观测的规范性要求非常严格，并且每个环节都有着一定的注意事项。作者以此实例结合自身多年工作经验，对建筑物沉降观测方法作了比较深入的分析和探讨。

工程概况

某高层公寓1#、2#楼项目，建筑面积约3万多平米，为28层框筒结构，我公司承担了该项目高层建筑的建筑物沉降观测任务。

一、民用建筑沉降观测的要求

工程建筑物从施工开始到竣工，以及建成使用后很长一段时间，沉降变形是不可避免。如果变形在一定的限度之内属正常现象，但一旦超过某一限度，就会危及建筑物的安全。因此，在建筑物的施工和使用期间，都必须对建筑物沉降进行观测，以便及时掌握变形情况，发现问题，采取措施，保证建筑物沉降从施工到使用均在安全范围之内。

二、民用建筑的沉降观测方法

民用建筑在施工及正常使用的过程中，由于地基土受上部载荷作用下体积压缩变形，进而表现为建筑物沉降的现象，这种现象对建筑物的正常使用将造成严重的危害，例如，建筑物位移、倾斜等都属于建筑沉降的具体表现，为了避免或降低沉降对民用建筑造成的危害，应做好民用建筑沉降观测工作，一旦发现民用建筑发生沉降超出安全指标的话，应及时采用处理措施，民用建筑的沉降观测方法实施具体如下。

（一）建立沉降观测的高程控制系统

建筑沉降观测的高程控制系统宜采用国家高程基准或测区所在地方使用的高程系统，也可采用独立系统（一个测区只能设立一个高程系统）。无论采用何种高程系统，都应在检测方案中明确说明。

1.观测精度

一般建筑物沉降检测的等级为一级或二级，具体的等级划分及其精度要求见表1的规定。

2.高程控制网点布设

民用建筑沉降观测是采用精密水准测量的方法进行的，为此应建立高精度的水准测量控制网。高程控制网的建立需要收集相关建设单位前期提供的水准控制点，同时要保证提供的水准控制点必须满足高程精度的要求，再结合民用建筑工程的平面布置特点，以及测量施测的具体方案来建立高程控制网。

沉降检测點可分为控制点和检测点。其中，控制点包括基准点和工作基点。沉降观测的高程基准点数不应少于3个，工作基点可根据需要设置。

对于建筑物较少的测区，宜将高程基准点连同工作基点按单一层次布设；对于建筑物较多且分散的大测区，宜按两个层次布网，即由控制点组成控制网，高程基准点与所联测的工作基点组成扩展网。

本工程的高程控制网（详见图1）具体做法是：在建筑物的外围布设一条闭合水准环形路线，再由水准环中的固定点测定各测点的标高。项目按两个层次组网，由BM1、BM2、BM3、BM4组成控制网，其中BM1为国家高程控制点（由建设单位提供），再由检测点与所联测的工作基点组成扩展网。实际检测过程中，高程控制网每半年复测一次，其中首次检测时，应进行两次独立检测，并取检测结果的中数作为沉降检测初始值，提高初始值的可靠性。

种检测点的选设：

（1）基准点应选设在沉降影响范围以外长期保存的稳定位置，应避开交通主干道、地下管线、河岸以及其他可能使标石、标志易遭腐蚀和破坏的地方。

（2）工作基点应选设在靠近检测目标且便于联测检测点的稳定或相对稳定的位置。

（3）检测点应选设在沉降体上能反映沉降特征的位置，方便从工作基点或基准点对其进行检测。具体点位布设应结合地质情况及建筑物本身承受载荷的特点，依据国家及行业相关标准要求确定。

（二）沉降观测的实施

由于本工程是高层建筑，本次建筑物沉降检测的等级为一级，采用美国天宝DINI03型电子水准仪，配铟钢精密条码水准尺，按二等水准测量要求进行观测。仪器测量精度为±0.3mm/km，精确读数显示至0.01mm。观测视线长度≤30m，前后视距差≤2.0m，往返较差及附合或环线闭合差≤0.5（其中n为测站数），沉降观测点与工作基点、基准点构成沉降监测网，按二等水准测量的要求进行精确测量。

每次测量均需采用环形闭合方法进行检查，测量路线严格按照设计的水准路线进行，并计算其闭合差，以消除或减弱测量误差，若精度不能满足要求，则需重新监测。沉降检测应尽可能使用同一类型的仪器和标尺，由同一名检测人员观测完成，避免中途换人换机，而造成的人为因素影响。

（三）沉降观测周期的确定

观测的频率决定于变形值的大小、变形速度和观测的目的。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。在荷载的影响下，基础下土层的压缩是逐渐实现的，因此，基础的沉陷亦是逐渐增加的，地基沉降随时间及载荷增加的变化有其一定的规律性（如图2）。

根据设计图纸结施要求及规范规定，本工程观测频率及周期按以下执行：

（1）建筑物施工阶段的观测：首层施工完毕即检测一次，以后每间隔5层检测一次，结构封顶后每2个月检测一次，直至工程竣工。

（2）建筑物使用阶段的观测：工程竣工验收以后，第一年检测三次，第二年观测二次，以后每年一次，直至建筑物沉降稳定。如建筑物出现异常，不均匀沉降比较严重，或裂缝发展迅速等情况之一时，应立即进行逐日或2～3d一次的连续检测。

（3）工程竣工时地基变形应满足的要求：建筑物竣工验收时，根据《建筑物沉降观测方法》（DGJ32/J18-2012）5.0.7条规定，地基变形应满足以下要求：

表2 竣工验收最后一次观测的沉降速度允许值表

本工程为高层建筑按第一项取值。

（4）建筑沉降是否进入稳定阶段，标准的判定：根據《建筑物沉降观测方法》（DGJ32/J18-2012）5.0.5条规定，沉降是否进入稳定阶段，应由沉降量-时间关系曲线来判定。一般观测，软地层二、三级多层建筑，若沉降速率小于0.010～0.040mm/d，可认为建筑物已经进入稳定阶段。高层和一级建筑，若沉降速率小于0.010 mm/d认为建筑物已经进入稳定。根据图纸设计说明和本地区地基土的压缩比来看，本工程高层建筑取值为0.010mm/d。

（四）沉降检测的结果整理

每期建筑沉降检测结束后，应依据测量误差理论和统计检验原理对获得的监测数据及时进行平差计算和处理，检查记录中的数据和计算是否正确，精度是否合格，如果误差超限则需重新检测。然后调整闭合差，推算各检测点的高程，列入成果表中。

根据各检测点本次所检测高程与上次所检测高程之差，计算各检测点的沉降量和沉降速率，并将检测日期和荷载情况记入检测成果表。

为了更清楚地表示沉降量、荷载、时间的三者之间的关系，还需绘制各检测点的时间与沉降量关系曲线图以及时间与荷载关系曲线图。

三、总结

一般情况下，对高层以及超高层或是负载较大的民用建筑物进行定期的沉降观测，而且周期也比较短，主要是为了防止建筑物的沉降幅度过大对建筑物造成安全影响，可以说沉降观测是建筑物施工以及使用的必要环节。通过本文对民用建筑的沉降观测方法的分析来看，沉降观测也是民用建筑在施工和使用中必不可少的重要部分，而且，观测方法也有着一定的规范性，并且要严格的执行下去，这样才能保证民用建筑的安全施工、安全使用。

参考文献：

【1】中华人民共和国建设部 GB50026-2007《工程测量规范》

【2】中华人民共和国建设部JGJ8-2007《建筑变形测量规范》

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