浅谈沉降观测中的误差分析及精度控制

王天生　孙伶洁

摘 要：对工业或民用建筑来说，沉降观测是非常重要的一项工作。简要介绍了沉降观测的内容，阐述了沉降观测中误差的来源——观测者、仪器和外界条件，分析了沉降观测出现误差的原因，提出了提高观测精度的方法。实践证明，应用改进的方法获得的检测值能够满足精度的要求，更符合实际情况。

关键词：沉降观测；误差来源；精度；质量控制

中图分类号：TU196.2 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.24.135

社会经济和科技技术的不断发展，以及大型工业建筑和民用建筑物的不断增多，必然会改变地面原有的状态，向周围地基施加压力，使建筑物发生沉降，导致所占地基和建筑周围地层发生变形。在大型、特大型建筑或者工程项目中，沉降观测是十分重要的。从建筑物的正常使用寿命和安全性出发，这项工作能为今后的设计和施工提供沉降参数，帮助设计人员、施工人员顺利完成工作。沉降观测能缓解或避免因沉降过大而引发的危险，保障居民生命、财产的安全，减少他们的经济损失。

1 沉降观测误差来源

沉降观测误差主要包括人员误差、仪器误差和外界条件3点。

1.1 人员误差

由于个人感官功能存在局限性，所以，在仪器安置、对准和数据读取方面都存在误差，再加上观测人员的心理等其他各种因素的影响，也会使观测值出现误差。

1.2 仪器误差

在沉降观测过程中，需要使用水准仪、水准尺，对仪器有一定的精度要求，并且在制造、安装和校正的过程中，也会出现误差影响观测精度。

1.3 外界条件

在沉降观测过程中，大气折射、温度、湿度和风力等都会对观测结果造成一定的影响，尤其是大气折射。当外界条件发生变化时，其结果也会发生变化。

2 沉降观测误差分析

沉降观测误差可划分为系统误差、偶然误差和粗差3种。系统误差对测量结果有较大的影响，并且具有累计性，所以，在实际的沉降观测中，必须要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，它是由多种因素综合作用产生的，单个偶然误差呈现随机特性，总体则服从正态分布；粗差又被称为错误，其值一般远远大于前两种误差。如果发生粗差，那么，之前的工作成果就都会作废，需要返工重测。因此，在观测过程中，要严格把关，杜绝粗差的存在。

3 沉降观测精度的控制方法

在沉降观测过程中，要按照目标建筑物的特性及其提出的要求选择合适的精度等级。一般情况下，当没有提出特别要求时，可以选择二等水准测量方法观测，其精度基本满足沉降观测的要求。对于常规的沉降观测，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这之上。这样做，并不能有效控制所有观测点的粗差，还难以避免粗差的出现。因此，在实际观测过程中，不可能让水准尺完全处于直立的状态，但只要发生倾斜，读数就会增大，影响水准测量的精度。观测时也不能完全消除i角变化造成的影响，最多只能消除对测站高差造成的影响。鉴于上述问题，需要改进观测方法，以提高沉降观测的精度。

在建网时，每个仪器站都要进行多点观测，尽量让2个相邻测点组成1个观测站，即上一站的前尺点成为下一站的后尺点，让每个测点都位于闭合环线上。对于水准尺无法竖直的问题，在观测时，要尽可能让水准气泡居中，或者运用尺撑使尺直立。对于i角变化对观测精度的影响，具体的消除方法是在每期观测前都测量i角的相关数据。按照《建筑变形测量规范》中的规定，测量的i角不大于15″，并且每天都要检测水准仪的i角。为了消除i角变化和视距不等对精度造成的影响，在前后尺的读数中，要分别加入i角引起的读数误差。

4 结束语

随着城市化进程的加快，高层建筑不断涌现，高层建筑变形观测受到了人们的高度重视。而现代测绘技术的发展促使建筑物沉降观测方法由传统的水准测量转变为全自动测量、数字摄影测量、GPS测量等多种方法的结合，从而实现快速、全面、准确获取建筑物沉降数据的目的。通过分析、解决外业测量和成果整理中出现的问题，使沉降观测结果和沉降变化规律更加真实、可靠，为建筑物设计、施工、管理和防灾减灾提供了科学依据。

参考文献

[1]建设综合勘察研究设计院.JGJ 8—2007 建筑变形测量规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2007.

[2]郑志勇，张光华.高大型建筑物沉降观测的方法及精度分析[J].地矿测绘，2005（03）.

[3]高亚民.高层建筑施工中沉降观测技术的应用[J].西部探矿工程，2008（3）.

[4]北京市测绘设计研究院.CJJ/T 8—2011 城市测量规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.

〔编辑：白洁〕