沉降觀測

沉降觀測即根據建築物設定的觀測點與固定（永久性水準點）的測點進行觀測，測其沉降程度用數據表達，凡一層以上建築、構築物設計要求設定觀測點，人工、土地基（砂基礎）等，均應設定沉陷觀測，施工中應按期或按層進度進行觀測和記錄直至竣工。

基本介紹

• 中文名：沉降觀測
• 外文名：Settlement observation
• 方法：觀測方法
• 目的：保證建築安全

沉降觀測簡介

隨著工業與民用建築業的發展，各種複雜而大型的工程建築物日益增多，工程建築物的興建，改變了地面原有的狀態，並且對於建築物的地基施加了一定的壓力，這就必然會引起地基及周圍地層的變形。為了保證建（構）築物的正常使用壽命和建（構）築物的安全性，並為以後的勘察設計施工提供可靠的資料及相應的沉降參數，建（構）築物沉降觀測的必要性和重要性愈加明顯。現行規範也規定，高層建築物、高聳構築物、重要古建築物及連續生產設施基礎、動力設備基礎、滑坡監測等均要進行沉降觀測。特別在高層建築物施工過程中，套用沉降觀測加強過程監控，指導合理的施工工序，預防在施工過程中出現不均勻沉降，及時反饋信息，為勘察設計施工部門提供詳盡的一手資料，避免因沉降原因造成建築物主體結構的破壞或產生影響結構使用功能的裂縫，造成巨大的經濟損失。

示意圖

沉降觀測示意圖內容為：工程名稱、沉降觀測點及水準基準點平面布置示意圖、沉降觀測點標誌示意圖等。

水準基點的設定

沉降觀測水準基點（或稱水準點）在一般情況下，可以利用工程標高定位時使用的水準點作為沉降觀測水準基點。如水準點與觀測的距離過大，為保證觀測的精度，應在建築物或構造物附近，另行埋設水準基點。

建築物和構築物沉降觀測的每一區域，必須有足夠數量的水準點，按《工程測量規範》（GB50026-2007）規定並不得少於3個。水準點應考慮永久使用，埋設堅固（不應埋設在道路、倉庫、河岸、新填土、將建設或堆料的地方以及受震動影響的範圍內），與被觀測的建築物和構築物的間距為30～50m，水準點帽頭宜用銅或不鏽鋼製成，如用普通鋼代替，應注意防鏽。水準點埋設須在基坑開挖前15天完成。

水準基點可按實際要求，採用深埋式和淺埋式兩種，但每一觀測區域內，至少應設定一個深埋式水準點。

沉降觀測點標誌

測定建築物或構築物下沉的觀測點，可根據建築物的特點採用各種不同的類型。沉降觀測標誌的形式，目前使用的較多為：隱蔽螺栓式、L式、快速插入式等；觀測點標誌上部有突出的半球形或有明顯的突出之處，觀測點標誌本身應牢固。沉降觀測點應及時埋設，沉降觀測點標誌應安設穩定牢固，與柱身或牆保持一定距離，以保證能在標誌上部垂直置尺；同時，沉降觀測標誌埋設位置應視線開闊，沒有遮擋。

沉降觀測點應有良好的通視條件

觀測點的布置，應按能全面查明建築物和構築物基礎沉降的要求，由設計單位根據地基的工程地質資料及建築結構的特點確定。

磚牆承重的各觀測點，一般可沿牆的長度每隔8～12m設定一個，並應設定在建築物上。當建築物的寬度大於15m時，內牆也應在適當位置設觀測點。

框架式結構的建築物，應在每一個樁基或部分樁基上安設觀測點。具有浮筏基礎或箱式基礎的高層建築，觀測點應沿縱、橫軸和基礎（或接近基礎的結構部分）周邊設定。新建與原有建築物的連線處兩邊，都應設定觀測點。煙囪、水塔、油罐及其他類似的構築物的觀測點，應沿周邊對稱設定。

沉降觀測點具體布置位置，應由設計單位負責確定。對設計未作規定而按有關規定需作沉降觀測的建築或構築物，其沉降觀測點布置位置則由施工企業技術部門負責確定。

沉降觀測點平面布置圖的比例一般為1:100至1:500。所有觀測點應有編號，以便觀測記錄。

觀測記錄

沉降觀測記錄的內容為：工程名稱、不同觀測日期和不同工程狀態下根據水準點測量得出的每個觀測點高程與其逐步沉降量的記錄。

沉降觀測的儀器及方法

沉降觀測宜採用精密水準儀及銅水準尺進行，在缺乏上述儀器時，也可採用精密的工程水準儀（帶有符合水準器）和刻度精確的水準尺進行。觀察時應使用固定的測量工具，人員也宜固定。每次觀察均需採用環形閉合方法或往返閉合方法當場進行檢查。同一觀察點的兩次觀測差不得大於1mm，水準測量應採用閉合法進行。

採用二等水準測量應符合 （mm）的要求；

採用三等水準測量應符合 （mm）的要求。（n為水準測量過程中水準儀安設的次數）

沉降觀測的次數和時間

沉降觀測的次數和時間，應按設計要求，一般第一次觀測應在觀測點安設穩固後及時進行。民用建築每加高一層應觀測一次，工業建築應在不同荷載階段分別進行觀測；施工單位在施工期內進行的沉降觀測，不得少於4次。建築物和構築物全部竣工後的觀測次數，第一年4次，第二年2次，第三年後每年1次，至下沉穩定（由沉降與時間的關係曲線判定）為止。觀測期限一般為：砂土地基2年，粘性土地基5年，軟土地基10年。當建築物和構築物突然發生大量沉降、不均勻沉降或嚴重的裂縫時，應立即進行逐日或幾天1次的連續觀測，同時應對裂縫進行觀測。

建築物的裂縫觀測，應在裂縫上設定可靠的觀測標誌（如石膏條等），觀測後應繪製詳圖，畫出裂縫的位置、形狀和尺寸，並註明日期和編號。必要時應對裂縫照相。裂縫寬度可用刻度放大鏡觀測。

工程狀態

對一般民用建築以某層樓面（或標高）為狀態標誌；對工業建築以不同荷載階段為狀態標誌。

每次沉降觀測，應檢查每一次觀測用相鄰觀測點間的沉降量及累計沉降量。如果沉降過大或沉降不均勻，應及時採取措施。

其他

觀測點編號一欄內各測點的編號應與沉降觀測示意圖中的編號一致。

資料整理

沉降觀測資料應及時整理和妥善保存，作為該工程技術檔案的一部分。

（1）根據水準點測量得出的每個觀測點和其逐次沉降量（沉降觀測成果表）。

（2）根據建築物和構築物的平面圖繪製的觀測點的位置圖，根據沉降觀測結果繪製的沉降量、地基荷載與延續時間三者的關係曲線圖（要求每一觀測點均應繪製曲線圖）。

（3）計算出建築物和構築物的平均沉降量、相對彎曲和相對傾斜值。

（4）水準點的平面布置圖和構造圖， 測量沉降的全部原始資料。

（5）根據上述內容編寫的沉降觀測分析報告（其中應附有工程地質和工程設計的簡要說明）。

觀測要點

水準基點的設定：基點設定以保證其穩定可靠為原則，宜設定在基岩上，或設定在壓縮性較低的土層上。水準基點的位置，宜靠近觀測對象，但必須在建築物所產生的壓力影響範圍外。

觀測點的設定：觀測點的布置，應能全面反映建築的變形並結合地質情況確定，數量不宜少於6個點。

測量宜採用精密水平儀及鋼水準尺，對第一觀測對象宜固定測量工具和固定測時人員，觀測前應嚴格校驗儀器。

測量精度宜採用Ⅱ級水準測量，視線長度宜為20～30m，視線高度不宜低於0.3m。

觀測時應登記氣象資料，觀測次數和時間應根據具體建築確定。在基坑較深時，可考慮開挖後的回彈觀測。

觀測實施

工作基點和觀測點標誌的布設

工作基點（以下簡稱基點）是沉降觀測的基準點，應根據工程的沉降施測方案和布網原則的要求建立，而沉降施測方案應根據工程的布局特點、現場的環境條件制訂。依據工作經驗，一般高層建築物周圍要布設三個基點，且與建築物相距50m至100m間的範圍為宜。基點可利用已有的、穩定性好的埋石點和牆腳水準點，也可以在該區域內基礎穩定、修建時間長的建築物上設定牆腳水準點。若區域內不具備上述條件，則可按相應要求，選在隱蔽性好且通視良好、確保全全的地方埋設基點。所布設的基點，在未確定其穩定性前，嚴禁使用。因此，每次都要測定基點間的高差，以判定它們之間是否相對穩定，並且基點要定期與遠離建築物的高等級水準點聯測，以檢核其本身的穩定性。

沉降觀測點應依據建築物的形狀、結構、地質條件、樁形等因素綜合考慮，布設在最能敏感反映建築物沉降變化的地點。一般布設在建築物四角、差異沉降量大的位置、地質條件有明顯不同的區段以及沉降裂縫的兩側。埋設時注意觀測點與建築物的聯結要牢靠，使得觀測點的變化能真正反映建築物的變化情況。並根據建築物的平面設計圖紙繪製沉降觀測點布點圖，以確定沉降觀測點的位置。在工作點與沉降觀測點之間要建立固定的觀測路線，並在架設儀器站點與轉點處做好標記樁，保證各次觀測均沿統一路線。

沉降觀測的周期及施測過程

沉降觀測的周期應能反映出建築物的沉降變形規律，建(構)築物的沉降觀測對時間有嚴格的限制條件，特別是首次觀測必須按時進行，否則沉降觀測得不到原始數據，從而使整個觀測得不到完整的觀測結果。其他各階段的複測，根據工程進展情況必須定時進行，不得漏測或補測，只有這樣，才能得到準確的沉降情況或規律。一般認為建築在砂類土層上的建築物，其沉降在施工期間已大部分完成，而建築在粘土類土層上的建築物，其沉降在施工期間只是整個沉降量的一部分，因而，沉降周期是變化的。根據工作經驗，在施工階段，觀測的頻率要大些，一般按3天、7天、15天確定觀測周期，或按層數、荷載的增加確定觀測周期，觀測周期具體應視施工過程中地基與加荷而定。如暫時停工時，在停工時和重新開工時均應各觀測一次，以便檢驗停工期間建築物沉降變化情況，為重新開工後沉降觀測的方式、次數是否應調整作判斷依據。在竣工後，觀測的頻率可以少些，視地基土類型和沉降速度的大小而定，一般有一個月、兩個月、三個月、半年與一年等不同周期。沉降是否進入穩定階段，應由沉降量與時間關係曲線判定。對重點觀測和科研項目工程，若最後三個周期觀測中每周期的沉降量不大於2倍的測量中誤差，可認為已進入穩定階段。一般工程的沉降觀測，若沉降速度小於0.01～0.04mm/d，可認為進入穩定階段，具體取值應根據各地區地基土的壓縮性確定。

根據編制的沉降施測方案及確定的觀測周期，首次觀測應在觀測點穩固後及時進行。一般高層建築物有一層或數層地下結構，首次觀測應自基礎開始，在基礎的縱橫軸線上(基礎局邊)按設計好的位置埋設沉降觀測點(臨時的)，待臨時觀測點穩固好，方可進行首次觀測。首次觀測的沉降觀測點高程值是以後各次觀測用以比較的基礎，其精度要求非常高，施測時一般用N₂級精密水準儀，並且要求每個觀測點首次高程應在同期觀測兩次，比較觀測結果，若同一觀測點間的高差不超過±0.5mm時，我們即可認為首次觀測的數據是可靠的。隨著結構每升高一層，臨時觀測點移上一層並進行觀測，直到+0.00再按規定埋設永久觀測點(為便於觀測可將永久觀測點設於+500mm)，然後每施工一層就複測一次，直至竣工。

在施工打樁、基坑開挖以及基礎完工後，上部不斷加層的階段進行沉降觀測時，必須記載每次觀測的施工進度、增加荷載量、倉庫進（出）貨噸位、建築物傾斜裂縫等各種影響沉降變化和異常的情況。每周觀測後，應及時對觀測資料進行整理，計算出觀測點的沉降量、沉降差以及本周期平均沉降量和沉降速度。若出現變化量異常時，應立即通知委託方，為其採取防患措施提供依據，同時適當增加觀測次數。

另者，不同周期的觀測應遵循“五定”原則。所謂“五定”，即通常所說的沉降觀測依據的基準點、基點和被觀測物上沉降觀測點，點位要穩定；所用儀器、設備要穩定；觀測人員要穩定；觀測時的環境條件基本上要一致；觀測路線、鏡位、程式和方法要固定。以上措施在客觀上能保證儘量減少觀測誤差的主觀不確定性，使所測的結果具有統一的趨向性；能保證各次複測結果與首次觀測結果的可比性一致，使所觀測的沉降量更真實。

精度要求

根據建築物的特性和建設、設計單位的要求選擇沉降觀測精度的等級。在沒有特別要求的情況下，在一般性的高層建構築物施工過程中，採用二等水準測量的觀測方法就能滿足沉降觀測的要求。各項觀測指標要求如下：

第一，往返較差、附和或環線閉合差：，n表示測站數；

第二，前後視距≤30m；

第三，前後視距差≤1.0m；

第四，前後視距累積差≤3.0m；

第五，沉降觀測點相對於後視點的高差容差≤1.0mm。