沉陷觀測

測量建築物及其地基在自重或外界荷載作用下因固結和壓縮變形引起的位移鉛直分量。沉陷是土工建築物及其軟基上的建築物的重要觀測項目，過大的沉陷會引起建築物高度不足，不均勻沉陷會引起壩體開裂或接縫拉開，影響建築物的正常使用。觀測分析沉陷資料，掌握其變化規律，為了解工程的運行狀態提供依據。

基本介紹

• 中文名：沉陷觀測
• 外文名：subsidence observation
• 學科：土木工程
• 常用方法：水準測量
• 定義：測定建築物在垂直方向上的位移
• 基準點布設：深埋法

介紹

工程建築物的沉陷觀測，就是測定建築物及其基礎在垂直方向上的位移。在建築物施工初期，基坑開挖時地表荷重卸除，基底產生回彈現象，隨著施工進展，荷重不斷增加，基礎產生下沉。由此可見，建築物的垂直位移貫穿於整個施工過程中，並持續到竣工後的若干年，沉陷現象才能基本停止。

沉陷觀測最常用的方法是水準測量，根據變形觀測的特點，沉陷觀測除滿足一般的水準測量要求外，尚需注意：各期觀測使用固定的觀測者、固定的儀器和水準尺；使用固定置鏡點、立尺點，即採用固定的施測路線；儘量選擇外界條件相近的情況進行。

沉陷觀測水準測量的等級：對於中、小型建築物，一般採用三等水準測量；對於大型或高層框架結構的建築物、大型工業廠房、連續生產的設備基礎、水庫大壩、橋樑和隧道等，一般採用二等水準測量。對於兩級布設方案，基準點觀測（由基準點觀測工作基點）應高於觀測點觀測（由工作基點觀測沉陷觀測點）一個等級。

基準點布設

沉陷觀測基準點的布設因工程建築物的性質、地形地質情況不同而不同。對於大型水利樞紐通常採用兩級布設方案，即基準點和工作基點方案。基準點布設於壩體的下游，且在沉陷影響的範圍之外。工作基點布設於壩的兩端比較穩定的地方，便於觀測。在工業建設場地上，基點一般採用深埋法，埋深以達到基岩為準。其他工程建築物則應根據具體情況確定基準點布設方案。

觀測點布設

為了測定建築物的沉陷，應在最能反映建築物沉陷的位置埋設觀測點。對於民用建築物，通常在其四角點、中點和較大的轉角處設定觀測點。設有沉降縫的建築物或新、舊建築物的連線處，應在其兩側設定觀測點。承重牆和剪力牆處，應布設觀測點。寬度大於15 m的建築物，應儘可能在其內部支柱處設定觀測點。

對於一般的工業建築物，除按上述要求布設觀測點外，還應在柱子基礎上、主要設備基礎的四周、動荷載四周等處設定觀測點。對於水庫大壩，應在基礎岩石、壩頂面上和廊道內埋設沉陷觀測點，以測定壩體本身及其基礎的垂直位移。
橋樑的沉陷觀測點埋設於墩台頂的上下游兩端適當位置處。對於隧道，除洞內布設外，還應於洞頂地表埋設沉陷觀測點，特別是地質不良地段的隧道和傍山淺埋隧道，以測定運營後地表的垂直位移。

觀測方法

地表移動觀測的基本任務是定期、周期性地測定所埋測點在采動過程中的位置變化。觀測內容分為：觀測站聯測；全面觀測；單獨進行的水準測量；地表破壞的測定、編錄工作等。觀測站設定完畢且測點穩定後，一般可開始進行觀測。
1．觀測站聯測

觀測站連線應獨立進行2次。連測的目的是根據礦區控制點測定觀測站某控制點或觀測線交點的平面坐標和高程。控制點按不低於定向基點的精度進行，可用插點的方法，也可用導線的方法。觀測線交點按5”導線測量的要求進行。高程聯測是在礦區水準基點與觀測站附近的水準點之間進行水準測量，再由此開始測定觀測站控制點的高程。如果觀測站附
近有礦區水準基點，則直接由此點開始測定觀測站控制點的高程。水準測量的精度不低於三等水準測量的要求。

2．采前全面觀測

在地表移動的前、後以及在移動的活躍階段應進行全面觀測。其他的重複觀測只進行水準測量。采前的兩次全面觀測，其目的是測定各觀測點在地表移動前的實際位置。全面觀測應按下列要求進行：
1）高程測量
測點的高程用幾何水準測量進行。如果觀測線兩端都有控制點，則敷設附合水準路線。只在一端有控制點時，則進行往返測量。經多次觀測確認觀測站控制點的高程無變動，‘而水準基點離觀測站又較遠時，可直接從觀測站控制點進行水準測量。采動前、後全面觀測的水準測量按三等水準的要求進行，采動期間的水準測量均按四等水準測量的要求進行。

2）距離丈量
測點之間的距離用比長鑑定過的鋼尺丈量。地面平坦時，沿地面丈量，否則懸空丈量。點間距應往返丈量2次。每次丈量時，讀數3次，互差不超過2 mm，取平均值作為最後結果。
3）支距測量
支距測量的目的是為了將觀測點的間距換算到觀測方向線上，以掌握觀測點的橫向移動規律以及移動軌跡。

3．巡視測重
為了得知地表是否開始移動或移動是否已經穩定，必須經常觀測幾個受采動影響（正在開採處的上方）的測點高程，稱為巡視測量。一般每4—5天進行1次巡視測量。當某測點累計下沉達到10mm時，即認為地表已開始移動，應開始進行采動後的第一次全面觀測。
4．采動後的全面觀測
采動後進行全面觀測時，對一條觀測線上所有點的高程測量，儘可能在同一日內完成。當兩端有控制點時，可採用單程附合水準路線；只在一端有控制點時，應採用往返水準測量，並按四等水準測量要求進行。支距測量和距離測量，按采動前測量要求進行。
為了獲得全部資料，除了采動後第一次全面觀測外，還需要在地表移動活躍期間進行不少於4次的全面觀測。
5．加密水準測量
為了詳細研究觀測線上各測點或最大下沉區域的下沉情況，在活躍期間應增加水準測量。當兩點間的傾角超過20°時，可用三角高程測量，所用經緯儀的精度應不低於J₂級，以兩個測回進行觀測。
6．最後的全面觀測
開採結束後，地表移動逐漸轉入衰退期，直至穩定。此期間一般每隔1～3個月測量1次測點高程，直至各點高程6個月內的下沉值不大於30 mm為止。這時，就可進行最後一次全面觀測，按采前全面觀測的要求獨立進行兩次。在進行上述各項測量工作的同時，還應測量地表受采動影響產生的裂縫、塌陷的要素和位置，以及煤厚、采高、工作面位置等，註明日期，及時填在井上下對照圖上。