廊坊载润地质勘查技术服务有限公司河北廊坊065001
摘要：在工业与民用建筑中，为了掌握建筑物的沉降情况，及时发现对建筑物不利的下沉现象，以便采取措施，保证建筑物安全使用，同时也为今后合理的设计提供资料，因此，在建筑物施工过程中和投入使用后，必须进行沉降观测。对于高层、超高层和高耸建筑物，在施工和后期使用中应进行倾斜观测。
关键词：沉降观测；观测方法
高层建筑物、重要厂房的柱基及主要设备基础、连续性生产和受震动较大的设备基础、高大的构筑物（烟囱、水塔等）、人工加固的地基、回填土、地下水位较高或大孔性土地基的建筑物等，在施工过程中及使用阶段应进行沉降观测。
1监测点布置原则
监测点数目和位置能反映建筑物及地基变形特征，并应顾及建筑物结构和地质特点结构特点。当建筑物结构或地质结构复杂时，应加密布点。
对民用建筑，监测点宜布置在以下位置：
①建筑的四角、核心筒四角、大型转角处及沿外墙每10m～20m处或每隔2根～3根柱基上；
②高低层建筑、新旧建筑或纵横墙等交接处的两侧；
③建筑裂缝、后浇带两侧、沉降缝两侧、基础埋深相差悬殊处、人工地基与天然地基接壤处、不同结构的分界处及填挖方分界处以及地质条件变化处两侧；
④对宽度大于或等于15m、宽度虽小于15m但地质复杂以及膨胀土、湿陷性土地区的建筑，应在承重内墙中部设内墙点，并在室内地面中心及四周设地面点；
⑤邻近堆置重物处、受振动显著影响的部位及基础下的暗浜处；
⑥框架结构及钢结构建筑的每个或部分柱基上或沿纵横轴线上；
⑦筏形基础、箱形基础底板或接近基础的结构部分之四角处及其中部位置；
⑧重型设备基础和动力设备基础的四角、基础形式或埋深改变处；
⑨超高层建筑或大型网架结构的每个大型结构柱监测点数不宜少于2个，且应设置在对称位置；
2坐标系统及高程基准
宜采用独立的平面坐标系统及高程基准。
3监测点标志及埋设
①监测点标志采用φ20mm，长200mm的“L”型圆钢，顶端做成球状，固定在墙体上，外露30～50mm，以便于观测；
②标志的埋设位置应避开雨水管、窗台线、散热器、暖水管、电气开关等有碍设标与观测的障碍物，并应视立尺需要离开墙面、柱面或地面一定距离；
③标志应美观，易于保护。
4观测方法
①水准点的布设及定期复测
建筑物的沉降观测是依据埋设在建筑物附近的水准点进行的，为了相互校核并防止由于某个水准点的高程变动造成差错，一般至少埋设三个水准点。基准点之间应形成闭合环。
a基准点应避开交通干道主路、地下管线、仓库堆栈、水源池、河岸、松软填土、滑坡地段、机器振动区以及其他可能使标石、标志易遭腐蚀和破坏的地方；
b密集建筑区内，基准点与待测建筑的距离应大于该建筑基础最大深度的2倍；
c基准点复测，在建筑施工过程中宜1月～2月复测1次，施工结束后宜每季度或每半年复测1次；
d当某期检测发现基准点有可能变动时，应立即进行复测；
e当某期变形测量中多数监测点观测成果出现异常，或当受到地震、洪水、爆破等外界因素影响时，应立即进行复测；
f复测后，应对基准点的稳定性进行分析。
②工作基点的布设
当基准点与所测建筑距离较远致使变形测量作业不方便时，宜设置工作基点，并符合下面要求：
a工作基点应设在相对稳定且便于进行作业的地方，并应设置相应的标志；
b每期变形测量作业开始时，应先将工作基点与基准点进行联测，再利用工作基点对监测点进行观测；
c工作基点与基准点之间宜便于采用水准测量方法进行联测。
③基准点标识及埋设
a基准点的标石应埋设在基岩层或原状土层中，在冻土地区，应埋至当地冻土线0.5m以下。根据点位所在位置的地质条件，可选埋基岩水准基点标石、深埋双金属管水准基点标石、深埋钢管水准基点标石或混凝土基本水准标石。在基岩壁或稳固的建筑上，可埋设墙上水准标志。
b工作基点的标石根据现场条件选用浅埋钢管水准标石、混凝土普通水准标石或墙上水准标志。
④观测时间
a宜在基础完工后或地下室砌完后开始观测；
b民用高层建筑宜每加高2层～3层观测1次；若建筑施工均匀增高，应至少在增加荷载的25%、50%、75%和100%时各测1次；
c施工过程中若暂时停工，在停工时及重新开工时应各观测1次，停工期间可每隔2月～3月观测1次；
d建筑运营阶段的观测次数，应视地基土类型和沉降速率大小确定。除有特殊要求外，可在第一年观测3次～4次，第二年观测2次～3次，第三年后每年观测1次，直至沉降达到稳定状态；
e观测过程中，若发现大规模沉降、严重不均匀沉降或严重裂缝等，或出现基础附近地面荷载突然增减、基础四周大量积水、长时间连续降雨等情况，应提高观测频率，并应实施安全预案；
f建筑沉降达到稳定状态根据沉降量与时间关系曲线判定。当最后100d的最大沉降速率小于0.01mm/d～0.04mm/d时，可认为已达到稳定状态。
⑤沉降观测
沉降观测实质上是根据水准点用精密水准仪定期进行水准测量，测出建筑物上观测点的高程，从而计算其下沉量。
根据项目类型、精度要求和现场作业条件选择相应的观测方法；
根据沉降观测等级确定所使用仪器的类型和型号，并确定沉降观测作业方式。
下面以水准测量，采用DS1级水准仪，观测等级三等为例说明沉降观测方法：
a基准点测量、工作基点联测及首期沉降观测，应采用单程双测站作业方式，其他各期沉降观测采用单程观测作业方式，观测顺序后-前-前-后；
b观测视线长度≥3m且≤75m，前后视距差≤2.0m，前后视距差累积≤6.0m，视线高度≥0.45m，重复测量次数≥2次；
d两次读数所测高差之差限差3.0mm，往返较差及复合或环线闭合差限差小于3.0mm，单程双测站所测高差较差限差小于2.0mm，检测已测测段高差之差限差小于4.5mm。
⑥仪器要求
a每期观测开始前，应测定数字水准仪的i角。当其值对三、四等沉降观测超过20″时，应停止使用，立即送检；
b应在标尺分划线成像清晰和稳定的条件下进行观测，不得在日出后或日落前约半小时、太阳中天前后、风力大于四级、气温突变时以及标尺分划线的成像跳动而难以照准时进行观测，阴天可全天观测；
c观测前半小时，应将数字水准仪置于露天阴影下，使仪器与外界气温趋于一致。观测前，应进行不少于20次单次测量的预热。晴天观测时，应使用测伞遮蔽阳光。
d应避免望远镜直接对着太阳，并应避免观测视线被遮挡。当遇临时振动影响时，应暂停作业。当长时间受振动影响时，应增加重复测量次数。
5资料整理
沉降观测应有专业的外业手簿，并将建筑物、构筑物施工情况详细注明，随时整理，其主要内容包括：建筑物平面图及观测点布置图，基础的长度、宽度与高度；挖槽或钻孔后发现的地质土壤及地下水情况，施工过程中荷重增加情况，建筑物观测点周围工程施工及环境变化的情况，建筑物观测点周围笨重材料及重型设备堆放的情况，施测时所引用的水准点号码、位置、高程及其有无变动的情况；地震、暴雨日期及积水的情况；裂缝出现日期，裂缝开裂长度、深度、宽度的尺寸和位置示意图等等。
为了预估下一次观测点沉降的数值和沉降过程是否渐趋稳定或已经稳定，可分别绘制时间与沉降量关系曲线图和时间与荷重的关系曲线图。
时间与沉降量的关系曲线系以沉降量S为纵轴，时间T为横轴，根据每次观测日期和每次下沉量按比例画出个点位置，然后将各点连接起来，并在曲线一端注明观测点号码，便成为S（沉降）—T（时间）关系曲线图。
时间与荷重的关系曲线系以荷载的重量P为纵轴，时间T为横轴。根据每次观测日期和每次荷重的重量画出各点，将各点连接起来便成为P（荷重）—T（时间）关系曲线图。
建筑沉降达到稳定状态根据沉降量与时间关系曲线判定。当最后100d的最大沉降速率小于0.01mm/d～0.04mm/d时，可认为已达到稳定状态。
参考文献
[1]刘肇光,宗封仪,等.测量学（第四版）[M].中国建筑工业出版社,1979.
[2]建设综合勘察研究设计院有限公司,安徽同济建设集团有限责任公司.建筑变形测量规范[J].中国建筑工业出版社,2016-07.