变形测量在建筑工程施工中的应用

薛玉芳

摘要：变形测量是监测、分析及预报工程及与工程有关的变形的主要方法，是对房屋建筑、构筑物及其地基或一定范围内岩体及土体的位移、沉降、倾斜、挠度、裂缝等所进行的测量工作。而目前对房屋建筑的变形测量主要包括两个方面，一方面是沉降观测，另一方面是位移监测。本文就房屋建筑中的沉降观测进行简单的阐述。

关键词：变形测量；沉降观测

随着时代的进步，土地资源的日渐减少与人口增长之间的矛盾日益突出，随之高层建(构)筑物及大型市政基础设施项目越来越多，在施工过程中沉降观测的重要性日趋明显。加强沉降观测，有助于预防在施工过程中出现不均匀沉降，及时反馈信息给勘察、设计、施工等部门，避免因沉降原因造成工程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。

一、沉降观测的基本要求

1、仪器设备的要求

根据沉降观测精度要求高的特点，为能精确地反映出建构筑物在不断加荷作下的沉降情况，一般规定测量的误差应小于变形值的1/10～1/20，为此要求沉降观测应使用精密水准仪(S1或S05级)，水准尺也应使用受环境及温差变化影响小的高精度铟钢合金水准尺。

2、观测时间的要求

建构筑物的沉降观测对时间有严格的限制条件，特别是首次观测必须按时进行，否则沉降观测得不到原始数据，而是整个观测得不到完整的观测意义。其他各阶段的复测，根据工程进展情况必须定时进行，不得漏测或补测。只有这样，才能得到准确的沉降情况或规律。相邻的两次时间间隔称为一个观测周期，一般高层建筑物的沉降观测按一定的时间段为一观测周期或按建筑物的加荷情况每升高一层(或数层)为一观测周期，无论采取何种方式都必须按施测方案中规定的观测周期准时进行。

3、沉降水准点的布设要求

（1）建筑物沉降观测是根据建筑物附近的水准点进行的，所以这些水准点必须坚固稳定。为了对水准点进行相互校核，防止其本身产生变化，水准点的数目要尽量不少于3个，以组成水准网。对水准点要定期进行高程复测，以保证沉降观测成果的正确性。（2）水准点要尽量与观测点接近，其距离不应超过100米，以保证观测的精度。（3）水准点要尽量布设在受振区域以外的安全地点，以防止受到振动的影响。（4）为防止水准点受到冻胀的影响，水准点的埋设深度至少要在冰冻线以下0.5米。

4、观测点的布置和要求

（1）观测点的位置和数量，应根据基础的构造、荷重以及工程地质和水文的情况而定，高层建筑物应沿其周围每隔15～30米设一点，房角、纵横墙连接处及沉降的两旁均应设置观测点。（2）观测点布置合理，就可以全面精确地查明沉降情况，如观测点的布置不便于测量时，测量人员应与设计单位及监理单位负责人研究后确定。（3）观测点本身应牢固稳定，确保点位安全，能长期保存。（4）观测点的上部必须为突出的半球形状或有明显的突出之处，与墙身保持一定的距离。（5）要求保证在点上能垂直置尺和良好的通视条件。

5、为了保证观测成果的正确性，应尽可能做到四定：

（1）固定人员观测和整理成果。（2）固定使用的水准仪及水准尺。（3）使用固定的水准点。（4）按规定的日期、方法及路线进行观测。

以上措施在客观上尽量减少观测误差的不定性，使所测的结果具有统一的趋向性，保证各次复测结果与首次观测的结果可比性更一致，使所观测的沉降量更真实。

6、施测要求

仪器、设备的操作方法与观测程序要熟悉、正确。在首次观测前要对所用仪器的各项指标进行检测校正，必要时经计量单位予以鉴定。连续使用3～6个月重新对所用仪器、设备进行检校。在观测过程中，操作人员要相互配合，工作协调一致，认真仔细，做到步步有校核。

7、沉降观测精度的要求

根据监测对象的特性和建设、设计单位的要求选择沉降观测精度的等级。在无特除要求的情况下，一般采用二等水准测量的观测方法就能满足沉降观测的要求。

8、沉降观测成果整理及计算要求

原始数据要真实可靠，记录计算要符合工程测量规范的要求，依据正确，严谨有序，步步校核，结果有效的原则进行成果整理及计算。

二、具体施测程序及步骤

1、建立水准控制网

根据工程的特点布局、现场的环境条件制订测量施测方案，由建设单位提供的水准控制点(或城市精密导线点)根据工程的测量施测方案和布网原则的要求建立水准控制网。要求：(1)一般高层建筑物周围要布置三个以上水准点，水准点的间距不大于100米。(2)在场区内任何地方架设仪器至少后视到两个水准点，并且场区内各水准点构成闭合图形，以便闭合检校。(3)各水准点要设在建筑物开挖、地面沉降和震动区范围之外，水准点的埋深要符合二等水准测量的要求(大于1.5米)，根据工程特点，建立合理的水准控制网，与基准点联测，平差计算出各水准点的高程。

2、建立固定的观测路线

在控制点与沉降观测点之间建立固定的观测路线，并在架设仪器站点与转点处作好标记桩，保证各次观测均沿统一路线。

3、沉降观测

根据编制的工程施测方案及确定的观测周期，首次观测应在观测点稳固后及时进行。一般高层建筑物有一或数层地下结构，首次观测应自基础开始，在基础的纵横轴线上(基础局边)按设计好的位置埋设沉降观测点(临时的)，等临时观测点稳固好，进行首次观测。

首次观测的沉降观测点高程值是以后各次观测用以比较的基础，其精度要求非常高，施测时一般用N2或N3级精密水准仪。并且要求每个观测点首次高程应在同期观测两次后决定。

4、将各次观测记录整理检查无误后，进行平差计算，求出各次每个观测点的高程值。从而确定出沉降量。

5、成果整理

(1)根据各观测周期平差计算的沉降量，列统计表，进行汇总。(2)绘制各观测点的下沉曲线。首先建立下沉曲线坐标，横坐标为时间坐标，纵坐标上半部为荷载值，下半部为各沉降观测周期的沉降量。将统计表中各观测点对应的观测周期所测得沉降量画于坐标中，并将相应的荷载值也画于坐标中，连线，就得到对应于荷载值的沉降曲线。(3)根据沉降量统计表和沉降曲线图，可以预测建筑物的沉降趋势，将建筑物的沉降情况及时地反馈到有关主管部门，正确地指导施工。利用沉降曲线还可计算出因地基不均匀沉降引起的建筑物倾斜。对沉降观测的成果分析，还可以找出同一地区类似结构形式建筑物影响其沉降的主要因素，指导施工单位编好施工组织设计，对正确指导施工大有裨益，同样也为勘察设计单位提供宝贵的一手资料，设计出更完善的施工图纸。

6．观测中的注意事项：

(1)严格按测量规范的要求施测。(2)前后视观测最好用同一水准尺。(3)各次观测必须按照固定的观测路线进行。(4)观测时要避免阳光直射，且各观测环境基本一致。(5)成像清晰、稳定时再读数。(6)随时观测，随时检核计算，观测时要一气呵成。(7)在雨季前后要联测，检查水准点的标高是否有变动。(8)将各次所观测沉降情况及时反馈有关部门，当建筑物每天(24h)连续沉降量超过预警值时应停止施工，会同有关部门采取应急措施。