基于水准测量的建筑物沉降观测研究与运用

基于水准测量的建筑物沉降观测研究与
运用
摘要：为保证建筑结构安全与正常使用，在施工阶段与使用期内应做好沉降
监测。

本文紧密结合工程建设实际，详尽地介绍现代水准测量方法在建筑沉降监
测中的基本要求和具体实施过程，对建筑实测数值进行数据处理与解析。

基于此，本文对基于水准测量的建筑物沉降观测研究与运用进行详细的研究。

关键词：建筑物；沉降观测；水准测量；数据处理
引言：建筑物后续的使用安全，不但有赖于上部构件的安全储备，更关键的
是地基基础具有一定的安全程度。

地基基础为隐蔽建筑结构，在荷载或其他各种
因素的共同影响下，建筑地基会产生巨大变化而影响建筑的正常使用，在变化过
大时还可以危及到建筑物结构安全。

所以，建筑的地基不但应该符合结构承重条件，还应该符合建筑地基的变形条件。

所以，本文基于水准测量的建筑物沉降观
测研究与运用研究，具有重要的现实意义。

一、建筑物沉降观测
建筑物的沉降监测主要是通过水平基点，定期检测变形位置的变形值，又叫
垂直位置监测。

对于建筑结构进行沉降观测，目前使用较多的方式为几何水准法
或液晶水准法，而对某些结构构件则采用微量水准仪或机械倾斜仪加以测定。

要
设计一种全面的建筑沉降监测方法，就需要事先对建筑沉降监测方法有个全方位
地认识。

建筑物沉降监测的主要工作，是通过选定监测对象、选定和埋设水平控制点、观测点，按照规定的时间周期计算各个水平点位高程的数值，并确定和记录各个
观察点的沉降数值，最后通过编写成果统计表和绘制沉降的曲线图。

经过对建筑物的主要沉降检查，就能够掌握建筑正常使用期限和建筑的安全
系数，为今后的勘测建筑设计实施提出准确的统计资料和主要沉降技术参数。

目
前相关的沉降监测标准也要求，对高层住宅建筑、重要古代建筑、持续生产的基
本设备和山体滑坡检测等都要进行沉降观测。

尤其是在多层住宅楼施工过程中，
使用沉降监测可以更有效地改善施工工艺流程，避免在施工过程中产生不平衡沉降，并及时反应有关信息，从而为勘测与设计施工单位提供第一手资料，防止在
施工过程中因沉降而引起的房屋建筑主体工程的破坏或危害构造应用作用的裂缝，导致极大的财产损失[1]。

二、沉降观测方法
在荷载作用下，建筑基底地基土主要受到挤压而产生竖直方向的移动，称为
下沉。

因此在建筑施工阶段和运用期内都应该做好下沉观察，这样才能更准确表
现出建筑下沉变化状况，如确定下沉总量的多少，以及下沉与时间的变化有关等。

根据沉降观测数据，可以分析下沉的合理性，为建设项目的总体稳定性与安全提
供数据基础。

目前沉降观测方式通常有：水准测量方式、静力水准测量方式、三
角高度测量方式、激光观测手段等。

水准测量方式由于容易使用、数值精确，被
普遍采用。

（一）“五定”原则
沉降检测依据的基线点、工作基础，以及对被检测物体的下沉观测点都要保
持稳定；所有仪器检测装置、装置都要保持稳定，且性能也要保持稳定；所有检
测人员都要尽量保持稳定；观察时的环境要求应大体一致；观察路径、镜位、工
作程序和方式都要固化下来。

遵循上述准则，从客观地上就可减小不确定性的观
测误差，也因而提高观察结论的精确度，使各次观察结论和第一次观察的结论都
相对地更具有可靠性，所检测的沉降量也更为可信。

（二）布设原则
工作基点是为直接观察变形点，而在现场布置的相对固定的测量控制地点，
该点位受场形影响。

1.基准点布设原则
基准点是沉降观测与起始测量控制工作的重要基础。

为提高监测数据的可信度，其布设方式应当符合稳定不变、长期保持的特点，并选择远离施工范围而且
定时进行复测，一般布置不应低于三个控制点。

其中建设过程中宜1至2月复测，使用过程中宜每零点五年重新检测一次。

标定点间宜选择独立的高程基准，各标
定点间宜建立闭环。

2.工作基点布设原则
工作基点是为直接观察变形点，而在现场布置的相对固定的测量控制地点，
该点位受场形影响。

3.观测点布设原则
观察点是表现建筑局部结构和整个空间沉降特征的主要测量点，在布置时有
良好的通视要求。

由于各种构造形态的建筑对地面施加的压力均不相同，从而形
成的沉降现象也有所不同，所以观察点最宜布置在受力体上。

而形状较规整的，
应布置在建筑四星期的倾斜点、转角处、正中点；形状不规则的，应当按照建筑
受力特点合理调节观察点位置。

从建筑开始施工到完成使用，由于建筑层数的不
断增大，负荷也随之增大，在建筑地基与上层构造共同影响下，建筑会出现不平
衡沉降。

所以在负荷持续增大时，观察点的数量也应当作随之的增大[2]。

三、建筑沉降观测运用方案
（一）基准点布设
标定地点是开展地面沉降观测点检定工作的基础，在开展观测的时候标点必
须保持稳定，并且不可变动方位，而且一定要选取固定的地点加以埋设，并且一
定要和被观测的主要建筑物间距大于四十米。

当标点完成安装之后，为要对其稳
定性加以检验，必须要设置三个标点，并进行分别编号。

在安装标点的时候，还
可以采用口径为110ram，孔深大于25m的地质钻孔机开展钻井工作。

在完成钻井、清孔等工作之后，还必须做好注浆成型工作，把注浆料管放在洞底展开浇注，当
孔内的浆液灌满后，再用六分镀锌铁管和提前焊好的钢直径放在孔里展开锤实，
等到浆液已开始凝结后，对孔口也要加以适时的补浆，从而使整座钻机中布满固
结体，使其满足基柱条件，同时还必须砌筑保护墩到孔里，在上面罩上墩盖。

（二）观测点布设
在进行拟测的主要建筑上的观察点，在建设的进行中，以及主要建筑结束后
的一段时间里，观察点的情况都必须保证可以进行监测，对主要建筑的沉降状况
产生准确的数值信号。

在布设观察点的时候，要将业主的要求与现场情况相结合，在既方便观察又没有引起破坏的位置进行适当布置。

布设时所采用的技术：利用
冲击型钻头在砼柱子上面进行钻孔，再通过植筋胶，将一字形的钢筋体植于砼柱
子上。

而在建设的过程中，如需对观察点的地址加以变更，那就要及时地告知乙
方的建设团队，在实地完成对观察点的移位，以确保观测效果的延续性。

（三）观测时间
在建筑荷重方面如果有很大的增加，像安装立柱、浇筑砖墙、回填土、重新
浇筑基础等，就一定要做好沉降监测工作。

在基础浇筑的过程中，一旦出现不抗
原因造成停工时间过长，那就要在停止浇筑或者开始复工前的时间，就做好沉降
监测，并详细地记下数据。

建筑主体完工后，要根据沉降量的具体数值，对主体
建筑进行定时观察。

最开始的时间可以每隔一个月观察一下，最大限度的下降量
每天都在五至十厘米这个数值内，如果超过的话就必须对观察的频次进行增加。

以后，随着沉降量逐步下降，观察时间也可以相应地拉长，一直到主体建筑沉降
量平稳。

（四）精度选择
为对建筑物实施监测应该采用不同程度地下降监测精度，要求同时开展各种
级别和精度的观测，保障其满足监测的要求。

不过在通常的情形下，如果建筑物
的高度变动量不存在严重的变化，只需要选择同一个精度开展监测，在操作方面
也十分方便。

（五）精密水准测量
第一，在仪器设备方面，可以采用来自美国的高水准尺，并配合2m铟钢索
码尺共同开展地面沉降监测。

要在测定的有效期内使用仪表和标尺，同时在这个
过程中要定时地进行测量校验。

并指定专业的工程师担负监测的任务，对监测的
准确度进行保证，再进行监测的时候，必须要遵循三个稳定准则：即要使仪表稳定、监测线路稳定、监测的个人稳定。

第二，建筑工程准确度分析标准和技术条件：建筑工程水准测量限差，必须
符合或依据以下我国技术标准《建筑物变形监测法规》、《工程测量规范》、
《我国一、二类水准测量技术规范》等标准，如图1所显示。

图1数字水准仪观测限差
也就是说，在进行二等的变形检测时所用的技术一定要满足以下条件：对沉
降量监测的数据一定要准确到0.01mm，在基准点进行来回观测较差的时候，两个
相邻的基准点标高误差必须小于或等于0.5mm，每停留场的标高误差值必须为
40.15mm，环线闭合差必须小于或等于±0.30√，对已经测量的数据进行检测时
高差较差小于等于±0.44mm，视野的宽度差要小于等于30m，前方距离后方的视
差为40.5m，其距离累积误差小于等于1.5m，地面最高处与视野之间的距离差必
须小于等于0.5m，对辅助分化和基本分化进行读数时数据误差小于或等于0.3mm，对辅助分化与基本分化进行观测时的相对高差，较差为40.4mm。

（六）预警处理
当开展主体建筑监测工作的时候，一旦发生以下的情形，就必须进行及时地
向受托方进行汇报，并且，还必须对监测的频次作出增加，并且监测的方法也必
须进行调整：一当主体建筑的变化速度或是变形量发生非正常的变动时候；二变
形量达到或是已经超过警告值，而通常预警的值都是允许将变化值取其百分之六十；三建筑周围或者建筑工程中的开挖地面发生滑动、崩塌，建筑本体、周边建
筑物或者土壤表层也出现异常；四由于其他天灾而造成的土壤变形情况[3]。

结语：综上所述，沉降观测在建筑变形监测中起着十分关键的作用，对于建筑施工阶段和使用时期进行沉降监测工作有着重大指导意义。

通过对建筑物沉降数值的分析和预报，能够及时发现建筑物不平衡的沉降迹象，并积极制定处理对策，有效提高建筑施工的安全性和建筑材料使用的安全性。

同时，通过沉降观测不仅可以直接观察建筑物沉降发展的变化趋势并预测最终沉降量，从而有效地实施基础加固与管理，同时也能够检验建筑物地基设计估算的准确性，用以进一步完善基础设计规范。

参考文献：
[1]基于建筑物沉降观测的基本要求与监理分析[J].崔巍然.工程建设与设计.2020(13).
[2]浅析高层建筑物沉降观测与相关技术[J].刘军华.中国新技术新产
品.2020(14).
[3]建筑物沉降观测的关键技术与数据分析——以碧桂园凤凰城建筑物沉降观测为例[J].李丰.城市勘测.2019(03).。