[關(guān)鍵詞]建（構(gòu)）筑物 沉降觀測(cè) 誤差 精度 

　　引言 

　　隨著社會(huì)的發(fā)展，人均用地的日益減少，人們對(duì)高層建筑的需求越來(lái)越大，保證高層建筑物正常施工和功能安全的責(zé)任刻不容緩。為了保證建（構(gòu)）筑物的正常使用壽命和建（構(gòu)）筑物的安全性，并為以后的勘察設(shè)計(jì)施工提供可靠的資料及相應(yīng)的沉降參數(shù)，建（構(gòu)）筑物沉降觀測(cè)的必要性和重要性愈加明顯。 

　　現(xiàn)行規(guī)范也規(guī)定，高層建筑物、高聳構(gòu)筑物、重要古建筑物及連續(xù)生產(chǎn)設(shè)施基礎(chǔ)、動(dòng)力設(shè)備基礎(chǔ)、滑坡監(jiān)測(cè)等均要進(jìn)行沉降觀測(cè)。 

　　1 建（構(gòu)）筑物沉降原因、特征及規(guī)律 

　　建（構(gòu)）筑物的沉降原因從其來(lái)源主要有建筑物本身和自然條件兩方面的原因。其內(nèi)部原因就是建筑物本身自重、所受荷載及結(jié)構(gòu)型式等；而其外部原因則包括建筑物所附屬地基的工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件和周邊建筑環(huán)境的復(fù)雜影響等。建筑沉降的類(lèi)型可以分為靜態(tài)沉降和動(dòng)態(tài)沉降。靜態(tài)沉降是在恒載作用下某一期間內(nèi)的沉降對(duì)時(shí)間的函數(shù)，它是一種時(shí)效變形，其變化是單行下滑的趨勢(shì)；動(dòng)態(tài)沉降是在外力影響下產(chǎn)生的沉降，是以外力為函數(shù)來(lái)表示動(dòng)態(tài)系統(tǒng)對(duì)時(shí)間的變化，所觀測(cè)的是建筑物在某個(gè)荷載作用下的瞬時(shí)沉降。從沉降機(jī)理上分析，瞬時(shí)沉降是在加載后瞬時(shí)發(fā)生的，對(duì)于飽和粘性土而言，在短時(shí)間內(nèi)孔隙水來(lái)不及排出，沉降是在沒(méi)有體積變形下發(fā)生的側(cè)向擠出，是形狀變形 ，在實(shí)際二、三維的變形狀態(tài)下，其大小不可忽略。因此，處于瞬時(shí)沉降下的地基可以近似看成彈性體，從而施工時(shí)在活載作用下這種沉降隨時(shí)問(wèn)的變化是非平穩(wěn)的，上下有微小波動(dòng)或呈階梯狀；更重要的是在實(shí)測(cè)過(guò)程中，由于各種誤差的影響也會(huì)產(chǎn)生這種現(xiàn)象。綜合分析各方面可知：沉降時(shí)程曲線的特征是在沉降期間略有波動(dòng)的情況下總體呈單行下滑的趨勢(shì)，其沉降規(guī)律大致是緩慢-活躍-緩慢-穩(wěn)定的一個(gè)發(fā)展過(guò)程。 

　　2 沉降觀測(cè)方法及要求 

　　2.1 觀測(cè)時(shí)間的要求 

　　建（構(gòu)）筑物的沉降觀測(cè)對(duì)時(shí)間有嚴(yán)格的限制條件，特別是首次觀測(cè)必須按時(shí)進(jìn)行，否則沉降觀測(cè)得不到原始數(shù)據(jù)，整個(gè)觀測(cè)得不到完整的觀測(cè)意義。其他各階段的復(fù)測(cè)，根據(jù)工程進(jìn)展情況必須定時(shí)進(jìn)行，不得漏測(cè)或補(bǔ)測(cè)。只有這樣，才能得到準(zhǔn)確的沉降情況或規(guī)律。相鄰的兩次時(shí)間間隔稱(chēng)為一個(gè)觀測(cè)周期，一般高層建筑物的沉降觀測(cè)按一定的時(shí)間段為一觀測(cè)周期（如：次/30天）或按建筑物的加荷情況每升高一層（或數(shù)層）為一觀測(cè)周期，無(wú)論采取何種方式都必須按施測(cè)方案中規(guī)定的觀測(cè)周期準(zhǔn)時(shí)進(jìn)行。 

　　2.2 觀測(cè)點(diǎn)的要求 

　　為了能夠反映出建（構(gòu)）筑物的準(zhǔn)確沉降情況，沉降觀測(cè)點(diǎn)要埋設(shè)在最能反映沉降特征且便于觀測(cè)的位置。一般要求建筑物上設(shè)置的沉降觀測(cè)點(diǎn)縱橫向要對(duì)稱(chēng)，且相鄰點(diǎn)之間間距以15-30米為宜，均勻地分布在建筑物的周?chē)�。通常情況下，建筑物設(shè)計(jì)圖紙上有專(zhuān)門(mén)的沉降觀測(cè)點(diǎn)布置圖。另外，埋設(shè)的沉降觀測(cè)點(diǎn)要符合各施工階段的觀測(cè)要求，特別要考慮到裝修裝飾階段因墻或柱飾面施工而破壞或掩蓋住觀測(cè)點(diǎn)，不能連續(xù)觀測(cè)而失去觀測(cè)意義。 

　　2.3 遵循“五定”原則 

　　所謂“五定”，即通常所說(shuō)的沉降觀測(cè)依據(jù)的基準(zhǔn)點(diǎn)、工作基點(diǎn)和被觀測(cè)物上的沉降觀測(cè)點(diǎn)，點(diǎn)位要穩(wěn)定；所用儀器、設(shè)備要穩(wěn)定；觀測(cè)人員要穩(wěn)定；觀測(cè)時(shí)的環(huán)境條件基本一致；觀測(cè)路線、鏡位、程序和方法要固定。以上措施在客觀上盡量減少觀測(cè)誤差的不確定性，保證各次復(fù)測(cè)結(jié)果與首次觀測(cè)的結(jié)果可比性更一致，使所觀測(cè)的沉降量更真實(shí)。 

　　3 誤差分析及消除方法 

　　3.1 系統(tǒng)誤差 

　　儀器校正后，還存在i角校正殘余誤差；儀器長(zhǎng)期使用或受震動(dòng)影響，使望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)管軸不平行，這種誤差屬于系統(tǒng)誤差，誤差大小同儀器與水準(zhǔn)尺的距離成正比。這種誤差的控制方法是：將儀器盡量安置在前、后視距離相等的地方，這樣就可以消除或減弱此項(xiàng)誤差的影響。 

　　由于水準(zhǔn)尺刻劃不準(zhǔn)確，尺長(zhǎng)變化、彎曲等影響，水準(zhǔn)尺必須經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)才能使用。其中，水準(zhǔn)尺的零點(diǎn)誤差的影響最大，控制方法：通過(guò)在一個(gè)水準(zhǔn)測(cè)段內(nèi)，兩根水準(zhǔn)尺交替輪換使用，即在本測(cè)站用作后視尺，下測(cè)站則用為前視尺，并把測(cè)段站數(shù)目布設(shè)成偶數(shù)，則在高差中相互抵消。 

　　3.2 觀測(cè)誤差 

　　視差影響：在保證觀測(cè)人員固定的基礎(chǔ)上，觀測(cè)過(guò)程中，當(dāng)存在視差時(shí)，尺像不與十字絲平面重合，觀測(cè)時(shí)眼睛所在的位置不同，讀數(shù)也不同。因此，產(chǎn)生讀數(shù)誤差。減弱視差的控制方法是：在每次讀數(shù)前，要仔細(xì)進(jìn)行物鏡對(duì)光，消除視差。 

　　水準(zhǔn)尺傾斜影響：水準(zhǔn)尺如果向視線的左右傾斜，觀測(cè)時(shí)可以通過(guò)望遠(yuǎn)鏡十字絲很容易被察覺(jué)并糾正過(guò)來(lái)。但是，如果水準(zhǔn)尺的傾斜方向與視線方向一致，則不容易被察覺(jué)。水準(zhǔn)尺前后傾斜總是使尺上讀數(shù)增大。它對(duì)讀數(shù)的影響與尺的傾斜角和尺上讀數(shù)的大小即視線距地面的高度有關(guān)。尺的傾斜角越大，對(duì)讀數(shù)的影響就越大；尺上讀數(shù)越大，對(duì)讀數(shù)的影響就越大。控制方法：1、在水準(zhǔn)測(cè)量中，要認(rèn)真立尺，使尺處于鉛垂位置，尺上有圓水準(zhǔn)氣泡的應(yīng)使氣泡居中。2、可使用搖尺法，即讀數(shù)時(shí)尺底置于點(diǎn)上，尺的上部在視線方向前后慢慢搖動(dòng)，讀取最小的讀數(shù)。 

　　3.3 外界條件的影響 

　　儀器下沉：儀器下沉是指由于測(cè)站處的土質(zhì)松軟使儀器發(fā)生下沉，視線降低，從而使得前視讀數(shù)減小，算得的高差增大，引起高差誤差。減弱儀器下沉誤差的影響可以有以下三種方法： 

　　1、采用雙面尺法或變更儀器高法時(shí)，第一次是讀后視讀數(shù)再讀前視讀數(shù)，而第二次則先讀前視讀數(shù)再讀后視讀數(shù)。即“后、前、前、后”的觀測(cè)程序。這樣的兩次高差的平均值即可消除或減弱儀器下沉的影響。 　　2、盡可能將儀器安置在堅(jiān)硬的地面處，并將腳架踏實(shí)。 

　　3、加快觀測(cè)速度，盡量縮短前視讀數(shù)與后視讀數(shù)間的時(shí)間差。 

　　尺墊下沉：如果儀器在搬到下一站尚未讀后視讀數(shù)的一段時(shí)間內(nèi)，在轉(zhuǎn)點(diǎn)發(fā)生尺墊下沉，將會(huì)使下一站后視讀數(shù)增大，算得的高差也增大，從而引起高差誤差�？刂瞥邏|下沉影響的的方法是： 

　　1、將轉(zhuǎn)點(diǎn)設(shè)在比較堅(jiān)硬的地方。 

　　2、在特殊情況下，轉(zhuǎn)點(diǎn)要設(shè)在土質(zhì)松軟的地方，則必須放置尺墊，并將其踩實(shí)，以防止水準(zhǔn)尺在觀測(cè)過(guò)程中下沉；同時(shí)在土質(zhì)很松軟的地方，踩實(shí)后不要立即進(jìn)行觀測(cè)，要等一會(huì)兒，防止踏實(shí)的土松軟反彈。 

　　溫度影響：溫度會(huì)引起儀器的部件漲縮，因此可能引起視準(zhǔn)軸的構(gòu)件（物鏡，十字絲和調(diào)焦鏡）相對(duì)位置的變化，或者引起視準(zhǔn)軸相對(duì)與水準(zhǔn)管軸位置的變化。光學(xué)測(cè)量?jī)x器是精密儀器，不大的位移量可能使軸線產(chǎn)生幾秒偏差，從而使測(cè)量結(jié)果的誤差增大。不均勻的溫度對(duì)儀器的性能的影響尤為較大�？刂品椒ǎ�1、盡量選在溫度均勻適宜的情況下測(cè)量，觀測(cè)時(shí)應(yīng)注意撐傘遮陽(yáng)。2、在數(shù)據(jù)處理時(shí)要加上溫差改正系數(shù)。 

　　觀測(cè)基點(diǎn)的影響：觀測(cè)基點(diǎn)的影響有以下四個(gè)方面：1、如果水準(zhǔn)點(diǎn)頂端擱置面不平、粗糙，則每次標(biāo)尺擱放情況就會(huì)不同，導(dǎo)致觀測(cè)結(jié)果偏差大。2、如果水準(zhǔn)點(diǎn)材料的鋼度不夠，則材料容易變形，導(dǎo)致每次觀測(cè)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)不一樣，導(dǎo)致結(jié)果偏差大。3、如果觀測(cè)前未校驗(yàn)水準(zhǔn)點(diǎn)，如果出現(xiàn)沉降變化，用變化了的水準(zhǔn)點(diǎn)作為觀測(cè)依據(jù)，結(jié)果自然偏差大。4、基準(zhǔn)點(diǎn)保護(hù)不好，如基準(zhǔn)點(diǎn)內(nèi)有雜物且沒(méi)有及時(shí)清理，觀測(cè)的依據(jù)被破壞了，導(dǎo)致觀測(cè)結(jié)果出現(xiàn)偏差。控制方法：布設(shè)專(zhuān)用的水準(zhǔn)點(diǎn)，為便于相互檢查、核對(duì)，至少應(yīng)設(shè)置3個(gè)或3個(gè)以上水準(zhǔn)點(diǎn)，埋設(shè)地點(diǎn)必須穩(wěn)定，避免受施工機(jī)具、車(chē)輛碰壓以及雜物影響。為便于觀測(cè)，水準(zhǔn)點(diǎn)離被測(cè)建筑物不宜太遠(yuǎn)，一般在50～100m范圍內(nèi)。為防止冰凍影響，水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)埋設(shè)在冰凍線以下0.5m處，水準(zhǔn)點(diǎn)頂部都要蓋保護(hù)。 

　　觀測(cè)路線的影響：如果沒(méi)有合理的觀測(cè)路線，將會(huì)導(dǎo)致觀測(cè)路線、儀器架設(shè)位置、觀測(cè)距離不同，直接影響了觀測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和精度。如果每次的觀測(cè)路線隨意，那么隨著測(cè)角度的不同，將會(huì)產(chǎn)生很大的誤差�？刂品椒ǎ涸趯�(shí)際的沉降觀測(cè)測(cè)中，建立合理的觀測(cè)路線，根據(jù)沉降觀測(cè)點(diǎn)的埋設(shè)要求或圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的沉降觀測(cè)點(diǎn)布置圖，確定沉降觀測(cè)點(diǎn)的位置。在控制點(diǎn)與沉降觀測(cè)點(diǎn)之間建立固定的觀測(cè)路線，并在架設(shè)儀器站點(diǎn)與轉(zhuǎn)點(diǎn)處做好標(biāo)記樁，保證各觀測(cè)均沿統(tǒng)一路線施測(cè)。 

　　4 結(jié)束語(yǔ) 

　　綜上所述，嚴(yán)格按照規(guī)范要求，遵循“五定”原則，合理安排觀測(cè)線路和觀測(cè)時(shí)間，就能取得真實(shí)的觀測(cè)數(shù)據(jù)。堅(jiān)持地面沉降觀測(cè)與研究，加強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害的防治管理，最大限度的控制沉降事故的發(fā)生，關(guān)系到人民生活質(zhì)量的提高和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展，利在當(dāng)代，功在千秋。 

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