1 概述 建筑沉降观测是保障工程结构安全的“生命线”监测手段,贯穿于建筑施工全过程。通过系统性的沉降观测,可及时掌握地基变形情况,指导施工进度和施工工艺的调整,为建筑安全评估提供科学依据。依据现行国家标准《工程测量标准》GB 50026-2020、《建筑变形测量规范》JGJ 8-2016,以及近年来发布的多项团体标准如《建设工程 施工周边工程监测技术规程》(T/CS 111-2025)、《建筑结构安全监测技术规范》(T/UNP 515-2025)等,施工期间沉降观测已形成完整的技术体系。本文结合最新标准规范,系统阐述施工期间建筑沉降观测的技术要求。 2 观测基准系统建立 2.1 基准点布设要求 沉降观测必须建立稳固可靠的基准系统。根据GB 50026-2020规定,应设置“基准点—工作基点—观测点”三级控制网。基准点应埋设在沉降影响范围以外,距离建筑物不宜小于50米,且数量不应少于3个,以确保基准系统的可靠性并具备相互检核条件。基准点宜设置在基岩上,或采用深桩埋设至持力层,确保长期稳定。 2.2 工作基点设置 工作基点应选在靠近观测对象且稳定的位置,便于日常观测工作的开展。水准基点离观测点不应大于100m,同时尽量不设转站,以保证观测精度。对于大规模监测工程,基准点高程宜与国家一等水准点联测,建立独立的高程监测网。 2.3 复测周期 沉降监测网应定期复测,施工过程中宜每1~2月复测一次,点位稳定后宜每季度或每半年复测一次。当发现基准点有变动可能时,应立即进行复测并修正。 3 沉降观测点布设 3.1 布设原则 观测点的布设直接影响观测数据的代表性和准确性。根据GB 50026-2020及相关规范,观测点应布设在建筑物的关键部位,具体包括: 建筑物四角及关键部位:建筑物的四角、大转角处、沉降缝两侧;高低层建筑交界处;地基基础形式不同的分界处;建筑物内部承重墙与柱的轴线上。 高耸结构:对于电视塔、烟囱、水塔、油罐等高耸建筑,应设在沿周边与基础轴线相交的对称位置上,点数不少于4个。烟囱应以倾斜控制为主,因为倾斜对烟囱产生的影响远比沉降量大。 特殊部位:邻近堆置重物处、受振动有显著影响的部位及基础下的暗浜(沟)处;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以及地质条件变化处两侧。 3.2 布设密度 对于体型复杂的建筑物,观测点间距不宜大于20米,以全面反映建筑物各部分的沉降特征。高层建筑一般每10~15m设1点,角点、中点必设,总点数不少于6个。框架结构建筑的每个或部分柱基上或沿纵横轴线上均应布设观测点。对于宽度大于15m或地质复杂的建筑,应在承重内隔墙中部设内墙点,并在室内地面中心及四周设地面点。 3.3 观测点构造 观测点宜采用预埋式不锈钢标志,确保长期稳固与通视条件。标志应具有防锈蚀、防破坏性能,埋设时应与建筑结构可靠连接。 4 测量方法与精度要求 4.1 精度等级划分 GB 50026-2020将沉降观测划分为四个精度等级,建筑地基变形观测通常采用二级精度。具体精度指标为:往返较差、附合或环线闭合差≤1.0√n mm(n为测站数),高差中误差≤0.50mm。这一精度要求确保了观测数据能够捕捉到建筑结构的微小变形。 4.2 仪器设备要求 沉降观测必须采用经计量检定合格的精密水准仪和配套水准尺。根据规范要求,应使用DS05级或更高精度的电子水准仪,配合铟瓦尺或铟钢水准尺。DS05级水准仪每公里往返测量高差中误差不超过0.5mm。首次观测前必须对所用仪器的各项技术指标进行检测、校正和鉴定。 4.3 测量方法 精密水准测量是沉降观测的主要技术手段。观测时应遵循“后—前—前—后”的观测程序,每测段设置偶数测站,以消除仪器误差。采用二等水准测量精度施测,具体技术要求包括: 测站高差中误差≤±0.5mm 闭合差限差为±0.3√n mm(n为测站数) 视线长度、前后视距差、视线高度等指标应严格控制在规范允许范围内 对于大型或重要建筑物,还可采用三角高程测量或GNSS测量等方法作为补充,但需进行严格的误差校正和数据验证。 5 观测周期与频率 5.1 施工阶段观测频率 施工期间的观测日期及次数应根据施工进度确定,遵循“先密后疏”原则: 基础施工阶段:基础施工完毕后开始观测,在基础垫层或基础底部完成后进行首次观测。 主体结构施工:建(构)筑物每完成1~2层观测一次;对于高层建筑,每增加2~4层观测1次。若建筑物均匀增高,应至少在增加荷载的25%、50%、75%和100%时各测一次。 特殊构筑物:烟囱、冷却水塔等每升高15~20m观测一次。 停工复工期间:施工期间中途停工,在停工之日、复工之时,均应进行观测。停工期间可每隔2~3个月观测一次。 施工期最低次数:施工期间总观测次数不应少于6次。 5.2 竣工后观测频率 建筑物竣工后的观测应持续进行: 第一年:每隔2~3个月观测一次,全年观测3~4次 第二年:每隔3~4个月观测一次,全年观测2~3次 第三年后:每年观测1次,直至沉降稳定 5.3 特殊情况加密观测 遇下列情况应加密观测: 暴雨或长期降雨后 施工荷载突然增加 沉降速率异常增大 发现裂缝或原有裂缝发展 邻近工程施工影响 5.4 沉降稳定判定标准 沉降是否进入稳定阶段,应由沉降量与时间关系曲线判定。根据《建筑变形测量规范》,当最后100d的沉降速率小于0.01~0.04mm/d时可认为已进入稳定阶段,具体取值宜根据各地区地基土的压缩性能确定。一般要求连续2年沉降速率小于0.02mm/d且趋于稳定方可终止观测。 观测期限一般不少于如下规定:砂土地基2年,膨胀土地基3年,粘土地基5年,软土地基10年。 6 数据处理与成果分析 6.1 数据质量检验 观测数据应进行严格的质量检验,包括测站校核、往返测高差不符值检验、环闭合差检验等,确保数据的可靠性。对于不合格的数据,应进行重测或补测,直至满足规范要求。 6.2 数据处理方法 数据处理应采用严密的平差计算方法,消除系统误差和偶然误差的影响。平差计算可采用条件平差或间接平差等方法,计算各观测点的高程和沉降量。同时,还应进行沉降量的统计分析,包括沉降量、沉降速率、沉降差等指标的计算。变形监测数据处理中,高程及垂直位移量数值取位要求为0.01mm。 6.3 成果分析内容 沉降观测成果的分析应结合建筑物的结构特性、地质条件、施工进度等因素进行综合判断: 沉降量随时间的变化规律 各观测点之间的沉降差是否在允许范围内 沉降速率是否趋于稳定 是否存在异常沉降 沉降分布是否均匀 对于发现的异常情况,应及时分析原因,并采取相应的处理措施。 6.4 监测预警 根据《建筑结构安全监测技术规范》(T/UNP 515-2025)要求,应设定监测预警值,出现异常立即预警分析。预警指标包括: 单点累计沉降超限 相邻点差异沉降>L/500(L为相邻点间距) 沉降速率持续超标 不均匀沉降差超结构允许值 对于框架—剪力墙结构,累计沉降量预警值一般为20mm。当出现预警情况时,须立即启动专项评估。 7 成果报告与资料管理 7.1 应提交的成果资料 根据《火力发电厂工程测量技术规程》(DL/T5001-2004)及相关规范,沉降观测应提交以下成果资料: 沉降观测技术设计书 沉降观测基准点布置示意图 沉降观测点布置示意图 每期沉降观测成果表 沉降监测网测量及稳定性检验成果 沉降过程曲线图 沉降观测分析结果文字报告 沉降观测技术报告书 7.2 报告编制要求 沉降观测技术报告应包括以下内容: 工程概况与观测目的 观测依据的技术标准 观测仪器设备及检定情况 基准系统布设与稳定性检验 观测方法与精度控制 观测周期与执行情况 数据处理方法与成果精度统计 沉降分析结论与建议 相关附图附表 7.3 资料存档要求 所有原始观测手簿应实时签字确认,电子数据双备份,成果报告加盖CMA资质章。观测资料应归档保存,作为工程验收、安全评估、设计复核、保险理赔及司法鉴定的技术依据。 施工期间建筑沉降观测是一项专业性强的系统工程,涉及基准系统建立、观测点布设、测量方法选择、观测周期确定、数据处理分析和成果报告等多个环节。严格执行GB 50026-2020、JGJ 8-2016等现行国家标准,结合具体工程特点和地质条件,制定科学合理的观测方案,是确保沉降观测成果准确可靠的关键。 随着技术进步,自动化监测系统在沉降观测中的应用日益广泛。这类系统由自动化数据采集终端、数据传输系统和数据分析平台组成,能够实现24小时连续监测。根据《建筑施工临时支撑结构安全自动化监测技术标准》等新发布规范,自动化监测技术将为建筑安全监测提供更高效可靠的手段。将沉降观测工作贯穿于工程建设全过程,才能真正发挥其在保障工程质量和安全中的重要作用。
