沉降观测对建筑物受破坏的判断

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由于建筑物在设计、施工、使用过程中存在的种种问题，导致建筑物在使用期内出现下沉、裂缝、扭曲等破坏情况时有发生，对此类建筑物的受破坏原因，受损害程度以及损害是否完成进行准确的判定就需要有一套切实有效的检测手段，沉降观测在以上工作中起着极其重要的作用。

　　建筑物受破坏的原因无外乎因上部结构强度变化引起的损害或基础下沉引发上部结构的开裂变形。一方面，沉降观测对建筑物受破坏的原因可以有一个较明确的判定，另一方面，沉降观测可以非常精确地反应出建筑物受破坏的程度、范围，对制定切实有效的治理手段提供较为可信的数据依据。所以该方法是诊断建筑物受破坏情况的一个非常有效的手段，该手段的正确应用对被损害建筑物的综合治理有着十分重要的意义。

　　一、沉降观测实施的手段、方法

　　1、施工准备阶段

　　在进行沉降观测的准备阶段，首先应埋设沉降观测水准基点并对建筑物进行观测点的布设。

　　1.1 水准点埋设

　　水准点是整个沉降观测的基准，它的稳定性直接关系着观测成果的可用性，也是单项工程成败的决定因素，所以水准基点必须坚固稳定，且数量不少于3个。布设水准点时应考虑以下因素。

　　a、由于沉降变形的建筑物多因基底持力层或是下卧层受侵蚀导致承载力下降且其受侵蚀范围难以确定，所以水准基点应注意要离开受破坏建筑物一定的距离或是选在附近稳定建筑物上制作。

　　b、在地下埋设水准点应埋设在冰冻线以下0.5m.

　　c、水准点的高程测定可采用假定高程，水准点间的高程测量应按II等水准测量方法，水准闭合环观测误差不应超过mm.

　　1.2 观测点的布设

　　观测点的位置和数量应根据受破坏建筑物的结构和受破坏的情况确定，主要埋设在建筑物的特征点，如建筑物的拐角，荷载变化的交接处两侧，沉降缝两侧，裂缝较集中的区域等能表示出沉降特征的位置。所有沉降观测点点位应绘制平面图，并加以编号，以便进行观测、记录以及数据分析。观测点应在相关人员协助下进行保护。

　　观测点的形式在相关书籍的论述中都有较为详尽的论述，但本文所论述是已经投入使用的建筑物。实践证明，在该类建筑物上用混凝土埋设观测点很难保证观测点的稳定性，且施工较困难，由于目标较大，后期保护工作也较难保障。而采用在墙体上固定膨胀螺栓的形式较为简便易行，便于保护，该方式在多项工程中得以证实较混凝土埋设观测点效果好。基于以上因素，建议在实际工作中可以考虑以上方法。膨胀螺栓的采用以不小于Φ10，加长型为宜。螺栓的埋设应与墙体保持50~60.夹角。螺栓露出墙体长度在20mm左右，太长则测点容易被外物磕碰，容易松动，太短则不利于架设水准尺。

　　2、沉降观测数据采集

　　对于受破坏建筑物的沉降观测，由于建筑物的垂直变形往往是一个非常缓慢的过程，有变形量小，持续时间长的特点，为了能精确地反应其变形过程，应按二等水准测量要求进行。　　对于建筑物上观测点的沉降观测应先根据现场情况确定沉降观测路线，在以后的观测过程中应按固定的路线观测。

　　沉降观测是一项较长期的系统观测工作，为了保证观测成果的正确性，应尽可能做到：

　　a、固定人员观测和整理成果；

　　b、固定使用的水准仪及水准尺；

　　c、使用固定的水准点；

　　d、按规定的日期、方法及路线进行观测。

　　3、沉降观测成果整理

　　沉降观测成果应根据观测时间与每次观测后各点的下沉情况绘制每一点的时间与沉降量的关系曲线，求算每一点各阶段的下沉量，下沉速度与总下沉量作为评定各点垂直运动情况的依据，并根据各点垂直运动的结果综合评定整个建筑物的下沉情况，判定其稳定性。

　　沉降观测精度评定：

　　其高差全中误差应按下式计算：

　　式中：MW__________高差全中误差（mm）；

　　W ______环线闭合差（mm）；

　　L_______计算各W时，相应的路线长度（km）；

　　N_______附合路线或闭合路线环的个数。

　　在单项工程中，往往水准路线闭合环仅一条且路线较短，观测过程也昌同一闭合环往返观测，因而上式中L=1，N=2，因而上式可改写为：

　　二、沉降观测在实际工程中的运用

　　1、西山煤气化47#、48#住宅楼由于暖气跑水，导致基底湿陷性黄土层承载力迅速下降，楼体出现非常明显的开裂变形，通过对该楼一年的沉降观测，正确地判断出该两栋建筑物下沉变形依然没有稳定的趋势，而且楼体还在存在较为严重的扭曲变形，必须马上制定出合理有效的处理措施，以防止该变形对楼体继续造成危害，产生更严重的后果。

　　2、屯村隧道是屯马铁路上的一条铁路隧道，2002年2月，该隧道拱顶出现原因不明的开裂，而且开裂范围迅速扩大，直接影响到铁路的正常安全使用。为了判明该隧道拱顶开裂的原因，对该隧道一方面及时进行沉降观测，另一方面着手调查隧道周围地质地形情况，经过对沉降观测结果的分析，排除了基础下沉引发拱顶裂缝的可能性，进一步明确了对隧道进行治理的方向。

　　以上类似工程实例还有很多。总之，沉降观测在查明受破坏建筑物损害原因，变形规律的研究中起着极其重要的作用，值得广泛推广应用。