水利工程施工中沉降監測與精度探微

　　摘要：隨著(zhù)水利工程的規模不斷增加，對其進(jìn)行沉降觀(guān)測顯得日益重要。本文從儀器設備、人員素質(zhì)、觀(guān)測時(shí)間、觀(guān)測點(diǎn)、沉降觀(guān)測原則及測量要求等方面闡述了沉降觀(guān)測的基本要求，詳細介紹了其具體施測程序及步驟，分析了提高水利建筑物沉降觀(guān)測精度的方法。

　　關(guān)鍵詞：水利工程;沉降監測;精度

　　1 引言

　　為保證水利工程在施工和使用中的安全，以及為水利工程的設計、施工、管理及科學(xué)研究提供可靠的資料，在其施工及運行管理期間，需要對其進(jìn)行沉降觀(guān)測，所謂沉降監測就是定期觀(guān)測變形觀(guān)測點(diǎn)的高程，根據各點(diǎn)間的高程變化來(lái)確定建筑物的沉降量、傾斜度等參數，據此推斷沉降變形對建筑物破壞影響程度，為采取必要的安全措施提供資料依據�，F行規范規定，高層建筑物、高聳構筑物、重要古建筑物及連續生產(chǎn)設施基礎、動(dòng)力設備基礎、滑坡監測等均要進(jìn)行沉降觀(guān)測。

　　2 沉降監測的基本準備

　　2.1儀器和人員的準備根據水利工程(水閘、泵站、橋梁、水庫等)沉降觀(guān)測精度要求高的特點(diǎn)，為能精確地反映出水利工程在不斷加荷作用下的沉降隋況，一般規定測量的誤差應小于變形值的1/1O一1/20，為此要求沉降觀(guān)測應使用精密水準儀(S1或S05級)，水準尺也應使用受環(huán)境及溫差變化影響小的高精度銦合金塔尺。在不具備銦合金塔尺的情況下，一般塔尺盡量使用第一段標尺。監測人員素質(zhì)必須接受專(zhuān)業(yè)學(xué)習和技能培訓，熟練掌握儀器的操作規程，對實(shí)施過(guò)程中出現的問(wèn)題能夠分析其原因。

　　2.2變形監測觀(guān)測周期的確定水利工程的沉降觀(guān)測對時(shí)間有嚴格的限制條件，特別是首次觀(guān)測必須按時(shí)進(jìn)行，否則沉降觀(guān)測得不到原始數據，整個(gè)觀(guān)測就沒(méi)有觀(guān)測意義。

　　其他各階段的復測，必須根據工程進(jìn)展情況定時(shí)進(jìn)行，不得漏測或補測。只有這樣，才能準確地掌握建筑物沉降情況與規律。相鄰的兩次時(shí)間間隔稱(chēng)為一個(gè)觀(guān)測周期，一般水利工程的沉降觀(guān)測按一定的時(shí)間段為一觀(guān)測周期(如：次/30d)，或按水利建筑物的增加荷載情況確定觀(guān)測周期，無(wú)論采取何種方式都必須按施測方案中規定的觀(guān)測周期準時(shí)進(jìn)行。

　　2.3觀(guān)測點(diǎn)的確定為了能夠反映出水利建筑物的準確沉降情況，沉降觀(guān)測點(diǎn)要埋設在最能反映沉降特征且便于觀(guān)測的位置。一般要求建筑物上設置的沉降觀(guān)測點(diǎn)縱橫向要對稱(chēng)，且相鄰點(diǎn)之間間距以15m一30m為宜，均勻地分布在建筑物的周?chē)�。通常情況下，水利建筑設計圖紙上有專(zhuān)門(mén)的沉降觀(guān)測點(diǎn)布置圖。埋設的沉降觀(guān)測點(diǎn)要符合各施工階段的觀(guān)測要求，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(guān)測點(diǎn)。

　　2.4沉降監測工作應遵循的“五定”原則(1)沉降觀(guān)測依據的基準點(diǎn)、工作基點(diǎn)和被觀(guān)測物上的沉降觀(guān)測點(diǎn)其點(diǎn)位要穩定;(2)測量用儀器、設備要穩定;(3)觀(guān)測者應固定;(4)每次觀(guān)測時(shí)的環(huán)境條件基本一致;(5)觀(guān)測路線(xiàn)、鏡位、程序和方法要固定。

　　2.5測量要求儀器、設備的操作方法與觀(guān)測程序要熟悉、正確。在首次觀(guān)測前要對所用儀器的各項指標進(jìn)行檢測校正，必要時(shí)經(jīng)計量單位予以鑒定。連續使用3個(gè)月一6個(gè)月重新對所用儀器、設備進(jìn)行校驗。

　　2.6沉降觀(guān)測精度的要求根據水利建筑物的特性和建設、設計單位的要求，選擇沉降觀(guān)測精度的等級。在未有特殊要求的情況下，一般水利建筑物施工過(guò)程中，采用二等水準測量的觀(guān)測方法就能滿(mǎn)足沉降觀(guān)測的要求。各項觀(guān)測指標要求為：

　　1)往返較差、附和或環(huán)線(xiàn)閉合差。

　　2)前后視距：每站的后視距離、前視距離均不大于30m。

　　3)前后視距差：每站的后視距離與前視距離之差不大于1.0m。

　　4)前后視距累積差：各站后視距離與前視距離之差的累計值不大于3.0m。

　　5)沉降觀(guān)測點(diǎn)相對于后視點(diǎn)的高差容差：不大于1.0mm。

　　6)水準儀的精度不低于N2級別。

　　3 水利工程沉降監測具體程序及步驟

　　3.1建立水準控制網(wǎng)根據水利工程的特點(diǎn)、現場(chǎng)環(huán)境條件來(lái)制訂測量具體方案，由建設單位提供的水準控制點(diǎn)(或城市精密導線(xiàn)點(diǎn))根據工程測量的具體方案和布網(wǎng)原則的要求建立水準控制網(wǎng)。一般水利建筑物周?chē)�要布置三個(gè)以上水準點(diǎn)，水準點(diǎn)的間距不大于100m。在場(chǎng)區內任何地方架設儀器至少后視到兩個(gè)水準點(diǎn)，并且場(chǎng)區內各水準點(diǎn)構成閉合圖形，以便閉合校驗。各水準點(diǎn)要設在建筑物開(kāi)挖、地面沉降和振動(dòng)區范圍之外，水準點(diǎn)的埋深要符合二等水準測量的要求(大于1.5m)。

　　3.2建立固定的觀(guān)測路線(xiàn)以及沉降觀(guān)測依據沉降觀(guān)測點(diǎn)的埋設要求或圖紙設計的沉降觀(guān)測點(diǎn)布點(diǎn)圖，確定沉降觀(guān)測點(diǎn)的位置。在控制點(diǎn)與沉降觀(guān)測點(diǎn)之間建立固定的觀(guān)測路線(xiàn)，并在架設儀器站點(diǎn)與轉點(diǎn)處做好標記樁，保證各次觀(guān)測均沿統一路線(xiàn)。

　　根據編制的工程施測方案及確定的觀(guān)測周期，首次觀(guān)測應在觀(guān)測點(diǎn)穩固后及時(shí)進(jìn)行。一般水利建筑物，首次觀(guān)測應自基礎開(kāi)始，在基礎的縱橫軸線(xiàn)上(基礎局邊)按設計好的位置埋設沉降觀(guān)測點(diǎn)(臨時(shí)的)等臨時(shí)觀(guān)測點(diǎn)穩固好后，進(jìn)行首次觀(guān)測。首次觀(guān)測的沉降觀(guān)測點(diǎn)高程值是以后各次觀(guān)測用以比較的基礎，其精度要求非常高，測量時(shí)一般N2級或N3級精密水準儀。 弊且要求每個(gè)觀(guān)測點(diǎn)首次高程應在同期觀(guān)測兩次后決定。隨著(zhù)水利建筑物的升高，臨時(shí)觀(guān)測點(diǎn)移上一層并進(jìn)行觀(guān)測直到+O.00再按規定埋設永久觀(guān)測點(diǎn)(為便于觀(guān)測可將永久觀(guān)測點(diǎn)設于+500 mm)。然后每施工一層就復測一次，直至竣工。

　　3.3確定沉降量將各次觀(guān)測記錄整理檢查無(wú)誤后，進(jìn)行平差計算，求出各次每個(gè)觀(guān)測點(diǎn)的高程值，從而確定出沉降量。

　　3.4匯總分析

　　1)根據各觀(guān)測周期平差計算的沉降量，列統計表，進(jìn)行匯總。

　　2)繪制各觀(guān)測點(diǎn)的下沉曲線(xiàn)。首先建立下沉曲線(xiàn)坐標，橫坐標為時(shí)間坐標，縱坐標上半部為荷載值。下半部為各沉降觀(guān)測周期的沉降量。將統計表中各觀(guān)測點(diǎn)對應的觀(guān)測周期所測得沉降量畫(huà)于坐標中，并將相應的荷載值也畫(huà)于坐標中連線(xiàn)，就得到對應于荷載值的沉降曲線(xiàn)。

　　3)根據沉降量統計表和沉降曲線(xiàn)圖，可以預測水利建筑物的沉降趨勢，將建筑物的沉降情況及時(shí)反饋到有關(guān)主管部門(mén)，正確地指導施工。特別是在沉陷性較大的地基上重要建筑物的不均勻沉降的觀(guān)測顯得更為重要。利用沉降曲線(xiàn)還可計算出因地基不均勻沉降引起的建筑物傾斜度分別為點(diǎn)的總沉降量。

　　4 提高水利工程沉降觀(guān)測精度分析

　　由于現行規范對施工單位施工過(guò)程的沉降觀(guān)測要求不明確，這對施工單位在建筑物沉降觀(guān)測精度選擇隨意性較大，但是精度的高低直接關(guān)系到沉降觀(guān)測的成敗。對沉降觀(guān)測精度選擇既不能太高也不能太低，要合理適宜，適合工程特性的需要。既不造成無(wú)謂的浪費也要保證觀(guān)測結果的準確性。一般水利建筑物和重要的建筑物在首次觀(guān)測過(guò)程中適用精密儀器的設備(高級水準儀、銦合金尺等)。在+O.00以上部分按二等以上水準測量方法，采用放大率倍數較大的s2或s3水準儀進(jìn)行觀(guān)測，也可以測出較理想的結果。

　　在建筑工程測量精度控制過(guò)程中，很大程度上是由于測量人員操作不當引起精度不夠。一方面，有些測量人員并不具備專(zhuān)業(yè)的測量技能，不能熟練準確地操作測量?jì)x器;另一方面，很多不規范的建筑施工企業(yè)并沒(méi)有專(zhuān)業(yè)的測量人員，只是從企業(yè)外部聘請的其他技術(shù)人員，這部分技術(shù)人員的專(zhuān)業(yè)技術(shù)參差不齊，從而造成測量精度的下降。針對這種情況，檢測人員要充分認識到建筑測量精度對整個(gè)建筑工程起到的重要作用，堅持把質(zhì)量放在首位，做到認真對待每一個(gè)數據，其次，施工企業(yè)應該加強測量人員的隊伍建設，規模性地組織參加測量培訓通過(guò)學(xué)習，使得測量人員了解整個(gè)測量行業(yè)的發(fā)展，精確地使用測量?jì)x器從而更好地控制測量精度。

　　5 總結

　　建筑物的沉降觀(guān)測是一項長(cháng)期而復雜的工作，技術(shù)要求高，其意義在于判斷設計和施工情況是否合理、是否影響結構安全提供數據，真實(shí)反映建筑物沉降情況，因此，提高觀(guān)測的精度，對保證觀(guān)測結果的準確可靠顯得尤為重要。在沉降觀(guān)測過(guò)程中，必須排除一切不利因素，遇到不利情況，需要積極尋找解決辦法。只有這樣，建筑物的沉降觀(guān)測才能起到應有的警示作用，才能為建筑物的結構安全提供可靠的依據。

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