[摘要]在沛西站施工过程中通过对建筑物进行沉降观测，能够准确判断出现不均匀沉降的影响，及时调整施工顺序，达到科学施工，保证工程在施工、运行过程中的安全，并验证工程地基的承载力，为今后在该地区的合理设计提供详实的沉降资料。
[关键词]沉降观测；水利工程；施工；应用
1、建筑物沉降观测的意义
沛县湖西泵站为江苏省水利重点工程2009年第一批扩大内需中央预算内投资和配套计划投资项目。沛西站是该项目中的较大泵站，选用1400ZLB5.5-3.5型轴流泵5台，单机流量Q=5.1m3/s，设计净扬程为3.0m，配套电机功率310kw。该站主体工程建筑物有站身、清污机桥、进水闸、主副厂房等，工程等别为Ⅲ等，主要建筑物级别为3级。
工程建筑物的兴建，改变了地面原有的状态，对建筑物的地基施加了一定的压力，必然引起地基及周围地层的变形。为了保证建筑物的使用寿命和安全性，并为以后的勘察、设计、施工提供相应的沉降参数，对建筑物沉降观测非常必要。特别在高大建筑物施工过程中，应用沉降观测加强过程监控，及时反馈信息，指导合理的施工工序，准确判断在施工过程中出现不均匀沉降的影响，达到设计合理、科学施工，避免因沉降原因造成建筑物主体结构的破坏或产生影响使用功能的裂缝，减少经济损失。
然而，在现行水利工程施工过程中，对中小型建筑物的沉降观测工作，未能引起足够重视。对于地基实际的承载能力，本应通过工程实施过程能够测量和检验，却被疏忽造成错失良机，许多应该保留的宝贵资料没有记录，从验证设计的合理l生方面看确实是一大损失。
为了沛西站在施工、运行过程中的安全，本工程自开工始就做好建筑物的沉降观测准备，并全程进行沉降观测，留有详实的记录。本记录还能为今后在该地区的施工提供真实的沉降资料，验证地基的承载力。
2、工作基准点和观测点的布设
工作基准点是根据工程的沉降施测方案、布网原则和工程现场的环境条件建立的。本工程开工前，从沛县水文站内将高程点引至施工现场，选择在东北角原状地面上，设置三处永久性水准点，便于相互校核。所设水准点远离公路，距主厂房45～50m，通视良好，不受基坑开挖、施工振动影响，周围有排水沟，不易积水。水准点埋设深度在地面以下70cm，在混凝土墩柱上埋置圆头不锈钢钉，坑口加盖板，施工期间对该三处基准点做明显标志，并在周围做好防护，避免冬季受到冻涨影响和免遭破坏。
对建筑物每次测量前，都测定基准点问的高差，以判定它们之间是否相对稳定，并且对基准点定期(2个月)与水文站水准点联测，以校核其可靠性。
观测点的布设，直接影响观测数据能否真实地反映出建筑物的整体沉降趋势及局部沉降特点。沛西站沉降观测点的布设，是在站身底板浇筑完成后，先在底板四角避开墩墙的位置布设，该处最能敏感反映建筑物的沉降变化。随中上部结构施工完成，再引测至边墩顶部。在清污机桥、上下游翼墙等沉降缝两侧均布置沉降观测点。沉降观测点为铜质圆头钉，与建筑物联结牢靠；为方便水准尺准确安放，观测点埋设时避开栏杆下方和易碰位置。根据沉降观测点的位置，绘制建筑物的沉降观测点布点图，分别编号，方便记录。在基准点与沉降观测点之间建立固定的观测路线，并在架设仪器站点与转点处做好标记桩，保证各次观测均沿同一路线。
3、沉降观测周期及施测过程
沉降观测周期应能反映出建筑物的沉降变形规律，建筑物的沉降观测对时间有严格的限制条件，特别是首次观测必须按时进行，以取得初始数据，保证有完整的观测结果。沉降观测点首次观测的高程值是以后各次观测用以进行比较的根据，如初测精度不够或存在错误，不仅无法补测，而且会造成沉降工作中的矛盾现象。
本工程施工期间，采用在基础完成后即开始观测。我们用N2级水准仪进行测量，保证沉降观测的精度；每个观测点首次高程都在同期观测两次，比较观测结果，在同一观测点问的高差不超过±0.5mm，认为数据是可靠的。随后每3天观测一次，至连续3次观测数据显示该阶段沉降稳定时，减至每周测一次。随着站身上部结构的施工，特别是墩墙混凝土浇筑、厂房施工、设备安装后，均有可能出现较快沉降。根据规定，沉降速度≥2.0mm/d应减缓加载速度并增加观测次数；本工程施工过程中，特别注意观测建筑物的沉降速度，以便随时调整施工顺序。站身墩墙和电机层为一次性浇筑完成，前3天每天观测一次，观测数据显示，前2次沉降观测累计值达4mm，随即暂停以上部位的后续工作，转为进行上下游联结段的施工。周边河道水位及降水井水位一直变化不大，2周后站身沉降趋于稳定。
主厂房土建施工、机电设备安装分别在4、7个月后实施。在施工暂停期间，每15天进行一次沉降观测，重新开工时进行复测。在控制室、检修间基础施工时，同时开挖站身两侧土方，在此期间，加密沉降观测频率，每3天观测一次。
一般认为，持力层为砂性土层的建筑物，沉降在施工期间已大部分完成，而持力层为粘性土层的建筑物，施工期间的沉降只是总沉降量的一部分，运行管理期仍会发生较大沉降。沉降是否进入稳定阶段，应由沉降量与时间关系曲线判定。根据有关文献，若最后三个周期观测中每周期的沉降量不大于2倍的测量中误差，可认为已进入稳定阶段。一般工程的沉降观测，若沉降速度小于0.01～0.04mm/d，可认为进入稳定阶段。
为保证观测的准确性，施测过程中采取如下措施：观测在成像清晰、稳定时进行；仪器前、后视距用皮尺丈量，视距为20～30m且前后视距相等；前视各点观测完毕后，回视后视点，最后闭合于水准点上。
在观测过程中，我们遵循了“五定”原则，即基准点和沉降观测点的点位稳定；所用仪器、设备稳定；观测人员稳定；观测时的环境条件相对稳定；观测路线、镜位、程序和方法固定。以上措施能尽量减少观测误差的主观不确定性，能保证各次复测结果与首次观测结果的可比性一致，使所观测的沉降量更真实。本工程各阶段的复测，根据工程进展情况定时进行，无漏测和补测，且测量数据完整，得到的沉降情况和规律是准确的。
4、沉降观测的精度及成果整理
为保证本工程的沉降观测精度，主要采取了以下控制措施：
①沉降观测点相对于后视点高差测定的容差为±1mm(即仪器在每一测站观测完前视各点后，再回视后视点，两次读数之差不超过1mm)；
②每次观测结束后，要检查记录计算是否正确，精度是否合格，并进行误差分配，然后将观测高程列入沉降观测记录表中，计算相邻两次观测之间的沉降量，并注明观测日期和荷重情况，画出每一观测点的时间与沉降量的关系曲线及时问与荷重的关系曲线。两种关系曲线合画在同一图上，以便能清楚的表明每个观测点在一定时间内所受到的荷重及沉降量。
5、结论
2011年4月26日再次到沛西站对站身、上下游翼墙、左右侧副厂房进行沉降观测，各个观测点的观测结果与2011年3月18日相比无变化，且同一底板各点累计沉降量基本一致，站身累计沉降量为16mm，相邻建筑物的相对沉降量均在10mm以内。沉降缝紫铜片垂直止水处未发现渗水现象，站身与副厂房之间无明显的相对沉降。
通过以上观测结果，可以得出如下经验和结论：
①为减小不均匀沉降，建筑物周围土方开挖和后续施工时，尽可能同步对称进行；
②为减小建筑物的沉降量，具备回填土条件后及时按规范要求回填；
③在施工期，做好基坑降排水工作，以减少早期沉降量；
④在施工过程中，当沉降量大于2mm/d时，采取减缓施工速度措施，对建筑物的均匀沉降和稳定有利；
⑤沛西站地基在110kN/m2的压强下累计沉降量仅为16mm，沉降量小于设计规范容许值(150mm)。该站建筑物沉降基本稳定，各部位产生的沉降均不会影响建筑物的正常使用和安全。
参考文献
[1]筑施工手册(第二版)中国建筑工业出版社
[2]李清岳，工程测量，测绘出版社
[3]沛县湖西泵站更新改造工程施工图沛西站，徐州市水利建筑设计研究院
[4]水闸设计规范.SL265―200l
