王羲光

（機(jī)械工業(yè)勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司 陜西西安 710043）

1 引言

改革開放已有35年，我們的國(guó)家，我們的每一個(gè)城市都發(fā)生了翻天覆地的變化。特別是近年來高層、超高層建筑越來越多，同時(shí)新開發(fā)的每一個(gè)小區(qū)都要建設(shè)一定規(guī)模的地下工程。為了主體建筑及基坑、基礎(chǔ)工程的施工安全，必須進(jìn)行變形測(cè)量工作，這里結(jié)合本人從事的主體建筑的沉降觀測(cè)及基坑的變形監(jiān)測(cè)工程，來淺述建筑變形測(cè)量精度和頻率的確定。

2、變形測(cè)量的目的

2.1 沉降觀測(cè)目的

掌握建筑物在觀測(cè)周期內(nèi)的沉降情況，結(jié)合地質(zhì)勘察、基礎(chǔ)施工、建筑設(shè)計(jì)等相關(guān)專業(yè)的實(shí)際情況，綜合分析沉降規(guī)律、作出預(yù)報(bào)、確保建筑物的安全及施工工作的順利進(jìn)行。同時(shí)沉降觀測(cè)成果也是建筑工程質(zhì)量檢查的主要依據(jù)和竣工驗(yàn)收不可缺少的技術(shù)資料。

2.2、基坑變形測(cè)量的目的

基坑開挖時(shí)土體變形的控制是工程成敗的關(guān)鍵問題之一。當(dāng)進(jìn)行基坑開挖時(shí)，由于應(yīng)力釋放等原因，土體總要發(fā)生變形的，即使是進(jìn)行了必要的基坑支護(hù)工作，一定程度的變形也在所難免。如果超過容許值，都將對(duì)工程造成危害，為了工程的安全順利進(jìn)行，在施工中必須對(duì)基坑進(jìn)行變形測(cè)量，以便及時(shí)掌握其變形的位移值和發(fā)展趨勢(shì)。

3 變形測(cè)量精度的確定

當(dāng)前確定變形測(cè)量的精度的方法一般取建筑物允許變形值的 1/10～1/20作為變形觀測(cè)的監(jiān)測(cè)精度，即變形觀測(cè)的中誤差應(yīng)小于允許變形值的1/10～1/20。這種方法是比較合適，因?yàn)楦拍钋宄?、取值容易。建筑物允許變形值可以從相關(guān)規(guī)范如《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》中查取或設(shè)計(jì)人員根據(jù)建筑物的性質(zhì)、作用和地基條件等因素計(jì)算而得。有時(shí)根據(jù)變形觀測(cè)的目的來考慮精度要求也是必要的，我們知道在監(jiān)視安全和科學(xué)研究在精度上的要求是有差異的，后者的要求比前者要求要高的多。

3.1 沉降觀測(cè)精度的確定

這里以常見的工業(yè)與民用建筑的沉降工程為例來說明沉降觀測(cè)精度的確定，建筑物變形的允許值我們可以從相關(guān)的規(guī)范中查取如表1。

表1:建筑物變形的允許值（選有關(guān)部分）

《建筑變形測(cè)量規(guī)范》中關(guān)于沉降觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè)，可布設(shè)在建筑物的四角、大轉(zhuǎn)角處及沿外墻每10～15m處或每隔2～3根柱基上布設(shè)。

這里取兩個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)之間的距離 L=10m,設(shè)差異沉降最大允許值

依此計(jì)算差異沉降最大允許值為:

由于差異沉降可直接由兩點(diǎn)間的高差來求得，故取兩倍中誤差為容許誤差，則差異沉降觀測(cè)中誤差m為:

實(shí)際應(yīng)用取小于這個(gè)值，如《建筑變形測(cè)量規(guī)范》（JGJ8-2007）中，變形測(cè)量二級(jí)（民用建筑物等級(jí)多為二級(jí)）的主要精度指標(biāo)如表2:

表2

通常觀測(cè)時(shí)，為了保證測(cè)量精度，使用數(shù)字水準(zhǔn)儀或精密光學(xué)水準(zhǔn)儀，按幾何水準(zhǔn)測(cè)量方法,監(jiān)測(cè)各點(diǎn)的沉降量。每次觀測(cè)時(shí)，盡量保持觀測(cè)方法、觀測(cè)線路一致并使用同一儀器。

2.2 基坑變形觀測(cè)精度的確定

目前基坑的支護(hù)方式多為土釘墻或護(hù)坡樁，對(duì)于一級(jí)基坑，巖土基坑支護(hù)設(shè)計(jì)對(duì)于變形監(jiān)測(cè)的要求多為:

土釘墻頂水平位移控制值20mm，報(bào)警值15mm；

護(hù)坡樁樁頂水平位移控制值30mm，報(bào)警值25mm；

根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50202-2002規(guī)定的基坑變形監(jiān)控值，見表3（監(jiān)控值約為允許值的60%）按允許值的1/10～1/20確定觀測(cè)精度，并按《建筑變形測(cè)量規(guī)范》JGJ8-2007確定精度級(jí)別。

表3:基坑變形監(jiān)控控制（cm）

這里僅以一級(jí)基坑為例，在變形監(jiān)測(cè)中基坑頂部的水平位移觀測(cè)中誤差的計(jì)算:從表3中可知，一級(jí)基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻頂位移監(jiān)控值為 30mm,按允許值的 1/10～1/20確定觀測(cè)精度,變形監(jiān)測(cè)時(shí)其水平位移觀測(cè)中誤差應(yīng)為±3.0mm～±1.5mm。

3 變形測(cè)量頻率的確定

變形測(cè)量的頻率，也就是變形測(cè)量的觀測(cè)頻次，即按照一定時(shí)間周期進(jìn)行重復(fù)觀測(cè)。其周期應(yīng)根據(jù)監(jiān)測(cè)體的變形特征、變形速率、觀測(cè)精度和地質(zhì)條件等因素綜合考慮確定。為減少測(cè)量誤差，復(fù)測(cè)期間盡量保持網(wǎng)形、觀測(cè)線路不變，使用同一儀器及設(shè)備并固定專人觀測(cè)。

變形測(cè)量頻率應(yīng)本著實(shí)用原則確定，測(cè)量頻率既要能正確反映出變形點(diǎn)的變化過程，又不得漏掉變形速度和變化時(shí)刻，還要考慮觀測(cè)工作量。

3.1 沉降觀測(cè)頻率的確定

建筑物在荷載作用下，其變化過程大致分以下4個(gè)階段:

①第一階段，沉降速率較大，建筑物主體施工至封頂期間，建筑物逐漸增高，荷載加重，目前多為每增高一層觀測(cè)一次，大約7-10天一次的頻率觀測(cè)；

②第二階段，沉降速率減緩，主體封頂后進(jìn)入二次結(jié)構(gòu)、外裝修施工，即主體封頂后第一年，每3個(gè)月一次的頻率觀測(cè)，周期為一年；

③第三階段，沉降平穩(wěn)，即裝修至使用，也就是主體封頂后第二年，每 6個(gè)月一次的頻率觀測(cè)，周期為一年。在這階段通常情況下同一建筑沉降觀測(cè)點(diǎn)的平均沉降速率可達(dá)到規(guī)定0.02mm/d的穩(wěn)定指標(biāo)（通常這階段的后期每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的沉降速率也可達(dá)到這個(gè)指標(biāo)）。

④第四階段，沉降穩(wěn)定，即使用后，也就是主體封頂后第三年，在觀測(cè)一次。在這階段通常情況下同一建筑的沉降觀測(cè)每個(gè)點(diǎn)的平均沉降速率均可達(dá)到0.02mm/d的穩(wěn)定指標(biāo)。

這里以一棟17層住宅樓的沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)為例，說明觀測(cè)頻率、沉降速率及穩(wěn)定分析情況:

建筑物名稱:花園小區(qū)A18#住宅樓（17層）沉降觀測(cè)儀器:徠卡 DNA03精密數(shù)字水準(zhǔn)儀

注:為了節(jié)約篇幅表中刪去了觀測(cè)點(diǎn)的高程數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)分析:對(duì)沉降觀測(cè)成果數(shù)據(jù)分階段進(jìn)行分析，如主體施工到封頂，封頂后第一年，封頂后第二年，其沉降量、沉降速率如表4:

表4

從表4知第一階段施工至封頂沉降量較大，第二階段封頂后第一年沉降速率減緩，第三階段封頂后第二年沉降平穩(wěn)，且在這階段后期每個(gè)點(diǎn)的沉降速率已達(dá)到建筑物穩(wěn)定指標(biāo)（參考西安地區(qū)，取0.02mm/d，現(xiàn)在一般的沉降觀測(cè)工程到這階段就結(jié)束了）。說明沉降觀測(cè)頻率按照這樣階段及觀測(cè)頻次是客觀合理的。

3.2 基坑變形觀測(cè)頻率的確定

當(dāng)前在城市建設(shè)、房地產(chǎn)開發(fā)的項(xiàng)目工程中，基坑的規(guī)模、安全等級(jí)、精度要求、設(shè)計(jì)深度、支護(hù)方式、降水工程以及施工進(jìn)度等，每一個(gè)因素都影響著基坑變形觀測(cè)的頻率。

當(dāng)然在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，觀測(cè)頻率在滿足技術(shù)要求的情況，還要考慮觀測(cè)的工作量。本人曾遇到一個(gè)深基坑變形監(jiān)測(cè)工程的招標(biāo)項(xiàng)目，有四家單位所報(bào)觀測(cè)次數(shù)從32次到130次不等，差異較大，一時(shí)難以決斷，客觀講觀測(cè)次數(shù)決定著工程造價(jià)。就是因?yàn)闆Q定基坑變形觀測(cè)的頻率的因素太多，各家理解不一致，很難給出一個(gè)統(tǒng)一的觀測(cè)時(shí)間周期頻次所致。

規(guī)范中規(guī)定“基坑開挖期間應(yīng)2～3d觀測(cè)一次，位移速率或位移量大時(shí)應(yīng)每天 1～2次”。通過對(duì)西安地區(qū)近年來基坑變形監(jiān)測(cè)工程的總結(jié)，在正常情況下基坑變形觀測(cè)的頻率（一家之言有待商榷，針對(duì)具體的單項(xiàng)工程根據(jù)要求確定）如下:

①水平位移監(jiān)測(cè)應(yīng)在基坑開挖前測(cè)得初始值，且不應(yīng)少于兩次；

②土方開挖期間（0-5米）每周觀測(cè)1次；

③土方開挖期間（5米-坑底）每周觀測(cè)2次；

④基坑開挖到坑底之后的第一個(gè)月每2天觀測(cè)1次；

⑤基礎(chǔ)施工到±0.0期間每周測(cè)觀測(cè)1次；之后至基坑回填期間每15天觀測(cè)1次。

這里要特別說明，正常情況下是指:（1）基坑變形未出現(xiàn)異常情況；（2）未出現(xiàn)強(qiáng)降雨或連陰雨；（3）土方開挖、支護(hù)工程、基礎(chǔ)施工未出現(xiàn)停工，均能如期進(jìn)行；（4）降水工程未使基坑及周鄰建筑出現(xiàn)異常變形。如果有這些因素之一的存在，就要客觀如實(shí)地考慮這些因素對(duì)基坑安全的影響，調(diào)整變形監(jiān)測(cè)頻率，就要在某一階段加密觀測(cè)頻率，以保證基坑及其施工的安全。

4 結(jié)束語

作者本人根據(jù)自己多年從事變形測(cè)量的工作實(shí)踐，主要針對(duì)城市建設(shè)中主體建筑沉降觀測(cè)、基坑變形監(jiān)測(cè)，來淺述建筑變形測(cè)量精度和頻率的確定。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，目前從事這項(xiàng)工作的有傳統(tǒng)的甲級(jí)測(cè)繪資質(zhì)的單位從業(yè)者，也有乙級(jí)或丙級(jí)資質(zhì)單位的測(cè)量從業(yè)者，在針對(duì)某一個(gè)單項(xiàng)工程，往往不同的單位、不同的人員有不同的理解或?qū)嵤┑募夹g(shù)方案。這篇文章如果對(duì)這項(xiàng)工作的從業(yè)者，特別是年輕的工程測(cè)量人員，有所參考、啟發(fā)或裨益就是我的最大愿望。

文章中如果有錯(cuò)誤或瑕疵，虛心接受專業(yè)同行的指正，并歡迎商榷，共同進(jìn)步。

[1]洪立波，城市測(cè)量手冊(cè)[M]北京:測(cè)繪出版社，1993:6

[2]GB50202-2002，建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范 [S]

[3]JGJ8-2007，建筑變形測(cè)量規(guī)范 [S]