向東　楊樂(lè)虹

摘? 要：文章以某高層建（構(gòu)）筑物為例，詳細(xì)闡述了建筑物沉降觀測(cè)的方案設(shè)計(jì)、監(jiān)測(cè)實(shí)施、數(shù)據(jù)分析、監(jiān)測(cè)報(bào)告等關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用研究，以期為建（構(gòu)）筑物的沉降觀測(cè)工作實(shí)施提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：建筑物;沉降觀測(cè);監(jiān)測(cè)報(bào)告;應(yīng)用研究

中圖分類號(hào)：TU433? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2020）08-0182-03

Abstract： Taking a high-rise building as an example， this paper expounds in detail the application and research of the key technologies of building settlement observation， such as scheme design， monitoring implementation， data analysis， monitoring report and so on， in order to provide some reference for the implementation of settlement observation of buildings （structures）.

Keywords： building; settlement observation; monitoring report; application research

引言

隨著社會(huì)對(duì)高層建筑物的安全性要求不斷提高，建筑物沉降觀測(cè)也越來(lái)越被重視，因此，根據(jù)建筑物的情況設(shè)計(jì)一個(gè)合理的建筑物沉降觀測(cè)技術(shù)方案尤為重要[1]。準(zhǔn)確和可靠的觀測(cè)成果能夠保證建筑物的施工和運(yùn)營(yíng)的安全[2]。雖然變形監(jiān)測(cè)分為水平位移和垂直位移，但涉及高層建筑物的主要是垂直位移，即建筑物的沉降觀測(cè)。

1 方案設(shè)計(jì)

1.1 基本技術(shù)要求

工作開(kāi)始前，應(yīng)收集建（構(gòu)）筑物及周圍相關(guān)的地質(zhì)資料，針對(duì)建筑物的特點(diǎn)、測(cè)區(qū)條件以及任務(wù)要求，設(shè)計(jì)沉降觀測(cè)方案，包括監(jiān)測(cè)網(wǎng)點(diǎn)布設(shè)，監(jiān)測(cè)等級(jí)、監(jiān)測(cè)周期（確保每期的觀測(cè)要求相同）、項(xiàng)目預(yù)警值以及儀器設(shè)備的確定，監(jiān)測(cè)實(shí)施等。

1.2 監(jiān)測(cè)等級(jí)及精度

變形監(jiān)測(cè)的等級(jí)及精度要求決定于建筑物設(shè)計(jì)時(shí)確定的變形允許值大小，只有建（構(gòu)）筑物的沉降值不超過(guò)變形允許值，才能確保工程的安全。變形監(jiān)測(cè)中的觀測(cè)值中誤差應(yīng)小于變形允許值的1/10～1/20，而建筑物的設(shè)計(jì)一般都要求變形允許值，但也有例外。因此，我們要嚴(yán)格執(zhí)行《建筑變形測(cè)量規(guī)范》（JGJ 8-2016），高層建（構(gòu)）筑物沉降觀測(cè)的變形測(cè)量級(jí)別為二級(jí)，觀測(cè)點(diǎn)測(cè)站高差中誤差為0.5mm。

1.3 監(jiān)測(cè)網(wǎng)點(diǎn)布設(shè)

1.3.1 變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)點(diǎn)

（1）基準(zhǔn)點(diǎn)，是變形監(jiān)測(cè)的基準(zhǔn)，必須布設(shè)在變形影響區(qū)域外且穩(wěn)固可靠的位置。

（2）工作基點(diǎn)，是能直接測(cè)定觀測(cè)點(diǎn)的控制點(diǎn)，在一個(gè)周期內(nèi)應(yīng)保持穩(wěn)定，可選在便于使用且穩(wěn)固的位置。

（3）變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)，布設(shè)在建（構(gòu)）筑物的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)等能反映變形特征的敏感位置，觀測(cè)標(biāo)志采用隱蔽式沉降觀測(cè)標(biāo)志。

1.3.2 監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)網(wǎng)

監(jiān)測(cè)（高程）基準(zhǔn)網(wǎng)由基準(zhǔn)點(diǎn)和工作基點(diǎn)組成，每半年要復(fù)測(cè)一次。當(dāng)對(duì)監(jiān)測(cè)成果的可靠性產(chǎn)生懷疑時(shí)，應(yīng)及時(shí)檢核基準(zhǔn)網(wǎng)。高程基準(zhǔn)網(wǎng)，采用二級(jí)（等）水準(zhǔn)測(cè)量方法觀測(cè)，布設(shè)成內(nèi)部閉合環(huán)。

1.3.3 變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)

變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)由部分基準(zhǔn)點(diǎn)、工作基點(diǎn)和變形觀測(cè)點(diǎn)組成。變形觀測(cè)點(diǎn)要布設(shè)在各建（構(gòu)）筑物變形比較敏感的部位。

1.4 監(jiān)測(cè)周期確定

監(jiān)測(cè)周期的確定應(yīng)根據(jù)建（構(gòu)）筑物的沉降特征、沉降速率、觀測(cè)精度及外界影響因素等綜合確定。監(jiān)測(cè)過(guò)程中，建（構(gòu)）筑物發(fā)生顯著變化時(shí)，應(yīng)及時(shí)增加觀測(cè)次數(shù)。

2 變形監(jiān)測(cè)實(shí)施

2.1 技術(shù)路線

利用已有測(cè)繪成果資料或在測(cè)區(qū)內(nèi)選取高程基準(zhǔn)點(diǎn)，水準(zhǔn)網(wǎng)聯(lián)測(cè)進(jìn)行二級(jí)（等）水準(zhǔn)測(cè)量建立高程基準(zhǔn)網(wǎng)，然后利用精密水準(zhǔn)儀（LeicaDNA03電子水準(zhǔn)儀）通過(guò)測(cè)量各變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)的高差等觀測(cè)值來(lái)測(cè)定變形，從而完成對(duì)工作基點(diǎn)、變形觀測(cè)點(diǎn)的周期性觀測(cè)。

2.2 高程基準(zhǔn)網(wǎng)測(cè)量

2.2.1 高程基準(zhǔn)點(diǎn)的埋設(shè)

本文以某高層建筑物的沉降觀測(cè)為例，在高層建筑物區(qū)域外、位置穩(wěn)定、易于長(zhǎng)期保存的區(qū)域埋設(shè)4個(gè)高程基準(zhǔn)點(diǎn)和工作基點(diǎn)，埋設(shè)的基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)該易于安裝標(biāo)尺，便于進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量。

2.2.2 水準(zhǔn)觀測(cè)

（1）水準(zhǔn)觀測(cè)按照二級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量的觀測(cè)方式，有關(guān)技術(shù)要求應(yīng)符合表1、2的規(guī)定：

（2）水準(zhǔn)記錄采用儀器內(nèi)置的專業(yè)水準(zhǔn)記錄軟件，實(shí)現(xiàn)電子記錄。

（3）外業(yè)觀測(cè)要求。二級(jí)水準(zhǔn)的觀測(cè)方法按照二等水準(zhǔn)的觀測(cè)方法，各測(cè)段均進(jìn)行往返測(cè)，返測(cè)與往測(cè)觀測(cè)順序相反。往測(cè)時(shí)：奇數(shù)站為后-前-前-后順序、偶數(shù)站為前-后-后-前順序;返測(cè)時(shí)：奇數(shù)站為前-后-后-前順序、偶數(shù)站為后-前-前-后順序。

一般觀測(cè)要求按照規(guī)范執(zhí)行。如果在各期監(jiān)測(cè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的相鄰監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間的高差變動(dòng)大、附近建筑物基礎(chǔ)、墻體等出現(xiàn)裂縫等情況，應(yīng)做好巡查記錄，立即向甲方報(bào)告情況，及時(shí)采取相應(yīng)措施。

2.2.3 基準(zhǔn)點(diǎn)高程計(jì)算

（1）因觀測(cè)區(qū)域范圍較小，計(jì)算時(shí)在觀測(cè)的測(cè)段高差中不加入任何改正，取各次觀測(cè)平均值。

（2）利用已有成果或選擇一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)作為起算數(shù)據(jù)，用平差易2005軟件錄入水準(zhǔn)測(cè)量觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行平差計(jì)算，得到各基準(zhǔn)點(diǎn)高程。

2.3 變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)測(cè)量

2.3.1 變形觀測(cè)點(diǎn)的埋設(shè)要求

（1）變形觀測(cè)點(diǎn)應(yīng)布置在便于觀測(cè)和長(zhǎng)期保存的位置。

（2）變形觀測(cè)點(diǎn)的埋設(shè)：主要建（構(gòu)）筑物的每個(gè)敏感位置均布設(shè)一個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)，標(biāo)志埋設(shè)在主要建（構(gòu)）筑物墻體內(nèi)，標(biāo)心采用長(zhǎng)150mm×20mm的圓鋼制作而成，外露50-70mm。

（3）甲方需協(xié)助乙方完成工作基點(diǎn)和變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)的設(shè)置安裝工作，同時(shí)保證工作基點(diǎn)和變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)不能被破壞，還應(yīng)保證乙方的監(jiān)測(cè)人員順利進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)以及工作時(shí)的安全。

2.3.2 監(jiān)測(cè)點(diǎn)觀測(cè)方法

高層建筑物監(jiān)測(cè)點(diǎn)觀測(cè)按二級(jí)變形測(cè)量的精度要求施測(cè)，觀測(cè)要求與“2.2高程基準(zhǔn)網(wǎng)測(cè)量”一致。

沉降觀測(cè)點(diǎn)采用LeicaDNA03型電子水準(zhǔn)儀，配合條碼尺，采用水準(zhǔn)測(cè)量方法進(jìn)行外業(yè)觀測(cè)作業(yè)。水準(zhǔn)路線以高程基準(zhǔn)點(diǎn)作為起始點(diǎn)，經(jīng)各沉降觀測(cè)點(diǎn)，回到原高程基準(zhǔn)點(diǎn)，組成閉合環(huán)。測(cè)站的觀測(cè)在本站各項(xiàng)限差不超限時(shí)，繼續(xù)下一站觀測(cè)。對(duì)水準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行平差處理，獲得各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的高程值。某高層建筑物的成果數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。

3 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理與分析

3.1 觀測(cè)數(shù)據(jù)處理

每期變形觀測(cè)結(jié)束后，剔除有粗差的觀測(cè)數(shù)據(jù)，檢查作為起算點(diǎn)的基準(zhǔn)點(diǎn)穩(wěn)固情況，確保觀測(cè)數(shù)據(jù)、起算點(diǎn)準(zhǔn)確無(wú)誤。采用嚴(yán)密的平差計(jì)算方法，對(duì)獲取的觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行平差處理，再計(jì)算各種變形量。利用變形量數(shù)據(jù)，進(jìn)行變形分析，也可建立變形模型，對(duì)引起變形的原因做出分析和解釋，對(duì)變形的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)估。

3.2 監(jiān)測(cè)資料分析

（1）作圖分析，將觀測(cè)數(shù)據(jù)按時(shí)間順序繪制成過(guò)程線。

（2）統(tǒng)計(jì)分析，用統(tǒng)計(jì)方法計(jì)算各觀測(cè)物理量，分析觀測(cè)物理量的變化規(guī)律、周期性、相關(guān)性和發(fā)展趨勢(shì)。

（3）對(duì)比分析。將監(jiān)測(cè)網(wǎng)的周期觀測(cè)數(shù)據(jù)、觀測(cè)成果進(jìn)行匯總，然后用Excel處理，計(jì)算監(jiān)測(cè)點(diǎn)的高程，將每次觀測(cè)數(shù)據(jù)與上次觀測(cè)數(shù)據(jù)、首次觀測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比，以及周期間的疊合分析，得到各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的垂直沉降值，繪制沉降值曲線圖，以便更好的反映各期下沉情況，對(duì)其進(jìn)行相關(guān)分析，確定變形過(guò)程和趨勢(shì)[3]。圖1是某高層建筑物的沉降值數(shù)據(jù)以及沉降值曲線圖。

4 監(jiān)測(cè)報(bào)告

監(jiān)測(cè)報(bào)告是反映建筑物沉降觀測(cè)結(jié)論性的報(bào)告，對(duì)建筑物的施工及運(yùn)營(yíng)安全具有實(shí)際指導(dǎo)意義。

監(jiān)測(cè)報(bào)告主要有項(xiàng)目的工程概況、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、采用基準(zhǔn)、監(jiān)測(cè)項(xiàng)目、監(jiān)測(cè)等級(jí)及精度、監(jiān)測(cè)方法、監(jiān)測(cè)成果質(zhì)量評(píng)價(jià)、各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的變形監(jiān)測(cè)成果、結(jié)論與建議。其中，結(jié)論與建議是監(jiān)測(cè)報(bào)告中最重要的一環(huán)，本文中建筑物沉降觀測(cè)的結(jié)論可以如下描述：

由各期變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)成果可知：

在4月15日-12月1日的監(jiān)測(cè)過(guò)程中，所有變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)最后100d最大沉降速率：0.017mm/d。

由上述數(shù)據(jù)可知，所有監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)最后100d的最大沉降速率均小于0.04mm/d。根據(jù)《建筑變形測(cè)量規(guī)范》（JGJ 8-2016）中“建筑沉降達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)可由沉降量與時(shí)間關(guān)系曲線判定。當(dāng)最后100d的最大沉降速率小于0.04mm/d時(shí)，可認(rèn)為已達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)”[4]。因此，經(jīng)判定得出結(jié)論：該高層建筑物變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)的變形（沉降）已達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文闡述了在高層建（構(gòu)）筑物沉降觀測(cè)中的方案設(shè)計(jì)、監(jiān)測(cè)實(shí)施、數(shù)據(jù)分析、監(jiān)測(cè)報(bào)告等關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用研究，已在多個(gè)項(xiàng)目中實(shí)際應(yīng)用，以其為沉降觀測(cè)工作實(shí)施提供一定的參考。

參考文獻(xiàn)：

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