建筑物沉降監測設計與實踐

符海鷗，李 奎，付業平

（1.四川省核工業地質調查院,四川成都610000；2.成都西南冶金測量工程公司,四川成都610051）

建筑物沉降監測設計與實踐

符海鷗1，李 奎2，付業平2

（1.四川省核工業地質調查院,四川成都610000；2.成都西南冶金測量工程公司,四川成都610051）

闡述了建筑物沉降監測的方案設計過程，以成都市將軍碑建筑模板有限公司研發樓為例，進行了水準基點穩定性分析，結合成果表對觀測數據做了詳細統計分析，并得出相應結論。

沉降監測；基準點；穩定性

目前，主要的工程建筑物得變形監測在設計階段就開始考慮了，設計單位在進行工程設計的同時，對工業與民用建筑物做出相應的變形監測設計，然后在建筑物的施工及運營期間進行定期觀測，以保證建筑物安全[6]。

1 變形觀測方案設計

1.1 建筑物變形觀測基本流程

1）籌備階段。設計單位要編寫一個實施觀測工作的技術任務書，其中包括水準標石和沉降標志的布設方案，確定沉降的相對精度指標及觀測周期和觀測期限。承擔觀測工作的測量單位要根據技術任務書編寫測量工作計劃，計劃必須包括：水準標石的布設略圖及其類型、沉降標志的結構及其固定方法、水準測量線路略圖、精度估算和觀測方法以及平差計算方法[1]。

2）外業布點、觀測及成果處理。工作計劃確定后，就要埋設高程控制標志和沉降標志。在測區建立高程控制之后，開始建筑物的沉降觀測，在一期外業觀測結束之后，要編繪標有水準標石和沉降標志之間的高差和距離的水準路線略圖，計算閉合環的閉合差[7]。如果閉合差在限差之內，則可以對線路進行平差，評定外業觀測精度，并計算沉降速度。

3）建筑物沉降和地基相對變形的確定。最后的工作是編制每期沉降量、荷載、時間（S-P-T）關系曲線圖分析表，形成最終沉降量統計表，編寫沉降技術報告書等。

1.2 觀測網點的布設方案

1）對于建筑物較少的測區，宜將控制點連同觀測點按單一層次布設；對建筑物較多且分散的測區，宜按 2個層次布網，即由控制點組成的控制網、觀測點與所聯測的控制點組成的擴展網。

2）應該有至少3個水準基點，可選擇穩定性較好的水準基點作為常用點和檢核點。

3）水準點間距一般15m-20m，沿建筑物四角，縱橫墻的交接處和伸縮縫兩側布置，且和建筑物軸線平行（或垂直）。

4）一般情況下，基準點應與附近的國家水準點聯測，只有當水準點較遠時，才可以采用獨立的假定高程系統，所有的水準基點起算數據要統一平差，組成統一的變形監測網。

5）單獨建筑物至少布設3個水準點，以便相互檢核。

6）應避開交通干道、地下管線、松軟填土、振動區等易遭受腐蝕和破壞的地點[2]。

1.3 變形觀測成果的精度評定

1981年國際測量聯合會提出，如果觀測目的是為使變形值不超過某一允許數值而確保建筑物安全，則其觀測中誤差應該小于容許變形值的 1/10-1/20；如果目的是研究其變形過程，那么中誤差應該比這個（1/10-1/20）小的多[3]。

1.4 需要遵循的原則

一般沉降觀測都首先要遵循"五定"原則：沉降觀測的基準點、工作基點和被觀測物上的沉降監測點要穩定；所用儀器、設備要固定；觀測人員要固定；觀測時的環境條件基本一致；觀測路線、鏡位、程序和方法要固定[4]。

2 工程應用

2.1 工程概況

成都市將軍碑建筑模板有限公司研發樓位于成都市龍潭寺龍港鋼材市場旁，為5層U型辦公樓，監測工作中共設3個水準基點，16個觀測點，觀測歷時8個月。

2.2 水準基點的設立及檢測

水準基點是整個觀測工作的基準，為保證觀測值的高可靠性[5]，在施工區附近（變形區外）共設了供沉降觀測使用的3個水準基點（BM 1～BM 3）。

表1 水準基點可靠性比較分析表

高程系統為獨立高程系，由以上3個水準基點構成水準閉合環，于2008年12月20日進行了初始值觀測后，于2009年4月16日對水準基點進行了1次檢測工作，其檢測及穩定分析結果見表1，每次水準基點穩定性檢測工作完成后，及時對非穩定的水準基點的高程值進行修改處理，為觀測數據的準確性提供了可靠依據，由表1可見各水準基準點穩定可靠。

2.3 基準點與觀測點的布設

根據該建筑物的結構、地基及荷載特點并結合有關規范要求，在施工區附近（變形區外）共設了供沉降觀測使用的3個水準基點（BM 1～ BM 3），變形區內設置16個沉降觀測點，觀測點具體位置見圖1。

2.4 沉降數據統計分析

從表2可以看出：

1）2008年12月20日～2009年10月19日觀測期間，最大累計沉降量為4.54 mm（5#觀測點），最小累計沉降量為2.85 mm（1#觀測點），最大沉降差為1.69 mm（1#觀測點～5#觀測點），平均累計沉降量為3.39mm。

圖1 點位布置示意圖

2）在最近3個觀測周期之間，即2009年6月17日～2009年10月13日，時間間隔分別為118 d，其平均沉降量為0.36mm，平均沉降速度分別0.003mm/d。

表2 觀測成果表

測點第5周期（09.6.17） 第6周期（09.7.24） 第7周期（09.8.14） 第8周期（09.10.13）高程/m 累計沉降量/ mm 高程/m 累計沉降量/ mm 高程/m 累計沉降量/ mm 高程/m 累計沉降量/ mm 1# 2# 3# 4# 5# 6# 7# 8# 9# 10# 11# 12# 13# 14# 15# 16# 500.309 78 -2.430 500.309 55 -2.660 500.309 37 -2.842 500.309 36 -2.850 500.271 31 -2.820 500.271 22 -2.910 500.271 05 -3.078 500.270 99 -3.143 500.274 36 -2.860 500.274 19 -3.030 500.273 87 -3.350 500.273 64 -3.580 500.239 05 -3.520 500.238 81 -3.760 500.238 71 -3.858 500.238 57 -4.005 500.307 45 -4.080 500.307 32 -4.210 500.307 08 -4.449 500.306 99 -4.540 500.267 53 -2.710 500.267 43 -2.810 500.267 28 -2.960 500.306 99 -4.540 500.296 75 -3.460 500.296 57 -3.640 500.296 51 -3.703 500.267 20 -3.044 500.325 68 -3.650 500.325 62 -3.710 500.325 55 -3.780 500.296 44 -3.767 500.263 87 -2.660 500.263 68 -2.850 500.263 59 -2.939 500.263 52 -3.007 500.312 42 -3.420 500.312 27 -3.570 500.312 22 -3.617 500.312 03 -3.810 500.397 05 -3.170 500.396 91 -3.310 500.396 79 -3.434 500.396 64 -3.580 500.302 13 -3.580 500.302 00 -3.710 500.301 89 -3.819 500.301 84 -3.870 500.337 47 -2.850 500.337 36 -2.960 500.337 32 -2.999 500.337 29 -3.035 500.317 52 -3.920 500.317 27 -4.170 500.317 09 -4.354 500.316 98 -4.460 500.356 36 -3.380 500.356 25 -3.490 500.356 01 -3.730 500.355 98 -3.760 500.298 03 -3.120 500.297 93 -3.220 500.297 86 -3.289 500.297 79 -3.360

3）沉降量、荷載、時間（S-P-T）關系曲線圖（見圖2）分析，從沉降曲線的分布情況來看，所有沉降曲線較集中，表明在觀測期間本棟建筑物的基礎不均勻沉降現象不顯著。

從沉降曲線的沉降趨勢來看，2009年4月以后所有沉降曲線開始逐漸趨緩，表明建筑物體物在2009年6月上旬以后開始逐步進入穩定沉降階段。

圖2 1-4號點沉降量曲線圖

3 結 語

1）根據對成都市將軍碑建筑模板有限公司研發樓16個沉降點8個觀測周期結果來看，隨著季節而引起的地下水交替變化，各點都在發生著變化，但這些變化趨勢基本一致，說明是均勻變化。

2）根據建筑各個方向沉降來看，建筑對地基的壓力比較平衡，各沉降點的差異沉降很小，由此看來大樓的整體受力比較均勻。

3）成都市將軍碑建筑模板有限公司研發樓最后100 d的平均沉降速率為0.003 mm/d，各沉降觀測點位的沉降速率均較小，說明基礎比較穩固、平衡。

4）建筑物未發現裂縫等異常。

5）成都市將軍碑建筑模板有限公司研發樓平均沉降速率為 0.003 mm/d，達到《建筑變形測量規程》JGJ/8-2007規范規定：“沉降速率小于0.01-0.04 mm/d，可認為已進入穩定階段。”

[1] 獨知行,靳奉祥,馮遵德.高層建筑物整體變形監測及分析方案[J].工程勘察,2000,2(2):55

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[3] 吳子安.工程建筑物變形觀測數據處理[M].北京:測繪出版社,1989

[4] 林勛.建筑物變形監測的綜合研究[J].長春工程學院學報, 2005,6(2):45-46

[5] 程軍.建筑物變形監測設計與實施[J].海洋測繪,2005,25(3): 42-43

[6] 李青岳,陳永奇.工程測量學[M].北京:測繪出版社.1995

[7] 趙鈷茂.加強建筑工程的變形監測[J].山西建筑,2004(4):128-129

Design and Practice of Deformation Monitoring of Building

by FU Hai'ou

This paper expounded the design of the building's settlement monitoring process to Chengdu general tablet research building structural template Co.,LTD as an example,the level of the stability analysis,combining results point on the watch for observation data statistics and analysis,and a detailed corresponding conclusion.

subsidence monitoring，baseline point，stability

2011-04-06

項目來源：科技部國家科技攻關基金資助項目（2005BA901A03）。

P258

B

1672-4623(2011)06-0133-03

符海鷗，助理工程師，主要從事測量及其相關工作。