水準測量技術在高層沉降觀測上的應用

2012-04-12 00:00:00黃慶鋒張亞娟

中國新技術新產品 2012年22期

摘要：工程建筑物沉降變形是不可避免的。如果變形在一定的限度之內屬正常現象，但一旦超過某一限度，就會危及建筑物的安全。因此，在建筑物的施工和運營期間，都必須對建筑物進行安全監測，以便及時掌握變形情況，發現問題并采取措施進行處理，保證建筑物從施工開始到運營期間均安全有效。

關鍵字：水準測量；高層沉降；數據處理

中圖分類號：TU19 文獻標識碼：A

1 概述

變形監測的方法有：常規的大地測量方法、專門測量手段、空間測量技術以及攝影測量和激光掃描技術。本次監測建筑物的沉降，采用的是常規大地測量方法中的精密高程測量，采用重復精密水準測定監測點之間的高差及其變化，數據統一平差，繪制時間變化曲線圖，分析變形監測的成果，達到對該工程安全監測的目的。

2 測量區情況

（1）本次測量工程總部設在貴州興義市，被監測對象為市區某小區的4#樓，該樓共18層，框架結構，占地面積約584平方米，2010年12月竣工，已通過驗收，業主已入住。

（2）水準基點BM1、BM2、BM3作為沉降監測基準的水準點，布設在大樓影響區域外約200m處埋設混凝土標，水準點設置3個構成水準基點組，為檢查其本身的高程是否有變動，在3個水準基點的中心位置設置固定測站，每次測量前測定三點間的高差，作為水準基點穩定性的判斷。

（3）工作基點BM4作為水準基點和監測點之間的聯系點，布設在盡可能靠近被監測大樓處，點位只要保證每次觀測期間的穩定即可，故點位標志采用淺埋混凝土，并與水準基點構成水準網。

（4）沉降監測點是測量大樓沉降量的依據，在大樓轉角處，中點處一共布設了10個（J01…J10）沉降觀測點。監測點采用隱蔽式墻角標志，并固定在大樓結構基礎柱上，高出室外地坪0.5m。

3 儀器性能介紹

整個工作始終都采用高精度水準儀蘇光DS05以及配套腳架、銦瓦尺，根據儀器情況，可滿足此次沉降觀測要求。

4 水準基點與工作基點施測

根據二等水準測量規范要求，結合地形，布設三個水準基點構成閉合水準路線，以BM1假設為已知點作為起點，施測路線BM1-BM2-BM3-BM1，閉合差滿足要求后平差分配閉合差，獲得BM1、BM2、BM3高程。工作基點BM4以BM2、BM3為已知點，構成符合水準路線，施測路線BM2-BM4-BM3，閉合差滿足要求后平差分配閉合差，獲得BM4高程。

如圖1：

圖1

水準基點平差成果如表1：

工作基點平差成果如表2：

監測點成果表如表3：

5 監測點實測與成果整理

地基變形沉降的穩定標準應由沉降量～時間關系曲線判定。《建筑變形測量規程》（JGJ/T8-97）中指出，一般工程若沉降速率小于0.01～0.04mm/d，可認為建筑物已經進入穩定階段，具體取值宜根據各地區地基土的壓縮性確定。本工程取值為0.04mm/d。

監測點觀測以幾何水準測量方法實施觀測，從工作基點BM4為起點，按照《建筑變形測量規程》（JGJ/T8-97）中的一級變形觀測技術指標要求，即沉降觀測點測站高差閉合差≤±0.15mm，往返較差及環線閉合差≤±0.3（n為測站數），最弱點的高程中誤差≤±1.0mm，平差以BM4為起算點，經嚴密平差計算出監測點J01-J10的高程。

如圖2

圖2

監測點沉降時間變化圖如下圖3

圖3

6 結論

結論：根據12次監測的結果，結合沉降時間變化圖與監測成果表顯示，沉降速度均小于0.04mm/d，故此樓已處于穩定狀態。

結語

從水準沉降監測中，得出如下體會：

（1）沉降觀測的自始至終要遵循“五定”原則

所謂“五定”，即通常所說的沉降觀測依據的基準點、工作基點和被觀測物上的沉降觀測點，點位要穩定；所用儀器、設備要穩定；觀測人員要穩定；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。

（2）儀器、設備的操作方法與觀測程序要熟悉、正確。在首次觀測前要對所用儀器的各項指標進行檢測校正，必要時經計量單位予以鑒定。連續使用3-6個月重新對所用儀器、設備進行檢校。在觀測過程中，操作人員要相互配合，工作協調一致，認真仔細，做到步步有校核。

（3）根據建筑物的特性和建設、設計單位的要求選擇沉降觀測精度的等級。再未有特殊要求情況下，一般性的高層建構筑物施工過程中，采用二等水準測量的觀測方法就能滿足沉降觀測的要求。