高層建筑沉降觀測實例及數據分析

王志城，湯江龍

（東華理工大學測繪工程學院，江西南昌 330013）

高層建筑沉降觀測實例及數據分析

王志城，湯江龍

（東華理工大學測繪工程學院，江西南昌 330013）

對沉降觀測進行了研究，并結合實例介紹了高層建筑沉降觀測的步驟，提出利用Matlab生成沉降速率圖，并總結了在沉降觀測過程中需要注意的問題。

高層建筑；沉降觀測；觀測周期

隨著城市化水平的不斷提高和城市土地資源的減少，城市各類高層建筑物日益增多。由于樓層的增加，荷載的增加，在地基基礎和上部結構的共同作用下，高層建筑物可能發生不均勻沉降，若沉降嚴重則將危及高層建筑物的安全[1-3]。同時，為了方便以后的科學研究以及收集可靠的科研數據資料，需要對高層建筑進行沉降觀測[4]。沉降觀測主要是反映沉降現象和趨勢，對于沉降觀測數據的科學分析，可以使沉降觀測的結果更可靠和更具研究價值。

1 沉降觀測方法步驟

1.1 工程概況

天籟之音1#、2#樓位于閬中市七里新區景觀大道東側，此工程是2幢11+1層的高層框剪結構建筑，基礎類型為筏板基礎。

1.2 儀器設備及檢測

按照建筑物變形測量規范三級水準測量的精度進行，沉降觀測采用的儀器是水準儀（出廠編號為249276）及其配套的銦瓦水準尺；在首次觀測前對所用儀器的各項指標進行檢測校正，連續使用 6個月的，需重新對所用儀器、設備進行檢校。

1.3 作業技術規范

本工程所用作業規范為：建筑變形測量規范JGJ/T 8-2007、工程測量規范GB50026-2007和國家一、二等水準測量規范GB/T 12897-2006。

1.4 沉降觀測作業原則

沉降觀測作業的原則為[5-7]：①固定主要觀測人員,②固定觀測儀器、標尺和標志桿,③固定觀測線路和觀測方法,④每次觀測前30min晾儀器和標尺,⑤使用的儀器設備定期檢測校正,⑥前后視的標尺至儀器的距離盡可能相等。

1.5 沉降水準控制網及觀測點的布設

1#、2#樓沉降點共布設了27個，其中24個監測點（點號為 CJ1～CJ24）均勻地布設在地基上，3個基準點（點號為T1-T3）布設在景觀大道、巴都大道和華胥路上。1#樓的沉降點位分布如圖1所示。

圖1 1#樓沉降點位分布

1.6 沉降觀測精度設計

根據規范，本項目擬采用二級和三級沉降觀測精度。二級精度使用于基準點間和引測部分的控制測量，三級精度使用于沉降點間的測量。根據規范以及需要，本項目共進行4次沉降觀測，其限差數據見表1。

表1 沉降觀測限差表

1.7 沉降觀測作業周期

第1周期外業觀測，安排在2010年6月29日進行，此時建筑物已施工至第5層。第1周期外業觀測的測站精度指標和閉合環的高差環閉合差（見表2）均滿足三級水準測量的精度要求。

表2 基準路線閉合差統計表

基準點觀測路線為：A011-T1-T2-T3-A011。

基準點觀測成果為：單位權中誤差為:±0.63mm/km,S1=0.537 3 km,i=+6.3"。

需要注意的是：①由于建筑物附近沒有滿足三級水準測量的已知一等水準點，將建筑物附近的三等水準點A011作為假設的一等點供基準點的首級控制點使用；②上面的“i”表示儀器的i角誤差。

首次觀測路線為：T2-CJ1-CJ2-CJ3-T2-CJ4-CJ5-T2-TP1-CJ6-CJ7-CJ8-CJ9-TP2-CJ10-CJ11-CJ12-CJ13-TP2-CJ14-TP3-CJ15-TP4-CJ16-CJ17-CJ18-TP4-CJ19-TP5-CJ20-CJ21-CJ22-TP6-CJ22-CJ23-CJ24-TP6-TP7-T2

首次觀測沉降點成果為：

單位權中誤差為：±2.69mm/km，S2=0.7063 km，i=+6.3"。

第2周期沉降觀測在建筑物已施工至第8層時開始，第3周期沉降觀測在建筑物完全竣工后的第2天開始，第4周期沉降觀測安排在竣工4個月后。4個周期的限查均符合規定的要求。

1.8 監測結束所提交的資料

每次沉降觀測結束后都要做好記錄，及時計算各沉降點的高程、本次沉降量、累計沉降量和平均沉降量，未發現異常情況或沉降量及不均勻沉降超大。沉降監測結束后，需向相關單位提供的技術資料有：工程平面位置圖及基準點監測點分布圖、時間-荷載-沉降量曲線圖和沉降速率圖。

2 沉降觀測結果分析

該工程沉降觀測于2010年6月29日開始至2011年9月26日結束。通過4期沉降觀測數據的計算和分析，得出該建筑物在觀測期間的累計沉降量較小，沉降均勻，沉降速率較小，未發現異常情況，符合建筑變形測量規范三級水準測量規范要求。從各點的沉降量和沉降速率上看，在最后100 d內，最大沉降速率為0.011 mm/d滿足《建筑變形測量規范》要求（0.01～ 0.04mm/d），故可以得出結論：該建筑物的沉降變化在現階段已經進入穩定階段。

傳統的建筑物沉降結果是通過建筑物沉降量曲線圖和沉降速率圖來描述的，一般是用CAD來繪制，費時費力，本文改變傳統的做法，借助編程軟件 Matlab來繪制沉降速率圖，提高了出圖效率，Matlab成圖如圖2所示。

圖2 第2-3周期沉降速率圖

3 沉降監測的注意事項

在進行建筑物的沉降觀測時，應注意以下問題：①嚴格依照最新的規范作業；②保證每次進行沉降觀測的天氣環境、人員、儀器的型號性能一致；③保持前后視距一致；④根據要求計算合適的沉降觀測等級。

[1] 韓正,杜海霞,龍飛，等.高層建筑沉降觀測及其數據分析[J].城市勘測,2009,1:108-110

[2] 宗剛軍.高層建筑沉降觀測方法[J].陜西煤炭,2009（05）：98-100

[3] 張興德.高層建筑沉降觀測技術及數據處理[J].安徽建筑, 2008,5:166-167，177

[4] 黃育華,倪宏宇.建筑沉降觀測數據處理[J].地理空間信息, 2008,6(2):117-118

[5] JGJ/T 8-2007.建筑變形測量規范[S].

[6] GB50026-2007.工程測量規范[S].

[7] GB/T 12897-2006.國家一、二等水準測量規范[S].

Settlement Observation Example and Data Analyzing of High-rise Building

by WANG Zhicheng

This paper researched on settlement observation and introduced the steps of High-rise building settlement observation through examples.We made the sedimentation rate chart by Matlab and sum-marized the attentive problems in the process of settlement observation in this paper.

high-rise building，settlement observation，observation cycle （Page:153）

P258

B

1672-4623(2012)03-0153-02

2011-10-28

項目來源：江西省2011年度研究生創新專項資金資助項目（DYCA11011）。

王志城，碩士，研究方向為GIS在城鄉規劃中的應用。