DNA03水準儀在高層建筑沉降監測中的應用

黃保存

摘 要 本文就工程實例，對采用DNA03水準儀在高層建筑物進行沉降監測中的應用作一些簡單的論述與探討

關鍵詞 高層建筑物；沉降觀測；基準點；沉降點；精度

DNA03 Level Application in the High-rise Building Subsidence Monitoring

HuangBaocun

（Kunming Engineering Power China Co.， LTD）

Abstract： In this paper， the engineering example， using DNA03 level application in the high-rise buildings for the subsidence monitoring is described and some simple discussion

Key words：High-rise buildings； Settlement observation； Reference point； Settlement points； Precision

1 前 言

近年來隨著改革開放和經濟建設的高速發展，城區高層建筑物越來越多，大家都知道對高層建筑物進行沉降和變形監測有著不可忽視的重要作用，但對其如何進行有效合理的監測，這也是我們值得探討的問題。高層建筑物由于層數多、荷載大、重心高、基礎深，沉降觀測有著特別顯著的作用，但無論高層建筑物的地質條件、基礎類型和結構形式如何，其沉降觀測的目的和要求都是測定建筑物在施工全過程和竣工后的一定時期內緩慢下沉的數值，在出現不均勻沉降產生的應力超過建筑物的容許應力威脅建筑物穩定性的前兆時，應及時采取相應的預防措施，以保證建筑物的安全。

2 基準點、沉降點與水準環線的布設

基準點的埋設主要要求穩定不變和永久保存，使其本身的沉降幅度小于沉降觀測點的沉降幅度，埋設位置主要取決于地質條件和附近建筑物的現狀情況，為此應事先了解了建筑物的平面布置基礎結構和地質資料等，并對施工場地和周圍建筑作實地調查研究。基準點的布設位置除便于觀測外，選擇在不受施工、行車和施工材料堆積物影響的地方。根據上述具體條件，在測量中國電建昆明院水電科技大廈時，埋設了兩個基準點，均安置在地質條件較好、穩定、不易破壞的地點，通過多年來的實測資料檢驗證明，兩基準點均可采用。

中國電建昆明院水電科技大廈由于建筑面積不大，通視條件較好，除設置基準點和沉降點外，未設置工作基點。水準測量是把水準基準點和沉降觀測點串聯起來組合成單一的水準閉合環線，高程起算點與昆明城區的高程點進行了高程聯測。

沉降觀測點的位置設置在方便觀測，觀測期間不易被破壞，最能反映建筑物沉降特征的明顯位置上。根據各種結構埋設于建筑物的四角，一定間距的柱基上，沉降縫兩側，新舊建筑物及縱橫墻的交接處。點的間距平均約8米，沉降觀測點的標志做成“L”字形，支承水準尺的部位做成圓帽狀。

3 精度要求和觀測方法

變形觀測的精度要求，要根據建筑物允許變形值的大小和觀測目的而定，若按變形特征或結構形式確定了建筑物差異沉降的最大允許值，在這個容許數值內將保證建筑物的穩定。為使測量誤差對建筑物沉降的影響極小，按觀測目的，根據《工程測量規范》確定了的允許變形量的1/20作為測量精度要求。

根據沉降點的布設原則，兩沉降點間平均距離在8米以內，差異沉降的最大容許值為：

取1/2為允許沉降量作為測量精度的要求，則差異沉降觀測允許誤差為：

由于差異沉降可直接由兩點的高差求得，故取兩倍的中誤差，則差異沉降觀測中誤差為：

根據計算得到的差異沉降觀測中誤差，按《工程測量規范》變形測量的等級劃分及沉降觀測點的精度要求，確定測量的等級為三等。沉降觀測DNA03水準儀和條形碼水準標尺進行觀測。

根據該棟大樓占地規模不大，水準環線長度不超過300米，10站左右這種情況，把基準點和沉降點混合組成閉合環線，推行統一觀測，用環線閉合差進行檢查，環線閉和差限差（n為測站數），觀測結果閉合差如果符合限差要求，按距離成比例分配閉合差，然后由起算點推算出各基準點及沉降點有無變動情況。

觀測時要求每一測站前后視距差不超過1米，前后視距累計差不超過3米。

觀測的周期，根據要求，在施工期間，從基礎澆灌完畢設點后即開始第一次觀測，往后隨著荷重的逐漸增加，重復進行觀測，每增加一層，觀測一次，竣工后每個月觀測一次，當連續三個觀測周期的沉降量小于觀測精度時，建筑物趨于穩定，觀測便可結束。

4 沉降觀測的測站限差

當確保觀測成果的精度，又能及時發現測量中誤差的粗差，對沉降觀測的測站限差值的大小進行探討，作出合理的規定是必要的。

4.1 基、輔分劃讀數之差的限差

對基、輔分劃讀數之差的限差，考慮到同一標尺基、輔分劃觀測時間短，條件基本一致，所受誤差影響也基本相同，次項限差只須考慮觀測照準誤差和儀器置中誤差。依據DNA03數字水準儀的有關技術參數：

τ″=10″； V=24倍； μ=0.03τ″。 S取20米，則儀器置中誤差為：

精密水準儀的鑒別角距取d=30″/V，則照準誤差為：

設a為后尺讀數，b為前尺讀數，則同一標尺基、輔分劃讀數差為：