水準測量技術在房屋建筑沉降觀測中的應用分析
——以拉薩市應急救援指揮中心項目及附屬建筑物沉降觀測為例

陳加千

（四川省第一測繪工程院，成都 610100）

1 引言

為了保證高層建筑物的正常施工和其安全，就要對其采取變形觀測（本次只分析討論沉降觀測）。為了準確知道建筑物的沉降量，就要建立高精度的高程控制網（基準網）。

2 工程概況

拉薩市應急救援指揮中心項目及附屬建筑物沉降觀測項目位于西藏拉薩市北京西路與魯定北路交叉口。該工程為拉薩市應急救援指揮中心，地下1層地上10層。

3 方案依據

①甲方提供的施工圖；②《工程測量規范》（GB50026-2007）；③《建筑變形測量規范》(JGJ8-2007)；④《建筑地基基礎設計規范》（GB50007－2002）；⑤《國家一、二等水準測量規范》(GB/T 12897-2006)。

4 沉降觀測的等級確定

該項工程屬變形比較敏感的高層建筑物，按規范要求需要進行沉降觀測，結合《建筑變形測量規范》(JGJ8-2007)和《工程測量規范》（GB50026-2007）有關規定，并參考同類工程經驗，確定該項工程屬二等變形監測等級，即：變形點的高程中誤差≤±0.5mm。

5 儀器設備及人員配置

5.1 儀器設備

托普康數字水準儀DL-501（DS05級）一臺（套）及配套因瓦條碼式水準標尺一副、蘭德HT2680A一臺（套）、計算機一臺、30m皮尺等。使用儀器設備均具有符合相關規范的儀器鑒定證書。

5.2 人員配置

本工程項目負責人1名、現場技術負責人1名、技術人員3名。測量工作人員均做到持證上崗。

6 基準網布設、觀測及平差成果

6.1 基準網布設

基準網布設原則為便于沉降點的順利觀測，必須設立穩固可靠、方便復測的基準點，結合現場地質條件及周邊地形環境，在工程變形影響區域外布設3個基準點于穩固的構筑物上，構成閉合環形式的沉降觀測基準網。

6.2 基準網觀測

基準網觀測按國家一等水準測量的相關技術要求以閉合水準路線采用數字水準儀觀測進行施測，經我單位自行研發的水準測量外業記錄軟件包記錄（已經國家權威機構鑒定通過），視線長度≥4m且≤30m，前后視距差≤1m，前后視距累積差≤3m。往、返測奇數站照準標尺順序為：后視標尺、前視標尺、前視標尺、后視標尺；往、返測偶數站照準標尺順序為：前視標尺、后視標尺、后視標尺、前視標尺。路線閉合差≤±0.30（n為測站數）mm，相鄰基準點高差中誤差≤±0.5mm，每站高差中誤差≤±0.15mm。

6.3 基準網平差成果

本工程高程采用假定高程系統，假定點G1高程為3650m（近似海拔高）。基準網觀測平差成果作為沉降觀測點的起算成果，準確性尤為重要。基準點埋設完畢并穩定后即進行初始值觀測，初始值觀測連續觀測兩次，取其平均值作為基準點的高程成果。

基準網觀測外業工作結束后將蘭德HT2680A內存中的外業觀測數據下載進計算機后,經我單位自行研發的水準測量外業記錄軟件包軟件處理并經過尺長和正高改正后，用清華山維新技術公司開發的測量控制網平差軟件《NASEW3.0》進行平差計算各點的高程和精度統計，并取其平均值作為基準點首次沉降觀測高程成果。

7 沉降網布設、觀測及平差成果

7.1 沉降網布設

沉降觀測點的布設原則是建筑物的四角等主要特征部位及密度適中，能夠監控建筑物的整體變形與局部變形情況；根據該工程的地質情況、基礎形式的特點，沉降觀測點布設于首層（出地面后）位置，布設19個沉降觀測點于在建房屋承重墻體和已建房屋承重墻體，構成附合水準路線的沉降觀測網。

7.2 沉降網觀測

沉降網觀測按國家一等水準測量的相關技術要求以附合水準路線進行施測，經我單位自行研發的水準測量外業記錄軟件包記錄，視線長度≥4m且≤30m，前后視距差≤1m，前后視距累積差≤3m。每次觀測時，必須按附合水準路線至少連測兩個水準點，以保證具有沉降觀測所必須的檢核條件，減少測量誤差的發生。往、返測奇數站照準標尺順序為：后視標尺、前視標尺、前視標尺、后視標尺；往、返測偶數站照準標尺順序為：前視標尺、后視標尺、后視標尺、前視標尺。路線閉合差≤±（n為測站數）mm，變形觀測點高程中誤差≤±0.5mm，每站高差中誤差≤±0.15mm。

7.3 沉降網平差成果

沉降網各周期觀測外業工作結束后將蘭德HT2680A內存中的外業觀測數據下載進計算機后,經我單位自行研發的水準測量外業記錄軟件包軟件處理并經過尺長和正高改正后，用清華山維新技術公司開發的測量控制網平差軟件《NASEW3.0》進行平差計算各點的高程和精度統計。

8 沉降點觀測成果統計分析

8.1 沉降觀測點沉降量統計表

由沉降點沉降量統計知：沉降點本次沉降量變化都較小，連續兩次最大沉降量變化B9為-0.96 mm，沉降速率=-0.96mm/259天≈0.004mm/天，符合沉降速率小于0.03mm/天可作為進入穩定階段的標準，即當沉降速度小于0.03mm/天時可以停止觀測工作；沉降點累計沉降量B17（原B15最大為+12.28mm被破壞不統計）最大為-2.15mm，B8最小為+0.15 mm。

8.2 監控預警值與監控報警值

根據國家標準《建筑地基基礎設計規范》GB50007-2002第5.3.4條規定：對砌體承重結構和框架結構的工業與民用建筑物相鄰柱基的沉降差，變形允許值≤0.002*L，取規范變形允許值為監控報警值。取監控報警值的70%為監控預警值，即建筑物相鄰柱基的沉降差監控預警值≤0.0014L（0.002*L*70%=0.0014L）［L為相鄰柱基的中心距離（mm）］。

在觀測期間該建筑物的相鄰柱基的最大沉降差為10.74mm（B15觀測點～B16觀測點，該兩點相鄰柱基的中心距為24600mm），建筑物相鄰柱基的沉降差監控預警值為0.0014*24600mm=34.44mm；監控報警值為0.002*24600mm=49.20mm，最大沉降差約為監控預警值的31.2%(10.74mm/34.44mm≈31.2%)；約為監控報警值的 21.8%(10.74mm/49.20mm=21.8%)。由此表明建筑物在整個觀測期間，建筑物地基變形值小于監控預警值及監控報警值。

9 經驗與結論

為了確保提供準確、可靠、連續的建筑物沉降數據和監視該建筑物在施工、營運階段的穩定性，首先測量單位必須建立穩定可靠、便于復測和保存的基準網，并與建設單位、設計單位和施工單位共同做好基準點和沉降點的布設與保護工作，防止基準點和沉降點遭到破壞而耽誤沉降觀測周期，以延誤沉降觀測資料的及時性和有效性；其次是確保測量人員在每周期觀測時，遵循采用相同觀測路線和觀測方法，使用相同的儀器和設備，相同的觀測人員和立尺人員，在基本相同的環境條件下觀測的原則。

通過工程在施工繁忙、嘈雜環境下的順利實施，顯現出采取的技術方案和儀器設備是可行的和正確的，保證了建筑物在施工和運營階段中穩定性和安全性，也為建筑物沉降觀測數據的沉降量統計和分析帶來重要依據。