水準(zhǔn)測量技術(shù)在房屋建筑沉降觀測中的應(yīng)用分析

陳加千

【摘 要】房屋沉降觀測的主要目的是為建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位和施工單位提供準(zhǔn)確、可靠的建筑物沉降數(shù)據(jù)，從而監(jiān)視該建筑物在施工、營運(yùn)階段的穩(wěn)定性，同時(shí)結(jié)合現(xiàn)場對建筑物周期性的觀測數(shù)據(jù)的分析和對觀測數(shù)據(jù)的精度評(píng)定，檢驗(yàn)了采用觀測技術(shù)手段的可行性和正確性，從而更有效地為工程建設(shè)服務(wù)。

【Abstract】The main purpose of building settlement observation is to provide accurate and reliable building settlement data for construction units， design units and construction units， so as to monitor the stability of the building during construction and operation phase. Meanwhile， combined with the analysis of the periodic observation data of the building on site， and the accuracy evaluation of the observation data， the feasibility and correctness of the observation technique are verified， so as to serve the engineering construction more effectively.

【關(guān)鍵詞】沉降觀測； 一等水準(zhǔn)觀測；工程建設(shè)

【Keywords】 settlement observation； first level observation； engineering construction

【中圖分類號(hào)】TU196.2 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2018）08-0124-02

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(zhǔn)確知道建筑物的沉降量，就要建立高精度的高程控制網(wǎng)（基準(zhǔn)網(wǎng)）。

2 工程概況

拉薩市應(yīng)急救援指揮中心項(xiàng)目及附屬建筑物沉降觀測項(xiàng)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(yīng)急救援指揮中心，地下1層地上10層。

3 方案依據(jù)

①甲方提供的施工圖；②《工程測量規(guī)范》（GB50026-

2007）；③《建筑變形測量規(guī)范》（JGJ8-2007）；④《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2002）；⑤《國家一、二等水準(zhǔn)測量規(guī)范》（GB/T 12897-2006）。

4 沉降觀測的等級(jí)確定

該項(xiàng)工程屬變形比較敏感的高層建筑物，按規(guī)范要求需要進(jìn)行沉降觀測，結(jié)合《建筑變形測量規(guī)范》（JGJ8-2007）和《工程測量規(guī)范》（GB50026-2007）有關(guān)規(guī)定，并參考同類工程經(jīng)驗(yàn)，確定該項(xiàng)工程屬二等變形監(jiān)測等級(jí)，即：變形點(diǎn)的高程中誤差≤±0.5mm。

5 儀器設(shè)備及人員配置

5.1 儀器設(shè)備

托普康數(shù)字水準(zhǔn)儀DL-501（DS05級(jí)）一臺(tái)（套）及配套因瓦條碼式水準(zhǔn)標(biāo)尺一副、蘭德HT2680A一臺(tái)（套）、計(jì)算機(jī)一臺(tái)、30m皮尺等。使用儀器設(shè)備均具有符合相關(guān)規(guī)范的儀器鑒定證書。

5.2 人員配置

本工程項(xiàng)目負(fù)責(zé)人1名、現(xiàn)場技術(shù)負(fù)責(zé)人1名、技術(shù)人員3名。測量工作人員均做到持證上崗。

6 基準(zhǔn)網(wǎng)布設(shè)、觀測及平差成果

6.1 基準(zhǔn)網(wǎng)布設(shè)

基準(zhǔn)網(wǎng)布設(shè)原則為便于沉降點(diǎn)的順利觀測，必須設(shè)立穩(wěn)固可靠、方便復(fù)測的基準(zhǔn)點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)場地質(zhì)條件及周邊地形環(huán)境，在工程變形影響區(qū)域外布設(shè)3個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)于穩(wěn)固的構(gòu)筑物上，構(gòu)成閉合環(huán)形式的沉降觀測基準(zhǔn)網(wǎng)。

6.2 基準(zhǔn)網(wǎng)觀測

基準(zhǔn)網(wǎng)觀測按國家一等水準(zhǔn)測量的相關(guān)技術(shù)要求以閉合水準(zhǔn)路線采用數(shù)字水準(zhǔn)儀觀測進(jìn)行施測，經(jīng)我單位自行研發(fā)的水準(zhǔn)測量外業(yè)記錄軟件包記錄（已經(jīng)國家權(quán)威機(jī)構(gòu)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(shù)站照準(zhǔn)標(biāo)尺順序?yàn)椋汉笠晿?biāo)尺、前視標(biāo)尺、前視標(biāo)尺、后視標(biāo)尺；往、返測偶數(shù)站照準(zhǔn)標(biāo)尺順序?yàn)椋呵耙晿?biāo)尺、后視標(biāo)尺、后視標(biāo)尺、前視標(biāo)尺。路線閉合差≤±0.30（n為測站數(shù)）mm，相鄰基準(zhǔn)點(diǎn)高差中誤差≤±0.5mm，每站高差中誤差≤±0.15mm。

6.3 基準(zhǔn)網(wǎng)平差成果

本工程高程采用假定高程系統(tǒng)，假定點(diǎn)G1高程為3650m（近似海拔高）。基準(zhǔn)網(wǎng)觀測平差成果作為沉降觀測點(diǎn)的起算成果，準(zhǔn)確性尤為重要。基準(zhǔn)點(diǎn)埋設(shè)完畢并穩(wěn)定后即進(jìn)行初始值觀測，初始值觀測連續(xù)觀測兩次，取其平均值作為基準(zhǔn)點(diǎn)的高程成果。

基準(zhǔn)網(wǎng)觀測外業(yè)工作結(jié)束后將蘭德HT2680A內(nèi)存中的外業(yè)觀測數(shù)據(jù)下載進(jìn)計(jì)算機(jī)后， 經(jīng)我單位自行研發(fā)的水準(zhǔn)測量外業(yè)記錄軟件包軟件處理并經(jīng)過尺長和正高改正后，用清華山維新技術(shù)公司開發(fā)的測量控制網(wǎng)平差軟件《NASEW3.0》進(jìn)行平差計(jì)算各點(diǎn)的高程和精度統(tǒng)計(jì)，并取其平均值作為基準(zhǔn)點(diǎn)首次沉降觀測高程成果。

7 沉降網(wǎng)布設(shè)、觀測及平差成果

7.1 沉降網(wǎng)布設(shè)

沉降觀測點(diǎn)的布設(shè)原則是建筑物的四角等主要特征部位及密度適中，能夠監(jiān)控建筑物的整體變形與局部變形情況；根據(jù)該工程的地質(zhì)情況、基礎(chǔ)形式的特點(diǎn)，沉降觀測點(diǎn)布設(shè)于首層（出地面后）位置，布設(shè)19個(gè)沉降觀測點(diǎn)于在建房屋承重墻體和已建房屋承重墻體，構(gòu)成附合水準(zhǔn)路線的沉降觀測網(wǎng)。

7.2 沉降網(wǎng)觀測

沉降網(wǎng)觀測按國家一等水準(zhǔn)測量的相關(guān)技術(shù)要求以附合水準(zhǔn)路線進(jìn)行施測，經(jīng)我單位自行研發(fā)的水準(zhǔn)測量外業(yè)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(shí)，必須按附合水準(zhǔn)路線至少連測兩個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)，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(fā)生。往、返測奇數(shù)站照準(zhǔn)標(biāo)尺順序?yàn)椋汉笠晿?biāo)尺、前視標(biāo)尺、前視標(biāo)尺、后視標(biāo)尺；往、返測偶數(shù)站照準(zhǔn)標(biāo)尺順序?yàn)椋呵耙晿?biāo)尺、后視標(biāo)尺、后視標(biāo)尺、前視標(biāo)尺。路線閉合差≤±0.30（n為測站數(shù)）mm，變形觀測點(diǎn)高程中誤差≤±0.5mm，每站高差中誤差≤±0.15mm。

7.3 沉降網(wǎng)平差成果

沉降網(wǎng)各周期觀測外業(yè)工作結(jié)束后將蘭德HT2680A內(nèi)存中的外業(yè)觀測數(shù)據(jù)下載進(jìn)計(jì)算機(jī)后，經(jīng)我單位自行研發(fā)的水準(zhǔn)測量外業(yè)記錄軟件包軟件處理并經(jīng)過尺長和正高改正后，用清華山維新技術(shù)公司開發(fā)的測量控制網(wǎng)平差軟件《NASEW3.0》進(jìn)行平差計(jì)算各點(diǎn)的高程和精度統(tǒng)計(jì)。

8 沉降點(diǎn)觀測成果統(tǒng)計(jì)分析

8.1 沉降觀測點(diǎn)沉降量統(tǒng)計(jì)表

由沉降點(diǎn)沉降量統(tǒng)計(jì)知：沉降點(diǎn)本次沉降量變化都較小，連續(xù)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(jìn)入穩(wěn)定階段的標(biāo)準(zhǔn)，即當(dāng)沉降速度小于0.03mm/天時(shí)可以停止觀測工作；沉降點(diǎn)累計(jì)沉降量B17（原B15最大為+12.28mm被破壞不統(tǒng)計(jì)）最大為-2.15mm，B8最小為+0.15 mm。

8.2 監(jiān)控預(yù)警值與監(jiān)控報(bào)警值

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2002第5.3.4條規(guī)定：對砌體承重結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)的工業(yè)與民用建筑物相鄰柱基的沉降差，變形允許值≤0.002*L，取規(guī)范變形允許值為監(jiān)控報(bào)警值。取監(jiān)控報(bào)警值的70%為監(jiān)控預(yù)警值，即建筑物相鄰柱基的沉降差監(jiān)控預(yù)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(diǎn)～B16觀測點(diǎn)，該兩點(diǎn)相鄰柱基的中心距為24600mm），建筑物相鄰柱基的沉降差監(jiān)控預(yù)警值為0.0014*24600mm=34.44mm；監(jiān)控報(bào)警值為0.002*24600mm=49.20mm，最大沉降差約為監(jiān)控預(yù)警值的31.2%（10.74mm/34.44mm≈31.2%）；約為監(jiān)控報(bào)警值的21.8%（10.74mm/49.20mm=21.8%）。由此表明建筑物在整個(gè)觀測期間，建筑物地基變形值小于監(jiān)控預(yù)警值及監(jiān)控報(bào)警值。

9 經(jīng)驗(yàn)與結(jié)論

為了確保提供準(zhǔn)確、可靠、連續(xù)的建筑物沉降數(shù)據(jù)和監(jiān)視該建筑物在施工、營運(yùn)階段的穩(wěn)定性，首先測量單位必須建立穩(wěn)定可靠、便于復(fù)測和保存的基準(zhǔn)網(wǎng)，并與建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位和施工單位共同做好基準(zhǔn)點(diǎn)和沉降點(diǎn)的布設(shè)與保護(hù)工作，防止基準(zhǔn)點(diǎn)和沉降點(diǎn)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(shí)性和有效性；其次是確保測量人員在每周期觀測時(shí)，遵循采用相同觀測路線和觀測方法，使用相同的儀器和設(shè)備，相同的觀測人員和立尺人員，在基本相同的環(huán)境條件下觀測的原則。

通過工程在施工繁忙、嘈雜環(huán)境下的順利實(shí)施，顯現(xiàn)出采取的技術(shù)方案和儀器設(shè)備是可行的和正確的，保證了建筑物在施工和運(yùn)營階段中穩(wěn)定性和安全性，也為建筑物沉降觀測數(shù)據(jù)的沉降量統(tǒng)計(jì)和分析帶來重要依據(jù)。