建筑物沉降監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)與實(shí)踐

符海鷗，李 奎，付業(yè)平

（1.四川省核工業(yè)地質(zhì)調(diào)查院,四川成都610000；2.成都西南冶金測(cè)量工程公司,四川成都610051）

建筑物沉降監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)與實(shí)踐

符海鷗1，李 奎2，付業(yè)平2

（1.四川省核工業(yè)地質(zhì)調(diào)查院,四川成都610000；2.成都西南冶金測(cè)量工程公司,四川成都610051）

闡述了建筑物沉降監(jiān)測(cè)的方案設(shè)計(jì)過(guò)程，以成都市將軍碑建筑模板有限公司研發(fā)樓為例，進(jìn)行了水準(zhǔn)基點(diǎn)穩(wěn)定性分析，結(jié)合成果表對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)做了詳細(xì)統(tǒng)計(jì)分析，并得出相應(yīng)結(jié)論。

沉降監(jiān)測(cè)；基準(zhǔn)點(diǎn)；穩(wěn)定性

目前，主要的工程建筑物得變形監(jiān)測(cè)在設(shè)計(jì)階段就開(kāi)始考慮了，設(shè)計(jì)單位在進(jìn)行工程設(shè)計(jì)的同時(shí)，對(duì)工業(yè)與民用建筑物做出相應(yīng)的變形監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)，然后在建筑物的施工及運(yùn)營(yíng)期間進(jìn)行定期觀測(cè)，以保證建筑物安全[6]。

1 變形觀測(cè)方案設(shè)計(jì)

1.1 建筑物變形觀測(cè)基本流程

1）籌備階段。設(shè)計(jì)單位要編寫(xiě)一個(gè)實(shí)施觀測(cè)工作的技術(shù)任務(wù)書(shū)，其中包括水準(zhǔn)標(biāo)石和沉降標(biāo)志的布設(shè)方案，確定沉降的相對(duì)精度指標(biāo)及觀測(cè)周期和觀測(cè)期限。承擔(dān)觀測(cè)工作的測(cè)量單位要根據(jù)技術(shù)任務(wù)書(shū)編寫(xiě)測(cè)量工作計(jì)劃，計(jì)劃必須包括：水準(zhǔn)標(biāo)石的布設(shè)略圖及其類(lèi)型、沉降標(biāo)志的結(jié)構(gòu)及其固定方法、水準(zhǔn)測(cè)量線(xiàn)路略圖、精度估算和觀測(cè)方法以及平差計(jì)算方法[1]。

2）外業(yè)布點(diǎn)、觀測(cè)及成果處理。工作計(jì)劃確定后，就要埋設(shè)高程控制標(biāo)志和沉降標(biāo)志。在測(cè)區(qū)建立高程控制之后，開(kāi)始建筑物的沉降觀測(cè)，在一期外業(yè)觀測(cè)結(jié)束之后，要編繪標(biāo)有水準(zhǔn)標(biāo)石和沉降標(biāo)志之間的高差和距離的水準(zhǔn)路線(xiàn)略圖，計(jì)算閉合環(huán)的閉合差[7]。如果閉合差在限差之內(nèi)，則可以對(duì)線(xiàn)路進(jìn)行平差，評(píng)定外業(yè)觀測(cè)精度，并計(jì)算沉降速度。

3）建筑物沉降和地基相對(duì)變形的確定。最后的工作是編制每期沉降量、荷載、時(shí)間（S-P-T）關(guān)系曲線(xiàn)圖分析表，形成最終沉降量統(tǒng)計(jì)表，編寫(xiě)沉降技術(shù)報(bào)告書(shū)等。

1.2 觀測(cè)網(wǎng)點(diǎn)的布設(shè)方案

1）對(duì)于建筑物較少的測(cè)區(qū)，宜將控制點(diǎn)連同觀測(cè)點(diǎn)按單一層次布設(shè)；對(duì)建筑物較多且分散的測(cè)區(qū)，宜按 2個(gè)層次布網(wǎng)，即由控制點(diǎn)組成的控制網(wǎng)、觀測(cè)點(diǎn)與所聯(lián)測(cè)的控制點(diǎn)組成的擴(kuò)展網(wǎng)。

2）應(yīng)該有至少3個(gè)水準(zhǔn)基點(diǎn)，可選擇穩(wěn)定性較好的水準(zhǔn)基點(diǎn)作為常用點(diǎn)和檢核點(diǎn)。

3）水準(zhǔn)點(diǎn)間距一般15m-20m，沿建筑物四角，縱橫墻的交接處和伸縮縫兩側(cè)布置，且和建筑物軸線(xiàn)平行（或垂直）。

4）一般情況下，基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)與附近的國(guó)家水準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測(cè)，只有當(dāng)水準(zhǔn)點(diǎn)較遠(yuǎn)時(shí)，才可以采用獨(dú)立的假定高程系統(tǒng)，所有的水準(zhǔn)基點(diǎn)起算數(shù)據(jù)要統(tǒng)一平差，組成統(tǒng)一的變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)。

5）單獨(dú)建筑物至少布設(shè)3個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)，以便相互檢核。

6）應(yīng)避開(kāi)交通干道、地下管線(xiàn)、松軟填土、振動(dòng)區(qū)等易遭受腐蝕和破壞的地點(diǎn)[2]。

1.3 變形觀測(cè)成果的精度評(píng)定

1981年國(guó)際測(cè)量聯(lián)合會(huì)提出，如果觀測(cè)目的是為使變形值不超過(guò)某一允許數(shù)值而確保建筑物安全，則其觀測(cè)中誤差應(yīng)該小于容許變形值的 1/10-1/20；如果目的是研究其變形過(guò)程，那么中誤差應(yīng)該比這個(gè)（1/10-1/20）小的多[3]。

1.4 需要遵循的原則

一般沉降觀測(cè)都首先要遵循"五定"原則：沉降觀測(cè)的基準(zhǔn)點(diǎn)、工作基點(diǎn)和被觀測(cè)物上的沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)要穩(wěn)定；所用儀器、設(shè)備要固定；觀測(cè)人員要固定；觀測(cè)時(shí)的環(huán)境條件基本一致；觀測(cè)路線(xiàn)、鏡位、程序和方法要固定[4]。

2 工程應(yīng)用

2.1 工程概況

成都市將軍碑建筑模板有限公司研發(fā)樓位于成都市龍?zhí)端慢埜垆摬氖袌?chǎng)旁，為5層U型辦公樓，監(jiān)測(cè)工作中共設(shè)3個(gè)水準(zhǔn)基點(diǎn)，16個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，觀測(cè)歷時(shí)8個(gè)月。

2.2 水準(zhǔn)基點(diǎn)的設(shè)立及檢測(cè)

水準(zhǔn)基點(diǎn)是整個(gè)觀測(cè)工作的基準(zhǔn)，為保證觀測(cè)值的高可靠性[5]，在施工區(qū)附近（變形區(qū)外）共設(shè)了供沉降觀測(cè)使用的3個(gè)水準(zhǔn)基點(diǎn)（BM 1～BM 3）。

表1 水準(zhǔn)基點(diǎn)可靠性比較分析表

高程系統(tǒng)為獨(dú)立高程系，由以上3個(gè)水準(zhǔn)基點(diǎn)構(gòu)成水準(zhǔn)閉合環(huán)，于2008年12月20日進(jìn)行了初始值觀測(cè)后，于2009年4月16日對(duì)水準(zhǔn)基點(diǎn)進(jìn)行了1次檢測(cè)工作，其檢測(cè)及穩(wěn)定分析結(jié)果見(jiàn)表1，每次水準(zhǔn)基點(diǎn)穩(wěn)定性檢測(cè)工作完成后，及時(shí)對(duì)非穩(wěn)定的水準(zhǔn)基點(diǎn)的高程值進(jìn)行修改處理，為觀測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性提供了可靠依據(jù)，由表1可見(jiàn)各水準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)穩(wěn)定可靠。

2.3 基準(zhǔn)點(diǎn)與觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè)

根據(jù)該建筑物的結(jié)構(gòu)、地基及荷載特點(diǎn)并結(jié)合有關(guān)規(guī)范要求，在施工區(qū)附近（變形區(qū)外）共設(shè)了供沉降觀測(cè)使用的3個(gè)水準(zhǔn)基點(diǎn)（BM 1～ BM 3），變形區(qū)內(nèi)設(shè)置16個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)，觀測(cè)點(diǎn)具體位置見(jiàn)圖1。

2.4 沉降數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

從表2可以看出：

1）2008年12月20日～2009年10月19日觀測(cè)期間，最大累計(jì)沉降量為4.54 mm（5#觀測(cè)點(diǎn)），最小累計(jì)沉降量為2.85 mm（1#觀測(cè)點(diǎn)），最大沉降差為1.69 mm（1#觀測(cè)點(diǎn)～5#觀測(cè)點(diǎn)），平均累計(jì)沉降量為3.39mm。

圖1 點(diǎn)位布置示意圖

2）在最近3個(gè)觀測(cè)周期之間，即2009年6月17日～2009年10月13日，時(shí)間間隔分別為118 d，其平均沉降量為0.36mm，平均沉降速度分別0.003mm/d。

表2 觀測(cè)成果表

測(cè)點(diǎn)第5周期（09.6.17） 第6周期（09.7.24） 第7周期（09.8.14） 第8周期（09.10.13）高程/m 累計(jì)沉降量/ mm 高程/m 累計(jì)沉降量/ mm 高程/m 累計(jì)沉降量/ mm 高程/m 累計(jì)沉降量/ mm 1# 2# 3# 4# 5# 6# 7# 8# 9# 10# 11# 12# 13# 14# 15# 16# 500.309 78 -2.430 500.309 55 -2.660 500.309 37 -2.842 500.309 36 -2.850 500.271 31 -2.820 500.271 22 -2.910 500.271 05 -3.078 500.270 99 -3.143 500.274 36 -2.860 500.274 19 -3.030 500.273 87 -3.350 500.273 64 -3.580 500.239 05 -3.520 500.238 81 -3.760 500.238 71 -3.858 500.238 57 -4.005 500.307 45 -4.080 500.307 32 -4.210 500.307 08 -4.449 500.306 99 -4.540 500.267 53 -2.710 500.267 43 -2.810 500.267 28 -2.960 500.306 99 -4.540 500.296 75 -3.460 500.296 57 -3.640 500.296 51 -3.703 500.267 20 -3.044 500.325 68 -3.650 500.325 62 -3.710 500.325 55 -3.780 500.296 44 -3.767 500.263 87 -2.660 500.263 68 -2.850 500.263 59 -2.939 500.263 52 -3.007 500.312 42 -3.420 500.312 27 -3.570 500.312 22 -3.617 500.312 03 -3.810 500.397 05 -3.170 500.396 91 -3.310 500.396 79 -3.434 500.396 64 -3.580 500.302 13 -3.580 500.302 00 -3.710 500.301 89 -3.819 500.301 84 -3.870 500.337 47 -2.850 500.337 36 -2.960 500.337 32 -2.999 500.337 29 -3.035 500.317 52 -3.920 500.317 27 -4.170 500.317 09 -4.354 500.316 98 -4.460 500.356 36 -3.380 500.356 25 -3.490 500.356 01 -3.730 500.355 98 -3.760 500.298 03 -3.120 500.297 93 -3.220 500.297 86 -3.289 500.297 79 -3.360

3）沉降量、荷載、時(shí)間（S-P-T）關(guān)系曲線(xiàn)圖（見(jiàn)圖2）分析，從沉降曲線(xiàn)的分布情況來(lái)看，所有沉降曲線(xiàn)較集中，表明在觀測(cè)期間本棟建筑物的基礎(chǔ)不均勻沉降現(xiàn)象不顯著。

從沉降曲線(xiàn)的沉降趨勢(shì)來(lái)看，2009年4月以后所有沉降曲線(xiàn)開(kāi)始逐漸趨緩，表明建筑物體物在2009年6月上旬以后開(kāi)始逐步進(jìn)入穩(wěn)定沉降階段。

圖2 1-4號(hào)點(diǎn)沉降量曲線(xiàn)圖

3 結(jié) 語(yǔ)

1）根據(jù)對(duì)成都市將軍碑建筑模板有限公司研發(fā)樓16個(gè)沉降點(diǎn)8個(gè)觀測(cè)周期結(jié)果來(lái)看，隨著季節(jié)而引起的地下水交替變化，各點(diǎn)都在發(fā)生著變化，但這些變化趨勢(shì)基本一致，說(shuō)明是均勻變化。

2）根據(jù)建筑各個(gè)方向沉降來(lái)看，建筑對(duì)地基的壓力比較平衡，各沉降點(diǎn)的差異沉降很小，由此看來(lái)大樓的整體受力比較均勻。

3）成都市將軍碑建筑模板有限公司研發(fā)樓最后100 d的平均沉降速率為0.003 mm/d，各沉降觀測(cè)點(diǎn)位的沉降速率均較小，說(shuō)明基礎(chǔ)比較穩(wěn)固、平衡。

4）建筑物未發(fā)現(xiàn)裂縫等異常。

5）成都市將軍碑建筑模板有限公司研發(fā)樓平均沉降速率為 0.003 mm/d，達(dá)到《建筑變形測(cè)量規(guī)程》JGJ/8-2007規(guī)范規(guī)定：“沉降速率小于0.01-0.04 mm/d，可認(rèn)為已進(jìn)入穩(wěn)定階段?！?/p>

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Design and Practice of Deformation Monitoring of Building

by FU Hai'ou

This paper expounded the design of the building's settlement monitoring process to Chengdu general tablet research building structural template Co.,LTD as an example,the level of the stability analysis,combining results point on the watch for observation data statistics and analysis,and a detailed corresponding conclusion.

subsidence monitoring，baseline point，stability

2011-04-06

項(xiàng)目來(lái)源：科技部國(guó)家科技攻關(guān)基金資助項(xiàng)目（2005BA901A03）。

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B

1672-4623(2011)06-0133-03

符海鷗，助理工程師，主要從事測(cè)量及其相關(guān)工作。