关于高层建筑沉降观测中精密测量方法及观测数据分析

张猛姚昆

摘要：伴随社会不断的进步和物质需求与精神文明的逐步提高以及日臻成熟和完善的建筑施工技术水平，同时，也因日益增多的人口与土地资源的矛盾，高层建筑物越来越多。为了对建筑的安全性能提供严格保障，产生了针对高层建筑物的变形观测。本文以某小区高层居民建筑为例，介绍了基准点、工作基点和沉降观测点的布设要求，分析了观测要求与流程，并进行了数据处理和分析。针对沉降观测的特点，提出了观测时需要注意的问题。沉降观测结果表明，该项目技术方案正确，精度可以满足沉降观测的要求。

关键词：沉降观测；数据处理；高程建筑；注意事项

1高层建筑沉降观测与数据分析

1．1项目概况与技术依据

（1）项目概况。监测项目为在建建筑物，是两幢高层建筑，均为18层。为保证施工的正常进行和建筑物的安全使用，根据国家规范和建筑设计要求，需对该建筑物进行沉降监测。

（2）技术依据。本项目主要依据以下行业规范规程：①JGJ8－2007《建筑变形测量规范》；②GB50026－2007《工程测量规范》；③GB/T12897－2006《国家一、二等水准测量规范》；④GB50007－2002《建筑地基基础设计规范》。

1．2沉降监测网的布设

（1）基准点与工作基点的布设。由于本项目规模较小，结合施工现场情况，本项目只布设基准点，不再单独布设工作基点，在基准点的基础上直接进行沉降观测工作。依据JGJ8－2007《建筑变形测量规范》第4．2条要求：每个工程至少应有三个稳固可靠的点作为基准点。考虑到施工工地的复杂性，基准点位置距施工场地均大于50m。依据规范和观测方案的要求，根据该工程具体情况，本着经济适用、便于观测的原则，经现场踏勘，共设置了三个基准点。基准点J1、J2位于项目南侧变形范围以外的稳定区域，基准点J3位于已沉降稳定的售楼处北侧。

（2）沉降观测点的布设。沉降监测点是固定在监测建筑物上的测量标志，设立在变形体上能反映变形特征的位置。依据设计单位要求以及JGJ8－2007《建筑变形测量规范》5．5．2条规定，在两座楼的四角分别布置了1个沉降点，南北面墙体的中心位置各布置了1个沉降点，两座楼共12个沉降点，都安置于受力柱内。沉降点均设在建筑物室外坪以上0．2m部位，点位的垂直上方3．2m以内无障碍物。为了美观和便于保护，以便于长期监测，防止遭到施工破坏，均设置为隐蔽式沉降监测标志。

1．3沉降观测要求与实施

（1）仪器设备。沉降观测时采用天宝DiNi03电子水准仪及配套铟瓦条码尺，均经过检验并在合格期范围内。测量前及测量过程中，多次进行i角检测，可以满足JGJ8－2007《建筑变形测量规范》的要求。

（2）观测周期。根据施工进程和周边环境确定观测周期。施工过程中，每增加一层观测一次；施工完成后，前六个月每两个月观测一次，然后每隔三个月观测一次，直至沉降基本稳定（日平均沉降值小于0．01mm/d）为止。在沉降观测过程中，发现不均匀沉降、地下水水位变化明显等现象时，需要增加观测次数，反应沉降的真实情况。

（3）观测的实施。①沉降监测网基准点观测。由三个水准基准点组成本沉降监测工程的首级控制网，按二等水准技术要求进行观测。基准点联测是在点埋设一周后进行的，观测线路成闭合环形，各项测量技术指标均达到要求。每半年均进行了基准点复测，测量数据表明基准点比较稳定，可以继续使用。②沉降点监测工作。由沉降点与所联测的基准点组成闭合水准路线，严格按照测量规范及技术要求进行观测。

沉降监测外业除遵循测量规范和施测技术要求外，还应注意以下几点，从而保证观测精度：①测前检查各沉降观测点和水准基准点是否符合要求，有无损坏松动情况；②观测开始前和观测环境改变时，将仪器在作业环境中架设约20min再开始观测；视线避免穿过玻璃或烟雾；③观测工作中采取“三固定”的办法来提高沉降点沉降量的精度。即在观测工作中固定人员、固定所用水准仪和铟瓦条码尺，尽量做到固定施测路线、镜位和转点，这样既提高观测速度又保证了观测精度；④观测时，司尺员、记录员和观测员之间各尽其责，密切配合；司尺员保持水准尺竖直和稳定，观测员仔细操作；⑤在风雨、大风天气或成像跳动剧烈时，停止野外观测。

1．4数据处理与分析

（1）沉降观测数据计算与精度分析。每期观测结束后，及时进行数据处理与分析，分析基准点的稳定性，计算水准路线闭合差，评定沉降观测的精度，并进行平差，得到各沉降观测点的高程和沉降量。经计算，本项目各次观测的精度、水准路线闭合差均可满足JGJ8－2007《建筑变形测量规范》和GB/T12897－2006《国家一、二等水准测量规范》的精度要求。

（2）沉降趋势分析。根据JGJ8－2007《建筑变形测量规范》第5．5．5条规定，按最后百日的沉降速率小于0.01～0.04mm/d内作为稳定指标。各沉降观测点最终沉降量及达到稳定日期见表1。

根据最后百日沉降速率，可以看出沉降已经趋于稳定，可以停止沉降观测。

2沉降观测时需要注意的问题

（1）减少i角引起的误差。在沉降观测中，i角误差是最为主要的误差来源，经过i角校正后也难以完全消除。在沉降观测时，可以采用一个测站上的前、后视距相等或一个测段的前、后视距总和相等的方法来减弱i角误差的影响。

（2）避免因水准尺竖立不直造成的误差。在沉降观测过程中，由于沉降观测点多布设在墙体上，而水准尺的圆水平气泡位于水准尺后，扶尺时往往难以观察到圆水平气泡，造成水准尺竖立不直。在沉降观测过程中，应注意避免因水准尺竖立不直造成的沉降误差及水准路线闭合差过大。

（3）减少观测环境对精度的影响。在沉降观测过程中，尽可能减少外界环境造成的影响，如测量前对仪器进行预热，禁止中午时段观测，测量时避开搅拌机、起重机等震动源，等成像清晰、稳定后再读数等。

3结论

本次沉降观测获得了大量的外业数据资料，为各方掌握并有效控制建筑物在施工过程中的变形和安全施工提供了依据。从最后百日沉降监测结果可以看出，两座楼日平均沉降量速率为0．003～0．005，0．002～0．005mm/d，均小于JGJ8－2007《建筑变形测量规范》的规定，建筑沉降处于稳定阶段，可以结束沉降观测工作。

参考文献：

［1］韩正，杜海霞，龙飞，等．高层建筑沉降观测及其数据分析［J］．城市勘测，2009（1）：108－110．

［2］陈小荣，雷劲松，卢学松，等．高层建筑沉降观测数据处理与分析新方法［J］．四川建筑科学研究，2009（3）：119－124．

［3］陆立，胡晓丽，王春华．用时间序列分析法进行建筑物沉降观测数据处理的研究［J］．测绘科学，2004（6）：76－78