建筑物沉降监测

建筑物沉降监测（精选12篇）

建筑物沉降监测 第1篇

1监测工程概况

现某居住小区共计6栋高层建筑, 主体结构17F - 22F, 均为后注灌注桩基础、框架剪力墙结构, 为有效监督建筑物浇筑施工与封顶装修期间的桩基沉降情况, 现从2014年11月至2015年7月开展周期性沉降监测工作。监测过程中, 按照“五定”原则开展, 即监测点位固定、观测人员固定、仪器设备固定、周期性测量环境稳定、水准线路与测量方法固定的原则; 减少水准过程中的外界环境与人为因素, 尽量确保周期性观测结果与首期成果基本一致。

2工程技术要求

工程沉降监测过程中, 监测点位分为基准点、工作基点与沉降监测点, 其中基准点与工作基点在小区域测绘中, 采用《国家一、二等水准测量规范》与《建筑变形测量规范》作为技术标准, 采用闭合环或附和线路形式, 以二等水准标准进行基准点与沉降监测点间的联测。

其施测周期与稳定性判定要求如下:

( 1) 主体施工期间自第3层起, 每3层观测1次。

( 2) 主体结构施工完成后装饰施工期, 预计装修期半年左右, 按沉降速率随时间的递减规律, 分别在施工完成后的第1月、第3月、第5月各观测。

( 3) 竣工交付使用后每半年观测一次, 直至楼体稳定终止, 即最后几期所测各点的沉降速率均应小于0. 01 - 0. 04mm/d, 说明基础沉降已趋于稳定, 即可停止观测, 然后移交给建设单位, 作业精度入下表所示:

3监测实施与成果分析

考虑该小区6栋高层建筑的情况, 为便于工程实践分析, 现选取其中的1号楼为例, 进行沉降过程阐述与成果数据分析:

( 1) 沉降观测参考基准点。工程中在远离建筑物沉降区之外, 埋设沉降观测参考基准点、工作基点3个, 编号BM1 - BM3, 便于基准点几何水准联测, 将参考基准点兼作工作基点使用, 作为本项目的高程起算基准点, 由此3点构成闭合基准网, 经多次高程基准网复测成果表明, 该基准点基准网稳定可靠。

( 2) 沉降观测点。根据《建筑变形测量规范》的规定, 并结建筑物设计要求, 沉降观测点选择在建筑物的四周和重要的承重部位、沉降缝和后浇带两侧, 并根据楼体规模和沉降缝留置情况, 共1#楼布设沉降观测点8个, 点位分别置于建筑物四角及构建物中间部位, 布点高度均为标准F1层 ± 0之上0. 3米处。

( 3) 监测点数据采集。沉降监测点位高程数据采集中, 以Trimble Dini03精密电子水准仪为主要仪器, 三人一组以每增加3层为一周期, 对1号楼进行数据采集, 并利用Trimble Data Transfer传输至PC端, 然后进行测站等权平差, 提高水准线路观测的精度, 最后将周期性观测数据汇总至电子表格, 以便后期数据分析。

( 4) 数据成果分析。将高层建筑物周期性采集的沉降数据进行统一汇总后, 利用日期间隔与周期性沉降差值, 求解单期沉降变化速率, 以判定建筑物桩基变化情况, 同时采用沉降总量—时间函数曲线, 对比分析楼体特征点的沉降情况, 进而判定是否存在不均匀沉降的问题。 以1#楼J1A3点为例, 其沉降总量—时间函数曲线图如下:

通过自2014年11月18日起至2015年7月29日的沉降监测数据发现, 施工初期随建筑物层高增加, 地表负重荷载的迅速增加, 建筑物监测点在一段时间内, 沉降速率维持在0. 07 - 0. 13mm/d, 随着时间增加, 土地压缩程度的不断加大, 至2015年1月13日起, 整体沉降速率逐步减缓, 后期跟踪观测至竣工封顶时, 主体沉降速率不断缓慢减小, 总体沉降速率呈现随时间延续呈现减小的趋势, 但总沉降较为平缓, 在沉降监测的要求指标范围内; 同时该项目1 # 楼最大累积沉降量9. 41mm, 最小累积沉降量为8. 20mm, 最大相对不均匀沉降差为1. 21mm。从各监测点数据分析看, 主体施工期间沉降量不大, 建筑物整体沉降相对沉降较为均匀, 各点不均匀沉降差异量均在设计允许范围之内。

4结语

伴随国内当前城市进程的不断加速, 大型深基坑工程与高层建筑物不断涌现, 而建筑物沉降监测作为工程施工与运营管理阶段的必要项目, 具有监测周期较长、数据采集频率密集、数据处理相对繁琐等特点; 本文以某居住小区沉降监测工程为例, 阐述了其基准点与监测点布设方式、作业标准与流程, 并针对所采集到的沉降监测数据建立函数变化曲线, 直观显示监测点的沉降变形规律, 进而有效指导工程实践; 为探究与分析建筑物的沉降变形规律, 工程实践与科学研究中, 多采用时间序列分析、灰色模型建模预测等方式构建沉降数学模型, 对提高数据预测的精度具有重要意义。

参考文献

[1]黄国柱.建筑物沉降观测方法探讨[J].西部探矿工程, 2006 (12) .

[2]王晓鹏, 樊之旭.高层建筑物房高测量方法探讨[J].河南科技, 2011 (13) .

[3]陈新, 唐力军, 魏文良.民用高层建筑物的垂直变形监测[J].矿山测量, 2013 (02) .

沉降监测的平差方法 第2篇

沉降监测的平差方法

分别对拟附合路线的平差方法及其精度和测站固定时的平差方法及其精度进行了分析,得出拟附合路线水准点平差可使最弱点的精度提高2倍的`结论,从而为监测人员的工作提供了参考依据,有利于监测精度的提高.

作 者：沈理斌 王远桥 SHEN Li-bin WANG Yuan-qiao 作者单位：嘉兴市交通投资集团有限责任公司,浙江嘉兴,314000刊 名：山西建筑英文刊名：SHANXI ARCHITECTURE年，卷(期)：35(26)分类号：U412.2关键词：沉降监测 平差方法 精度 误差

高层建筑物沉降变形监测探讨 第3篇

【关键词】高层建筑；沉降变形；监测

在对建筑物沉降变形进行监测过程中，我们应该根据建筑物的实际情况来进行观测方法的选择，并且要对沉降观测的结果进行科学的处理和分析，还要对建筑物沉降变形监测过程中常见问题进行合理的解决，将沉降变形变化的规律进行准确的掌握，最终为建筑物的防灾减灾工作提供一个科学、准确的依据。

一、沉降变形监测应遵循的原则

高层建筑物的沉降变形监测中主要采用一种二等水准的测量方法来进行数据的采集，要求我们在作业的过程中对二等水准测量精度进行遵从，使得我们所观测的建筑物沉降变形量更加可靠和真实，建筑物的沉降观测从始至终都遵循五定的原则，所谓的五定原则主要包括：建筑物沉降变形监测路线、方法、程序、立尺位固定；建筑物沉降变形监测条件环境固定；建筑物沉降变形观测所使用设备、仪器固定；建筑物沉降变形观测人员固定；监测点和基准点固定。在每一次监测完成以后，我们都应该要及时的对建筑物沉降变形监测的数据进行处理，我们除了对其进行必要的检查以外，还要进行十分严格水准网平差，因为在我们进行建筑物沉降变形观测的时候，水准路线并不长，闭合差能够按照观测站数进行平均的分配。建筑物的沉降变形监测要求我们对工程沉降变形观测的数据进行处理和分析，但是经过仔细观察以后不难发现，大多数的观测点都符合建筑物的沉降变化的规律，但是，我们不能够对监测工作抱有一种懈怠的心情，必须要认真进行监测。

二、工作基点和观测点标志的布设

工作基点是沉降观测的基准点，应根据该建筑物设计要求和《建筑变形测量规范》建立。依据工作经验，一般高层建筑物周围要布设三个基点，且与建筑物相距50m至100m 间的范围为宜。基点可利用已有的、稳定性好的埋石点和墙脚水准点，也可以在该区域内基础稳定、修建时间长的建筑物上设置墙脚水准点。若区域内不具备上述条件，则可按相应要求，选在隐蔽性好且通视良好、确保安全的地方埋设基点。沉降观测点的布设应能全面、正确反映建筑物沉降的情况。布设观测点时应考虑建筑物的大小、荷重、基础形式及地质条件等。一般要求建筑物上设置的沉降观测点纵横向要对称，且相邻点之间间距以15～30米为宜，均匀地分布在建筑物的周围。它一般布设在建筑物四角、建筑物裂缝和沉降缝两侧及地质条件有明显不同的区段。

另外还要注意在布置沉降观测的基准点时，必须与观测点有机的结合，形成一体化的观测网。在布置基准点时应该避开施工变形区域以及地下基础设施，与此同时基准点选区之后应该提前埋设，并确保基准点埋设之后不受到碰撞，基准点的埋设点应该便于后期维护监测。

由于沉陷观测贯穿于整个工程的始末，受施工干扰大，基准点之间的水准联测，可采用闭合水准路线的形式；监测点之间的水准观测，也应采用闭合水准路线的形式，并至少应构成2个以上闭合环；而基准点与监测点之间的水准联测，采用往返复合水准路线的形式，之所以设计这样的水准观测路线，是因为闭合环或复合水准路线都具有多余观测，有利于检测外业观测中的误差和错误，提高外业观测数据采集的质量和可靠性，同时还有利于数据的严密平差和提高精度。

三、沉降监测方法及观测周期设计

沉降观测一般采用水准测量的方法，由高程基准点来测量沉降观测点，应组成闭合水准路线。对于高程基准点的观测采用往返偶数站观测，沉降观测点采用首次往返偶数站观测，以后采用单程偶数站观测，高程基准点、沉降观测点的观测都应采用闭合水准路线观测，各项观测指标应符合国家相关规范标准。

监测点沉降监测的观测频率即观测周期，应根据荷载（层数）增加的情况、施工的进度和沉降量的大小决定。按规定，第一次观测应在地板浇筑完成监测点安装稳固后及时进行，第一次观测应连续独立地观测2次，以作为沉降量计算的相对基准；之后每施工一层，应观测一次直至结构封顶；再按15天观测一次，连续观测三次。在楼内外墙施工和装修期间，应每30～60d观测一次，直到竣工；若跟踪观测证明该楼沉降已趋于稳定，则可停止观测；否则，则应继续监测，直至下沉稳定为止。基准点也应每60d复测一次，以监视基准点的稳定性。

四、沉降监测精度的控制

进行沉降监测时，需要按照目标建筑物的特性以及一定的要求标准选择合适的精度等级，一般情况下，当没有作出特别的要求时，一般选择二等水准测量方法进行观测，其精度基本满足沉降监测的要求。使用二等水准测量时，其指标要达到如下条件：往返较差、附和或者环线闭合差值小于或等于1.0；前后视距小于或等于30m且前后视距差小于或等于1.0m；前后视距累积差小于或等于3.0m；在沉降观测点，其高差容差相较于后视点的值应小于或等于1.0mm。对于常规的沉降监测而言，只有转点的观测点位于水准闭合环线上，而沉降测点并不一定在之上，这样不能对所有监测点的粗差进行有效地总体控制，且还难以避免出现粗差；实际观测中，不可能让水准尺完全处于直立的状态，只要发生倾斜，读数便会增大，即影响水准测量的精度；监测时也不能完全消除i角变化产生的影响，最多只能消除对测站高差所产生的影响。

五、沉降变形监测的注意事项

1.实地勘踏，做好技术设计，为变形监测方案的编写提供重要依据，因此，要求实地勘踏人员具有丰富的经验，认真听取各方意见，实地察看工程场地，做到心中有数。

2.确定施测精度指标。精度指标是将国家现行设计验收规范和工程实际情况有机结合的产物，在编写变形监测方案过程中应规定变形监测的技术精度指标、变形监测方法、观测频率及周期等。

3.选用仪器、设备应满足变形监测施测精度要求。一般常用的仪器设备有经纬仪、全站仪、精密水准仪、电子测距仪或激光经纬仪等。监测人员要熟悉并掌握仪器、设备的操作方法与观测程序，在首次观测前要对所用仪器的各项指标进行检验校正，且必须经计量单位标定，连续使用3～6个月后重新对所用仪器、设备进行检校。

4.监测基准点分为基准点、工作基准点、变形观测点，每个工程必须有不少于3个稳固可靠的点作为基准点。为了能够反映出建（构）筑物的准确变形情况，测量点要埋设在最能反映建筑物变形特征和变形明显的部位；观测点纵横向要对称，并均匀地分布在建筑物的周围；观测点要符合各施工阶段的观测要求，牢固可靠。

六、结语

总之，建筑物的沉降变形监测与工程质量关系重大。建设方、施工方、监理方必须高度重视建筑物的沉降变形监测，在监测的过程中，认真做到“五定”，使观测值真实、可靠，使建筑物的沉降变形能在施工中进行有效地监控，从而避免过大的沉降变形发生。

参考文献：

[1]黄治国. 高层建筑施工中沉降观测技术的应用[J]商情2011（17） .

论建筑工程沉降监测 第4篇

1 变形监测的项目

(1) 建筑物的沉降监测:

建筑物的沉降是地基、基础和上层结构共同作用的结果;

(2) 建筑物水平位移监测:

指建筑物整体平面移动, 其原因主要是基础受到水平各力的影响, 如基础处于滑坡地带或受地震影响;

(3) 建筑物倾斜监测:

主要针对高大建筑物。监测目的是验证地基沉降的差异和监测建筑物的安全;

(4) 建筑物裂缝监测:

当建筑物基础局部产生不均匀沉降时, 其墙体往往出现裂缝, 系统地进行裂缝变化监测。根据裂缝监测和沉降监测资料, 来分析变形特征和原因, 采取措施, 保证建筑物的安全;

(5) 建筑物挠度监测:

这是测定建筑物受力后的弯曲变形程度, 对于平置的构件, 在两端及中间设置沉降点进行沉降监测, 根据测得某时间段内这三点的沉降量, 计算其挠度;对于直立的构件, 要设置上、中、下三个位移监测点, 进行位移监测, 利用三点的位移量可算出其挠度。

2 影响沉降的原因

(1) 荷载影响:

随着荷重的逐渐增加, 土层被逐渐压缩, 地基下沉, 因而引起建筑物的沉降;

(2) 地下水的影响:

地下水的升降对建筑物的沉降有较大影响;

(3) 地震影响:

地震之后会出现大面积的地面升降现象;

(4) 地下开采的影响:

由于地下开采, 地面下沉降现象比较严重, 例如焦作市由于地下采煤造成个别地区地表下沉达2米之多;

(5)

打桩、降水、基坑开挖、对建筑物附近的附加荷重等对建筑物沉降也有影响。

3 沉降监测注意事项

(1) 建筑物的沉降速度主要取决于地基土的孔隙中排出空气和水的速度。砂及其它粗粒土在施工期间, 随着基础上应力的增加, 沉降速度很大, 年沉降量达20-70mm, 以后逐渐放慢, 建成3-4年后趋于平稳, 而饱水的粘土层沉降完成的较慢, 达到稳定时间较长, 施工期间沉降量约占最终沉降量的25%;

(2) 沉降监测工作一般在基础施工完毕后或基础垫层浇灌后开始, 一直到沉降稳定为止, 都要定期进行监测;

(3) 必须妥善布置水准点和沉降监测点;

(4) 平时依次监测的记录要妥善保管, 并每次外出工作后应立即进行内业整理, 填入沉降量对比一览表以备平时使用;

(5) 对各周期观测过程中发现的点位变动迹象、地质地貌异常。 附近建筑物基础和墙体裂缝等情况应做好记录, 并画出草图, 以备分析评价之用;

(6) 监测时, 必须连续进行, 全部测点需连续一次完成;

(7) 沉降监测的路线、测站点、立尺点尽量固定, 使往返测或复测能在同一路线上进行;

(8) 不同周期监测应固定所使用的仪器、标尺、并尽可能由同一监测员进行相应测段的监测;

(9) 在沉降量较大的地区, 应在短时间内完成一个闭合环的监测, 以确保监测数据的可靠。在建筑物施工或安装重型设备期间以及仓库进货的阶段进行沉降监测时, 必须将监测时的情况 (如施工进度, 进货数量, 分布情况等) 详细记录在附注栏内, 以便计算各相应阶段作用在地基上的压力。

4 沉降监测的标志

沉降监测的标志是根据不同的建筑结构类型和建筑材料, 采用墙 (柱) 标志、基础标志和隐蔽式标志 (用于宾馆等高级建筑物) 等。各类标志的立尺部位加工成半球型或有明显的突出点。并涂上防腐剂。标志的埋设位置应避开雨水管、窗台线、暖气片、暖水管、电器开关等有碍设计与观测的障碍物。并应视立尺需要离开墙 (柱) 面和地面一定距离。一般墙、柱上的沉降监测点可按图所示形式设置。

5 数据处理

按照水准测量的规范要求, 通常将量测路线布设成闭合路线, 并计算其闭合点, 其目的是为了检查测量数据中是否存在错误或大的累积误差。另外, 若闭合差不超限, 则将其反号 分配到路线中即对每一测段的高差进行修正。

然而, 建筑工程沉降监测有其特殊性, 除每一次测量外, 其余每次都是重复测量, 由于每次都是重新测一遍, 因此避免了误差累积, 而且通过同一点两次高程值的比较, 还可得知。

测量中是否存在大的误差, 故将沉降监测路线布设成闭合状意义不大。由此可见建筑工程沉降监测可不采用闭合水准测量路线, 其数据处理也不要进行闭合差分配, 若前后两期监测数据通过对比发现某一沉降点的高程值异常, 则有以下两种可能:第一是测量误差太大;第二是沉降确实出现了异常。因此, 若发现沉降的高程值异常, 不要进行误差修正, 正确的作法是无条件返工重测核实。从而分辨出是测量误差太大, 还是确有异常沉降。

6 监测点布设

建筑工程沉降监测是从一基准点开始, 采用精密水准测量测得沉降点的高程。根据前后两次所测得同一沉降点的高程之差即可得知两次测量期间这一沉降点的沉降量。即沉降监测点分为基准点和沉降点两种。下面探讨这两种点的布设情况。

6.1 沉降点

沉降监测点的布设, 应结合地质情况及建筑物结构特点, 以能全面反映建筑物地基变形特征来确定。从平面布置考虑, 沉降监测点一般布设在:

(1) 建筑物的四角, 大转角处及沿外墙每10～15m处, 或每隔2～3根柱基上; (2) 高低层建筑物, 新旧建筑物, 纵横墙等交接处的两侧; (3) 在人工加固地基与天然地基交接和基础埋深相差悬殊处, 以及在相接处的两边都应布设监测点; (4) 建筑物裂缝和沉降缝两侧, 基础埋深相差悬殊处, 人工地基与天然地基相接处, 不同结构的分界处及填挖方分界处。从纵向布置考虑沉降点一般布设在主体的±0.000以上0.5m左右的外墙上较合适, 这样监测时立尺, 观测均较方便, 同时还应注意所埋设的监测点, 主要让开柱间的横隔墙, 外墙上的雨水管等, 以免所埋设的监测点无法监测而影响监测资料的完整性。对于带裙房的高层建筑, 考虑到沉降观测点是布设在+0.000以上的首层外墙上, 则工程竣工后, 在裙房内的主体沉降点将难以观测到。另外, 有些工程外墙用花岗岩或磨菇石装饰。则其外墙上的沉降点标志在装修期将不可避免地被破坏。因此可考虑将沉降监测点设在地下室内。

6.2 水准点

水准点是作为沉降监测基准的水准点, 一般设置三个水准点构成一组, 要求埋设在基岩上或在沉降影响范围之外稳定建筑物基础上, 作为整个高程变形监测控制网的起始点。为了检查水准基点本身的高程有否变动, 可在每组三个水准点的中心位置设置固定测站, 经常测定三点间的高差, 判断水准点的高程有无变动, 基准点布设应注意以下几个方面: (1) 每一测区水准基点一般不少于3个。水准基点的标石应埋设在基岩层或原状土层中。在建筑区内, 点位与邻近建筑物的距离应大于建筑物基础最大宽度的二倍。其标石埋深应大于邻近建筑物基础的深度; (2) 各类水准点应避开交通干道、地下管线、仓库堆栈、水源地。河岸、松软填土、滑坡地段、机器振动区及其他能使标石、标志易遭腐蚀和破坏的地点; (3) 水准点应视现场情况, 设置在较明显而且通视良好, 保证安全的地方, 并且要求便于联测; (4) 水准点应布设在拟监测的建筑物之间, 距离一般为20～40m左右。一般工业与民用建筑应大于15m; (5) 水准点应埋设在冻土线以下半米处。墙上水准点应埋在永久性建筑物上, 离开地面高度约半米左右; (6) 为保证沉降监测工作的长期连续性, 设置在工地附近的工作基点最好能与市内较近的国家水准点进行联测。从而得到沉降监测点在国家统一高程系统中的高程值, 这样即使工作基点和与之联测的基准点均遭破坏, 便于利用市内国家统一高程系统中的其它基准点恢复。

7 监测周期

建筑工程的沉降监测周期主要根据沉降率的大小来安排, 而影响沉降率的主要因素是荷载。建筑工程在主体封顶前, 大量增加荷载, 主体封顶后则荷载增加少而慢。在安排建筑工程沉降监测周期时, 可分为封顶前和主体封顶后及使用阶段来考虑。

7.1 主体封顶前

一般建筑, 可在基础完工后或地下室完成后开始观测;大型高层建筑, 可在基础垫层或基础底部完成后开始观测, 观测次数与间隔时间应视地基与加荷情况而定。建筑变形测量规程规定, 民用建筑可每加高1～5层观测1次。但由于建筑工程在主体封项前的施工阶段荷载增加很快, 沉降量也较大, 因此建议有关规范标准明确规定每加高1层观测1次, 这样可以及时掌握沉降量与荷载的关系。尽早发现不均匀沉降, 必要时调整施工方案。施工过程中如暂停施工。在停工时及重新开工时应各观测一次。停工期间, 可每隔2～3个月观测一次。

7.2 主体封顶后

建筑工程主体封顶后至工程竣工的这一时期为装修期, 在装修期间, 工程也因抹灰, 进设备而增加荷载, 但荷载的增加无时间规律, 时大时小, 对此可在考虑沉降速率、施工进度等因素的基础上, 将装修期的监测定为1～2月监测1次。

7.3 施工完毕正式交付使用后的监测

一年内需每月监测一次, 以后若竣工后同一建筑物上各沉降点的下沉较均匀, 且沉降速率已明显减缓, 则可按每季度或半年观测一次, 直至沉降相对稳定为止。如遇特殊情况, 如基础附近地面荷载突然增加, 基础四周大量积水, 长时间连续降水等情况, 均应及时增加观测次数。当建筑物突然发生大量沉降, 不均匀沉降或严重裂缝时, 应立即进行逐日甚至一天多次的连续观测。

8 建筑物裂缝的监测方法

当建筑物多处发生裂缝时, 应先对裂缝进行编号, 然后分别监测裂缝的位置、走向、长度及宽度等。

对于混凝土建筑物上裂缝的位置, 走向及长度的监测, 是在裂缝的两端用油漆画线作标志, 或在混凝土表面绘制方格坐标, 用钢尺丈量。

北京地铁沉降监测方法及数据处理 第5篇

摘要:北京是轨道交通工程在建项目最多的城市,沉降监测对地铁工程的安全施工有着重要意义,同时监测数据能够直接用来评价地铁施工对地表环境的影响。本文重点论述了北京地铁沉降监测的方法与技术要求,介绍了所用仪器数据文件的格式,详述了数据处理和统计分析。最后,文章给出了变形预报分析的数学方法,并说明了其现实意义。

关键词:沉降监测;数字水准仪;数据处理引言

北京是一个国际化的大都市,人口与车辆的增多给北京城带来了很严重的交通问题。随着2008年奥运会的日趋临近,解决这个问题就显得越来越紧迫。轨道交通是解决日益恶化的城市交通问题的一个主要手段。然而,在人口密集、建筑设施密布的城市中进行轨道工程施工,由于岩土开挖不可避免地产生对岩土体的扰动并引起洞室周围地表发生位移和变形,当位移和变形超过一定的限度时,势必危及周围地面建筑设施、道路葙地下管线的安全。因此,研究城市轨道工程开挖过程中地表沉降的有效控制问题,对于地表环境保护及轨道工程的安全施工都具有十分重要的意义。2 沉降基准点和沉降监测点的布设与观测

从2005年3月开始,我们开始对北京地铁四号线某标段(车站)的沉降监测工作,预计该标段的土建施工工作和监测工作将于2006年底结束。监测仪器使用TrimbleDiNi12数字水准仪,监测内容包括建筑物沉降监测和地表沉降监测。沉降监测控制网采用地铁四号线的高程控制网。水准基点与工作基点的联测采用一等水准观测,起初开始观测时,一个月复测一次,三个月以后每三月观测一次。遇跨雨季等特殊情况增加观测次数,以判定工作基点的稳定性。工作基点均位于沉降影响范围外的已稳定的永久性建筑物上。2·1 监测点布设主要要点

1)监测点布设的范围为地铁结构外沿30m内,但在车站主体结构施工地段,地铁结构外沿50m范围内的重点建(构)筑物也应监测。

2)地表沉降监测应尽量和施工单位监测同点量测,同时要注意和施工单位量测的时间也应一致(同天量测),以进行监测数据的比对和校核。

3)由于此地铁属于盖挖车站,原则上沿线路走向上每40m布设一个地表沉降测点,布设3排;车站中线一排,区间线路延长线各一排。

4)建筑物沉降监测点一般布设在3层以上(含3层)的永久建筑物上,但对于3层以下的重要建筑物(如具文物性质的建筑物)也应布设沉降监测点。沉降测点要布设在建(构)筑物主体结构的角点、中点和承重墙上,(如图1,2所示)。2·2 监测技术要求及观测方法

沉降观测精度等级的确定,根据各监测内容的

定精度(式中ms———沉降量S的观测中误差;mΔs———沉降差Δs的观测中误差;QH———网中最弱观测点高程H的权倒数;Qh———网中待求观测点间高差h的权倒数),参考国际测量工作者协会(FIG)于1981年第16届大会提出的常用取值方法,即:为实用目的,观测值中误差不应超过变形允许值的1/26~1/10。结合《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》,本次沉降监测网采用国家二等水准测量方法,即: 相邻基准点的高程中误差≤0.5mm,观侧点的高程中误差≤1.0mm。

各项观测限差为:

1)附合或环线闭合差≤0.5(mm)(n为测站数)

2)视线长度≤5m、前后视距差≤1.0m、前后视距累积差≤3.0m。

观测顺序和方法如下:

1)往测时,奇数站照准标尺为后前前后(BFFB),偶数站照准标尺为前后后前(FBBF)。

2)返测时,奇、偶数站照准标尺的顺序分别与往测偶、奇数站相同。

3)分别利用两工作基点起算,采用闭合水准路线观测监测点。

盖挖法施工车站监测频率表:(×标段×站)沉降观测的数据处理

3·1 TrimbleDiNi12的数据格式

TrimbleDiNi12使用两种记录数据模式,一种模式记录测量原始数据(RM),另一种模式记录计算数据(RMc)。同时,DiNi12有两种数据格式(与记录模式不是同一个概念),一种是RECE(M5),另一种是REC500,RECE(M5)和REC500格式都可用于记录和传输数据,但RECS00记录的信息量少。RM模式下的数据仅记录了测量读数的标准差,这样情况下不可以进行线路平差,作业时应避免这种情况,表1为M5格式说明表。

RECE(M5)数据格式:

RECE(M5)格式的数据行包含121个字符,总的数据以这个数据乘以地址行数而存在项目文件中。字符119为空格,接下来的字符120、121为回车符(CR)、换行符(LF)。空格字符在RECE(M5)格式中是重要的,不能被删除。3·2 监测成果与变化分析

可以统计出每次监测点的沉隆量,MicrosoftExcel提供了丰富的统计函数功能,再结合自编的程序,可以轻松制作出沉降量周报报表(见表2)。

2)沉隆量曲线图

图表具有较好的视觉效果,可方便用户查看数据的差异、图案和预测趋势。在沉降量曲线图中,可以直接查看到最小沉降点和最大沉降点,当沉降趋势较明显时,可引起用户的注意。我们利用MicrosoftExcel的图表功能自动生成沉降量曲线图,在Excel中,图表是和数据表相链接的。横坐标以观测时间为单位,纵坐标以沉降量为单位,坐标刻度以2mm为主要刻度,这样足以反映出大于2mm的沉降量(见图3)。

3)变形预报和安全判断

1)沉降量报表

北京地铁四号线第三方监测在主体结构施工阶段是一周一次,根据各次变形监测点的高程数据, 可以统计出每次监测点的沉隆量,MicrosoftExcel提供了丰富的统计函数功能,再结合自编的程序,可以轻松制作出沉降量周报报表(见表2)。

在考虑施工进度(主要是隧道开挖进度)和监测点沉降量统计分析的基础上,采用数值分析中的线性内插法来推算时域外的变形值。因为外推预报值时使用最近的两次监测值,对于连续下沉的监测点有简单实用的优点。

yi+1=yi-1+(yi-yi-1)·(ti+1-ti-1)/(ti-ti-1)

式中:y—沉降量;t—时间。

沉降观测数据为地铁安全施工提供一个重要依据,因而具有十分重要意义。监测项目中建(构)筑物沉降、裂缝,地表沉降,直接用来评价地铁施工对周边环境的影响程度。从我们前期的监测数据显示来看,车站1#风道采用暗挖法,设置在地铁车站1#风道附近的监测点和地面上的监测点整体沉降量较大,这与施工进度相关,同时也说明了我们的作业方法良好。根据设计单位要求,建筑物点的累积沉降限值为±20mm,地面点的累积沉降限值为±25mm,当沉降量接近限值时,则及时向业主及相关部门汇报情况,并同施工单位共同分析原因,以便采取处理措施。每次监测点沉降量大于2mm的,要在报告中加以说明并进行回归分析,对变形趋势进行预测预报。结束语

1)监测仪器操作简单,精度高,读数客观,能对同一测站两次高差之差超限发出警告,测量数据全部存储在PCMCIA卡,便于计算机处理。

2)变形预报采用线性内插法的变换形式来外推预报值,在短期内较回归分析更具现实意义,从数学方法上来说,短期内的一元线性回归方程与线性内插公式的变换形式基本等效。

3)沉降量曲线图能较沉降量报表直观地反映监测点的变化情况,可以预测监测点变化趋势,以便及时将信息反馈至监测管理单位。此外,每月要对施工地段巡察至少一次,确保沉降影响范围内的建筑物及地面没有异常情况,没有出现裂缝、裂纹。

参考文献

沉降监测中几种预测模型的建立 第6篇

关键词：监测；沉降；预测；模型

1 引言

随着建筑行业的发展，各种工程建筑的规模越来越大，对工程的精密控制要求也越来越高，因为一旦发生某种疏忽，对工程的打击将是致命的。为了及时发现工程中的不稳定因素，我们必须实时了解周边土体以及建筑物的沉降变化，以便及时采取补救措施，确保施工过程的稳定安全，减少和避免不必要的损失[1]。在工程中，通过对资料的研究和分析，确定监测项目及监测实施方法，并建立相应预测模型，通过将监测数据与预测值作比较，既可以判断上一步施工工艺和施工参数是否符合或达到预期要求，同时又能实现对下一步的施工工艺和施工进度控制，从而切实实现信息化施工[2]。因此，建立起预测模型，以便进行控制和检查，对沉降监测是相当重要的。目前，用于变形监测的预报模型主要有回归分析模型、时间序列模型（AR）、灰色系统预测模型（GM）、Kalman滤波模型和人工神经网络模型等，各种预测方法有其优缺点。本文通过结合某工程的实测沉降数据，分别用回归分析中的对数曲线模型、时间序列模型（AR）、灰色系统预测模型（GM）对其沉降进行了预测，并对建立起来的三个模型进行了精度分析与比较。

2 监测数据处理

在监测施工中，由于观测设备各种故障或人为读数误差，观测数据中往往会混入一些无效数据，这些数据不能客观地反映出变化情况。因此，为避免错误的发生，在数据分析前，最好先进行粗差的检测和剔除。如果一组观测值若混有粗差值而没有被剔除，则将影响最后分析预测结果。为了得到精度更高的结果，我们必须对观测值进行正确的取舍，剔除观测数据中的粗差。一般的数据取舍原则有莱依达原则、格拉布斯准则、t检验准则、肖维勒准则以及狄克逊准则等[3]。本文采用格拉布斯准则对数据进行粗差的剔除。

格拉布斯准则是在未知总体标准差情况下，对正态样本或接近正态样本异常值的一种判别方法。下面以某工程中特征点W137沉降数据为例，采用格拉布斯准则去除数据中的粗差。沉降数据见表1。

格拉布斯准则计算步骤如下[4]。

（1）首先计算平均值

（2）根据公式计算对应的残差，结果见表2。

（3）根据公式计算σ

（4）判断异常数据，将按大小排列

3 三种沉降预测模型

3.1 对数曲线模型[5]

对数曲线法就是把实测沉降历时曲线看成是沉降随时间缓慢增加的对数曲线， 对数曲线的方程为

式中， t 为时间； 为 t 时刻的沉降； a、b 为待定系数。

令，则有：

式中，对数函数就变成了典型的一元线性回归方程。

其中参数计算公式为：

3.2 AR（p）预测模型[6]

时间序列，（t=1，2，…，n）的自回归模型为

自回归模型也是一种线性模型，φ1，φ2，…，φp为模型参数，p为模型的阶。假设为白噪声序列，即的数学期望，方差均为σ2，各间不相关，协方差（）。误差方程为

其矩阵形式为

在下，模型参数最小二乘解为

要确定模型阶数p，先设阶数为（p-1），求得其残差平方和，与（p-1）阶比较。如果结果差别不显著，p阶不必考虑，即采用p-1阶为宜。令，由于，，构造F检验统计量

选定显著水平α，查F分布表得分位值Fα（1，N-2p）。若F>Fα（1，N-2p），则应采用p阶，否则采用p-1阶。

3.3 GM（1，1）灰色预测模型[7，8]

灰色预测法即对含有不确定因素的系统进行预测的方法。它所需的样本少，也无需样本有规律性分布，但其预测的精准度是较高的，而且可用于近短期和中长期预测。GM （1，1） 模型是灰色预测法中最常用的模型，只要原始数列有4个以上的数据就可以通过数据的变换来建立起模型。

（1）对原始序列χi（0）（i=1，2，3，…，n）进行一阶累加。

（2）利用此新序列生成紧邻均值生成序列。

（3）建立灰色 GM（1，1）模型的一级白化微分方程。

（4）灰色 GM（1，1）模型参数列的最小二乘估计为

将计算求的参数a，b代入式（3）求微分方程，取，可得到灰色GM（1，1）预测模型为：

（5）对此式再做一阶累减还原计算得到原始序列的灰色 GM（1，1）预测模型为：

4 工程实例

将进行粗差处理后的数据按照以上三种模型的建模步骤进行建模，求得三种模型的表达式分别为：

双曲线预测模型：

AR（2）模型：

GM（1，1）灰色预测模型：

其中，AR（p）经计算结果验证，p=3不显著，故采用p=2，建立AP（2）模型。GM（1，1）灰色预测模型根据检验计算可知，此模型精度为一级。

根据三种模型所得的预测值见表3，预测曲线图见图3。

最后经残差方差计算公式[9]：

计算得到对数曲线模型预测的残差方差为0.0023mm2，AR（p）预测模型残差方差为0.0043mm2，GM（1，1）预测模型残差方差为0.0030mm2。虽然以上三种预测模型均能在一定程度上反映其发展趋势，但通过三种曲线的残差方差可以发现，对数曲线模型残差方差值最小。且通过曲线图可以发现，对数曲线拟合度较高，更适合于作为此监测点的预测模型。在实际监测中，我们需根据具体情况，选择最佳预测模型，以提高预测精度。

5 结语

本文结合工程实例，对沉降监测所得数据进行了粗差的剔除，并在此基础上详细阐述了对数曲线预测模型、AR（p）预测模型以及GM（1，1）灰色预测模型的建立。但是在现场施工以及监测中，情况十分复杂，要考虑的因素也很多。因此在预测时，应考虑采用多种不同方法建立预测模型，在经过比较分析后，选择其中最适合的一种模型进行预测预警。同时我们也可以从实际情况出发，考虑建立组合模型进行预测，以提高预测精度[10]。

参考文献

[1]陈辉.简析深基坑监测方案[J].施工技术，2009.6（38）：226-228.

[2]林娟，冯永.某深基坑监测方法研究[J]. 企业技术开发，2012，31（11）：146-147.

[3]刘宗宝，高世桥，杜井庆.测量数据剔除粗大误差与平滑处理的一种算法[C].第三十一届中国控制会议论文集D卷，2012，7582-7583.

[4]刘强.测量数据处理中粗差问题的探讨[J]. 科技情报开发与经济，2011，21（5）：218-219.

[5]王丽琴，靳宝成，杨有海等.黄土路基工后沉降预测模型对比研究[J].铁道学报，2008，30（ 1）： 43- 47.

[6]孔祥元，郭际明.变形监测理论与应用[M].北京：测绘出版社，2008，21-55.

[7]鹿利军，杜子涛.灰色系统理论在建筑物变形分析中的应用[J].测绘与空间地理信息，2006，29 （1）： 95 -97.

[8]郭洪生，滕金龙，马晓光.GM（1，1）模型在建筑物变形预测中的应用[J].东北测绘，2000，23（1）： 9- 27.

[9]兰孝奇，严红萍，刘精攀.灰色系统预测模型在沉降监测中的应用[J].现代测绘，2006，29（01）：24-26.

[10]杜彦良，姬来，刘新福.高速铁路路基施工期沉降量的灰色预测模型及应用[J].铁道科学与工程学报，2009，06（01）：36-40.

建筑物沉降监测 第7篇

一、建筑变形观测计划与步骤

1. 监测建筑的地理位置

此次观测的建筑对象位于郑州市,在一个物业园区内部,在实验观测时还在进行施工建设。由于该小区是城市的新建项目,与其他的居民楼距离较远,而且地形较复杂。本次要观测变形情况的是小区内的2号楼和4号楼,一共包括5个单元,建筑类型属于公寓式住房。

2. 布置沉降观测点的方位

(1)沉降观测点

沉降量是由沉降观测点得出的数据来衡量的,所以,对于高层建筑的沉降观测点,应该设置在便于观察到的位置,而且要注意观测点的横纵比例要相互平衡。选择的地理位置要能够体现差异性,在不同的高度和结构的倾斜角度上都要放置观测点。

本次实验建筑的沉降观测点分布较合理,在2号楼设置了24个观测点,4号楼则为14个,合计38个沉降观测点。这些观测点一般按照标准设置在外墙上,高度需要超过500mm,设置的建筑材质环境为钢筋混凝土,在设置观测点之前应该还要询问业主或施工方,设置的地点会不会有施工需求或者后期的改建情况,以便选好固定位置。

(2)布置水准基点的方位

对沉降变化的检测向来多以水准基点检测法来进行重复检查,水准测量并不只是单独去检测一个位置,而是要形成一个密集的检测网,在建筑的多处设置水准检测点。需要注意的是,在布置水准基点的同时要观测建筑工程的具体情况,尽量以均匀的数量分布在建筑周围,而且都在影响区之外的地点,具体的数值要求是在基坑的一到两倍以外,结构最好能构成等边三角形。水准基点的深度要适度,约为1500mm左右,为了避免冬季严寒发胀导致基点变形,设计深度至少应该在冻土层下。

(3)对检测的要求

a.检测的精确度

观测点的设置是为了得出精准的数据,通过数据的采集才能进行建筑的变形分析,然后再得出结论。所以,对建筑数据的收集有一套非常严格的要求。

根据国内《工程测量规范》中的规定,不同等级下的变形测量数据误差应该和它的垂直位移监测网所具备的等级精度一致,误差的等级分为四等,依次允许的误差值为:四等±0.2mm、三等±1.0mm、二等±0.5mm、一等±0.3mm。在高层建筑的普及标准中,沉降检测值的误差要保持在差异沉降量允许值的1/20以内。

b.观测点的频率

在国内《建筑变形测量规程》中对民用建筑有特别的检测规定,尤其是较高层的建筑物,一般每加高1至5层,则多加一次观测。同时,规程中还强调了观测的次数应该与建筑的实际加荷情况相匹配,对观测的方法而言,其实从该建筑开始施工时就应该进行了。从地基的建设工作开始,一旦出了地面,即为零高度,观测就要进行,按照该楼盘的建设工作进度适当调整次数。一般观测沉降变化是从施工的开始直到建筑封顶,建筑上升每两层就要检测一次,即使建筑已经完工了,还是要定期检测,以三个月为一季,第一年每一季都检测一次,第二年则半年检测一次,第三年及以后,每年检测一次,一直持续到沉降变化完全消失为止。

二、监测变化的数据及统计

1. 数据的处理与归纳

在监测工作完成后,每次都要记得检查测量设备,同时采集信息,采集后仔细审核每个数值结果,在审核无误后,和水准网核对误差等级,还要比较观测点之间的差距,在不同的安放区域允许存在较大的差异,只要符合最大差异值标准即可,而同一建筑环境下的观测点若产生的误差较大,则说明放置位置不妥,或者计算失误,需要重新调整位置或算法。

2. 绘制每一个观测点的沉降数据

沉降变化由各个观测点的统计得出结果,在全部的观测设备回收后,就要进行统一的计算和分析工作,为了分析工作能够更加顺利地进行,一般会以图表的形式来直观显示出各个点之间的差异和数值变动(如图下)

在线性图表中,横坐标是每个观测点的观测周期,而纵坐标则是沉降的变化量,这样一来,每次检测到的变化情况就能够清晰明了,以生动的曲线来向观察者报告沉降变化的具体情况。

三、不同的沉降变化分析法比较

1. 线性回归分析法

回归分析法是在掌握大量观察数据的基础上,建立因变量与自变量的回归关系,在沉降变化的统计分析中,可以把回归分析法看作是一个大的体系,体系中又可以分为“输入”和“输出”两方面的因素,监测体系的输入包括气温、气压、混凝土的温度、渗压程度、时间等。输出则包括建筑的位移、倾斜、挠度、沉降等。在监测沉降变化时,把“输入”因素作为自变量,而把“输出”作为因变量,在线性回归分析法中,自变量是导致因变量的直接原因。线性回归法的优势在于将事物发生的因果关系具体化,能够很直观地发现产生沉降、倾斜等建筑原因与哪个方面的误差有关,而通过线性函数的数学计算,还可以计算出每种自变量对因变量产生的比例,从而得出哪个自变量是出现沉降现象的主要原因。

2. 时间序列分析法

时间序列分析法是一种动态数据处理的统计方法。该方法基于随机过程理论和数理统计学方法,研究随机数据序列所遵从的统计规律,用于解决实际问题。在沉降变化的统计中,通常在沉降变化的检测里设置一个时间单位T和变形量单位X,在不同的时间中,以变化量的浮动来判定时间与变化的关系,确立计算公式。我们在此次实验中使用的关系式模型为趋势项关系式。此关系式可以看出高层建筑的沉降情况以及建筑学中的重力、土力学、土质与时间的关系。

3. 灰色系统理论

灰色系统理论在上个世纪80年代由中国学者提出的新理论,利用现有的已知信息,来预测未知信息。往往未知信息就是探索整个系统的关键。在建筑工程的沉降监测中,沉降的未来变化量就是未知信息,观测的次数和已得到的变化量则为已知信息。在观测点回收数据后做出下次沉降变化的预测值,在下次观测点统计时进行比对,看是否控制在最小误差以内。

4. 三种分析法比较结果

在同一检测时间回收的本次实际观测与之前预测结果对比,如下表所示:

由此可见,每一种分析方法都是可以预测变化的数值,但是方法之间还是有差距的,在前提条件已经具备的前提下,相关检测工作完成后的预测和实测结果对比,明显是灰色系统理论的分析方法更胜一筹,将误差尽量控制在了最小范围。所以,灰色系统理论这个分析模型在预测沉降变化监测结果时是准确度最高的分析法。

四、结语

经过沉降变化的监测流程,该楼盘工程的沉降变化从最开始的微幅沉降,到后来掌握了沉降数据后进行了改良建设,逐渐将沉降现象消除。所以,沉降变化的解决方案不仅要靠稳健的施工,还要靠对房屋建筑的勘测和探究,一旦在观测沉降变化时出现了异常,就可以通过科学的观察和计算得出高层建筑的改进方法,为日后防灾止患打下基础。

建筑物沉降监测 第8篇

关键词：高层建筑,沉降,垂直度,监测

1 概况

某高层建筑主楼25层, 裙房4层, 地面以下设有地下室3层, 基础采用静压预应力管桩, 框架结构。在施工过程中, 及时了解高层建筑由于荷载的变化造成的建筑物沉降以及施工后建筑物的稳定性和安全性, 对施工沉降观测显得十分重要, 本文将结合对某高层建筑的沉降观测和垂直度观测的过程和结果进行分析。

2 沉降观测的主要技术要求、观测方法和使用仪器

1) 沉降观测的主要技术要求是依据国家标准GB 50021-2001岩土工程勘察规范和行业标准JGJ 8-2007建筑变形测量规范实施的, 水准连测环线闭合差按$W{\rm H}=0.5\sqrt{n}$计算, 其中, n为测站数, 基准点与建筑物的沉降观测点环线闭合差$W{\rm H}=0.7\sqrt{n}$。根据规范, 建筑物的稳定指标 (即沉降速率) 在0.01 mm/d～0.04 mm/d之间时, 可停止经常性的观测。2) 观测方法。为了便于对建筑物各沉降点的直接观测, 在离建筑场地50 m以外比较坚实的地方设立两个水准工作基准点。3) 使用进口N3精密水准仪配铟瓦钢尺, 采用光学测微法。4) 观测时间从2007年6月21日起, 观测周期是每3层测1次, 封顶后前半年每2个月测1次, 后半年每3个月测1次, 总共测14次。

3 沉降监测结果

3.1 沉降观测

沉降观测点位置由结构设计布置, 由施工单位按图埋设, 共设17个沉降点, 经过两年的测量数据表明, 随着建筑物荷载的增加, 其沉降量逐渐增大, 建筑封顶后随时间的延长, 建筑物的沉降速率又渐渐减小, 最大沉降量为17号点 (22.79 mm) , 最小沉降量为11号点 (7.47 mm) , 累计平均沉降量为15.81 mm, 累计平均沉降速率为0.021 mm/d, 沉降量和沉降速率较小, 依据规范要求, 达到相对稳定标准。

3.2 统计表汇总

1) 根据各观测周期计算的沉降量, 列统计表进行汇总。

2) 绘制各观测点的下沉曲线。首先建立下沉曲线坐标, 横坐标为时间坐标, 纵坐标上半部为荷载值, 下半部为各沉降观测周期的沉降量。将统计表中各观测点对应的观测周期所测得的沉降量画于坐标中, 并将相应的荷载值也画于坐标中, 连线就得到对应于荷载值的沉降曲线, 附本建筑物的沉降曲线 (见图1, 图2) 。

3) 根据沉降量统计表和沉降曲线图, 我们可以预测建筑物的沉降趋势, 将建筑物的沉降情况及时反馈到有关主管部门, 正确地指导施工。特别在沉陷性较大的地基上重要建筑物的不均匀沉降观测显得更为重要。

4 沉降观测精度评估

水准网每测站高差中误差公式:$W{}_o\pm \sqrt{\frac{1}{{\rm N}}\left[\frac{W\cdot W}{n}\right]}=\pm 0.16\text{m}\text{m}$。其中, Wo为每次观测的水准环闭合差;n为计算Wo时相对站数;N为测得的闭合路线环次数。各环线闭合差均小于$0.7\sqrt{n}$, 符合规范要求。

5 施工期间筒体轴线垂直度的检测

在施工期间, 为了配合施工单位的施工进度, 根据施工单位提供轴线放样控制点对所需检测楼层平面轴线进行垂直度检测, 垂直度检测采用日产PD3准直仪与钢尺进行检测, 即得主楼底层平面上布设4个垂直度检测基点 (本工程每3层检测一次) , 其检测结果轴线放样偏差 (0 mm～3 mm) 均小于规范规定的限差 (3 mm) 。

6 结论分析

1) 根据建筑沉降成果表及平均沉降速率趋势图来看, 建筑的沉降情况还是较为均匀的, 沉降属于正常沉降范围。就目前的沉降速率来分析, 本建筑物的沉降速率均已达到JGJ 8-2007建筑变形测量规范规定的沉降相对稳定标准, 小于0.04 mm/d, 故本建筑物的沉降处于沉降相对稳定状态。

2) 建筑垂直度偏差小于规范允许值。

参考文献

建筑物沉降监测 第9篇

1 数字水准仪特性

电子数字水准仪的速度快、效率高。传统的几何水准测量, 测站必须要有2人, 1人观测, 1人记录计算, 而使用数字水准仪完全可以由1人进行观测, 自动记录, 并实现了内外业一体化。观测只需要照准水准尺调焦和按键就可完成观测、记录及计算, 不存在误读、误记、没有人为读数误差。仪器可与计算机相连, 进行数据后处理, 实行内外业一体化。由于仪器具有自动观测、记录的功能, 省去了作业人员的观测、报数、记录、现场计算的时间及人为出错而出现的重测。数字水准与传统仪器相比速度快、既省时、又省力可节省1/3左右的时间, 从而大大提高了工作效率。

2 数字水准仪的应用

2.1 控制网建立基本要求及建立方案

为了加强某电厂施工现场各重要构筑物沉降测量的监测工作, 确保该电厂新建机组工程的顺利实施, 要求对建筑物在施工和运行阶段定期进行沉降监测工作。首先必须建立施工现场高程控制网, 从而保证各期观测有统一的高程基准。沉降监测控制网的建立有以下基本要求。

(1) 基准点 (特别是核心基准点) 应建立在受施工影响小、易于保存的稳定区域, 在整个工程施工结束四个月内不被破坏; (2) 在工作测点上, 最好直接观测到基准点, 以便于沉降监测时进行工作测点稳定性的检核; (3) 基准点分组布设, 一般每组不少于三个 (条件不容许时不得少于2个) 点, 点间距控制在80m~200m范围内; (4) 高程控制基准点应连接成多结点水准网, 按现场施工要求, 高程基准网布设成二等水准网。

根据以上的基本要求, 结合现场及周边的条件进行控制网的设计 (见图1) 。

2.2 观测方案

目前国家还没有制定数字水准仪的相关规范和技术要求, 国内也没有同类项目中应用的成熟经验可借鉴, 对数字水准仪在高等水准网建立中的应用, 其操作流程、外界因素影响程度及最终精度尚无规律可循。Sprinter 200M数字水准仪完全可以满足国家三、四等水准测量需要, 而本次高程控制网要求为二等水准网, 该数字水准仪能否满足现场施工要求, 也是本控制网建立中需要注意的问题。

为此, 在施测过程中, 严格按照二等水准规范要求进行施测。

在观测过程中, 为了保证外业测量数据的准确性, 在仪器站仍然安排2人, 1人观测, 1人记录计算, 将记录成果作为内业数据检核之用。由于Sprinter 200M数字水准仪记录软件中没有基辅分划读数差的超限控制和提示的问题, 为保证观测精度, 采取每照准一个方向, 设置读数两次, 如其两次读数之差符合所给定的限值, 则取平均数为观测值, 否则重测。

2.3 数据处理分析

此二等水准网, 由18个点组成 (见图1) , 布设成多结点闭合水准网。用Sprinter 200M数字水准仪外业观测, 获得了所需的原始数据, 分析数据中无错误或大的粗差, 并进行初步的检核。构成该水准网两个大环和一个小环, 各环的基本情况如表1所示。从表1可以看出, 二等水准的外业观测是合格的, 其精度指标远远高于规范所规定的允许误差, 说明Sprinter 200M数字水准仪用于本次沉降观测二等水准网的建立可行) 。

可以看出, 各点的高程中误差控制在1mm以内, 精度符合工程要求。平差后的单位权中误差为0.62mm, 每公里观测高差之中误差为1.56mm, 且通过了置信度评价。本沉降监测控制网是正确, 可以采用的。

3 结语

(1) 测量精度高, 在一定地区和条件下, 能够满足工程上二等水准测量的需要。同时具有速度快、效率高、能有效减轻作业劳动强度的优点。 (2) Sprinter 200M数字水准仪读数客观、真实, 避免了测量工作当中的测、记误差, 确保了测量数据的可靠性。 (3) 实践证明, 对数字水准仪来说, 扶尺的质量对观测结果影响较大, 因此在进行测量时要求标尺严格直立。

摘要：本文基于笔者多年从事建筑物沉降监测的相关工作经验, 以数字水准仪在建筑物沉降监测中的应用为研究对象, 分析了水准仪在建筑物沉降检测中的具体应用方案和数据处理方法, 全文是笔者长期工作基础上的理论升华, 相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。

关键词：水准仪,沉降监测,建筑,控制网

参考文献

[1]刘旭春.高精度数字水准仪在沉降监测中的应用[J].测绘通报, 2006 (1) :58～61.

基坑沉降监测浅析 第10篇

为建筑基础开挖的临时性坑井称为基坑。随着社会的不断进步, 物质文明的极大提高及建筑设计施工技术水平的日臻成熟完善, 同时, 也因土地资源日渐减少与人口增长之间日益突出的矛盾, 基坑工程越来越多的向大深方向发展。基坑沉降监测为设计和施工单位优化下一步的施工参数提供相关的参考, 达到信息化安全施工, 杜绝隐患, 避免因基坑围护结构坍塌造成人员和经济的巨大损失。

1 建筑施工过程中及施工结束沉降监测存在的问题

建筑设计单位及施工单位对沉降监测的认识不够, 主要有以下一些问题:a.建筑设计部门在设计图纸上没有沉降监测方面的要求;b.监测点布置、采用的仪器及方法不符合规范要求;c.沉降监测资料不真实, 弄虚作假或凭空填报, 完全应付上级检查要求;d.用户在使用过程中, 没有按规定要求继续进行必要的沉降监测。

2 如何做好建筑物的沉降监测

(1) 端正思想认识。沉降监测在建 (构) 筑物的施工乃至使用过程中是一项重要工作, 它的成果关系周围环境是否安全, 在具体操作上需按规范要求精心进行。 (2) 建筑设计部门必须按设计规范严格要求, 在施工说明或施工图中标明沉降监测的位置及警戒值。 (3) 施工单位在施工过程中, 必须按规范和设计要求认真操作, 严格把关。具体做好以下几点:

2.1. 沉降监测点的设置要正确合理

(1) 监测点的布置应最大程度地反映监测对象的实际状态及其变化趋势, 应满足监控要求; (2) 监测点的布置应不妨碍监测对象的正常工作, 并尽量减少对施工作业的不利影响; (3) 监测标志应稳固、明显、结构合理, 监测点的位置应避开障碍物, 便于观测; (4) 在监测对象内力和变形变化大的代表性部位及周边重点监护部位, 监测点应适当加密; (5) 应加强对监测点的保护, 必要时应设置监测点的保护装置或保护设施。

2.2 沉降监测的频率 (见表1)

3 观测仪器及观测方法要讲究

(1) 观测沉降的仪器应采用经计量部门检验合格的水准仪和钢水准尺进行; (2) 观测时应固定人员, 并使用固定的测量仪器和工具; (3) 每次观测采用相同的观测路线和观测方法; (4) 在基本相同的环境和条件下工作。

4 沉降监测的图示与记录要精细

完成沉降监测工作, 要先绘制好沉降监测示意图并对每次沉降监测认真做好记录, 并把信息及时反馈到施工单位及设计单位, 为下一步工序做准备。

用户或房屋开发商在建 (构) 筑物沉降尚未稳定的情况下, 应继续进行沉降监测工作, 并建立档案。如沉降量超过规范和设计要求, 则应会同有关部门进行处理。只有这样, 建 (构) 筑物的沉降监测才能起到应有的警示作用, 才能为建 (构) 筑物的结构安全提供可靠的依据。

注:a.当基坑工程等级为三级时, 监测频率可视具体情况要求适当降低;b.基坑工程施工至开挖前的监测频率视具体情况确定;c.宜测、可测项目的仪器监测频率可视具体情况要求适当降低;d.有支撑的支护结构各道支撑开始拆除道拆除完成3d内监测频率应为1次/1d。

参考文献

[1]伊晓东, 李宝平.变形监测技术及应用[M].郑州:黄河水利出版社, 2007.

[2]赵志缙, 应惠清.简明深基坑工程设计施工手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 1999.

[3]刘建航, 侯学渊.基坑工程手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 1997.

[4]李青岳, 工程测量学[M].北京:测绘出版社, 1995.

[5]张正禄, 工程测量学[M].武汉:武汉大学出版社, 2005.

建筑物沉降监测 第11篇

关键词：分布式光纤；地面沉降；监测技术

1引言：近几十年来，地面沉降在不同程度上席卷全国各地，不均匀沉降导致地面开裂、建筑物的倾斜、地下人工管道的错位等现象时有发生，严重影响着基础工程建设和人类正常生活活动的开展。比如：上海自20世纪20年代至21世纪初，由于地下水的开采导致地面沉降，其沉降量最大可达2.6米，直接或间接造成严重的经济损失[1]；危地马拉受飓风“阿加莎”的袭击，造成地面塌陷形成厚60米、宽30米的巨坑。

目前，对于地面沉降的监测手段历经水准测量、三角高程测量、数字摄影测量、GPS方法、InSAR技術和光纤监测等，日益趋向具有精确化、自动化、操作简便、可连续性监测等特点的监测技术，分布式光纤监测在地面沉降中具有相当大的发展空间。

2地面沉降机理

地面沉降亦称为地面塌陷，总体表现为松散土体的压缩固结、地下天然溶洞或人工洞室的坍塌、沿海地区可能造成海水入侵现象等。地面沉降的影响因素按其形成方式分类，大致可分为自然因素和人为因素。其中，自然因素：黄土的湿陷性、构造运动、溶洞的塌陷等，人为因素：地下水的开采、固体矿床的开采、地下施工等。我国引起地面沉降最主要的因素则是地下水的开采[2]。

地下水的开采使土体中的水分减少，孔隙水压力降低致使土体骨架所受的有效应力增大，引起地面沉降。由太沙基有效应力原理可得：

由此可见，开采地下水引起地面沉降的本质是土体骨架所受的有效应力增大，容易超过土体的前期固结应力，随着时间的推移，土体便会产生压缩、固结。

地面沉降还具有累积效应、不可逆性，发生沉降的区域主要为弱透水层，含水层的沉降量相对较少。根据累积效应，用分层总和法可表示为：

3分布式光纤传感技术

分布式光纤传感技术根据其散射原理，大致可分为五类，分别有：拉曼散射技术（ROTDR）、光时域散射技术（OTDR）、自发布里渊散射技术（BOTDR）、受激布里渊时域分析技术（BOTDA）、受激布里渊频域分析技术（BOFDA），主要是通过射入光纤的脉冲光与光纤中的声学声子相互作用，产生布里渊散射，利用布里渊散射光频率的漂移量与出光纤的温度及其应变量之间的关系，根据漂移量与温度、应变之间良好的线性关系，计算出地面的沉降量。

4分布式光纤监测应用

分布式光纤传感器因自身体积小、操作简便、适用性强、精确度高、可远程监控等特点，常应用于各类工程检测中，如：边坡工程、滑坡监测和海堤沉降监测等[3][4][5]。

随着地面沉降监测的高要求，规模大、环境差异大、连续性监测、检测精度要求高等，具有成本低、长距离、分布式、抗干扰、敏感性高等特点的分布式光纤在地面沉降检测中应用愈加广范和重要。例如，2013年阜阳采用分布式光纤检测技术对阜阳地面沉降情况进行连续性检测，可靠的得出该地主要变形深度范围[6]；卢毅等人运用BPTDA技术，通过气囊法模型试验模拟地面变形，造成不均匀沉降，探索出分布式光纤检测技术可检测不同条件下的地面沉降及其施工工艺[7]等。

分布式光纤检测技术随着该技术的发展和创新，将会不断地突破自身的缺陷，更有效地应用于地面沉降检测中。

5结论

（1）联系分布式光纤技术与地面沉降，分析出分布式光纤检测在地面沉降检测中的优越性。

（2）预测分布式光纤技术在地面沉降中的可发展性和可持续性。

参考文献

[1]张维然，段正梁等.上海市地面沉降特征及对社会经济发展的危害[J]. 同济大学学报，2002，30（9）：1129-1151

[2]沈水龙，许烨霜.地下水开采引起的地面沉降的机理及其预测方法的现状与未来[J].第二届全球华人岩土工程论坛论文集，2005，8：179-185

[3] 隋海波，施斌等.边坡工程分布式光纤监测技术研究[J]. 岩石力学与工程学报，2008，27（9）：3725-3731

[4] 刘杰，施赋等.基于BOTDR的基坑变形分布式监测实验研究[J]. 岩土力学，2006，27（7）1224-1228

[5] 史彦新，张青，孟宪玮.分布式光纤传感技术在滑坡监测中的应用[J]. 吉林大学学报（地球科学版），2008，38（5）820-824

[6]魏坤.分布式光纤监测在阜阳地面沉降监测中的应用[J].安徽地质，2016，6（2）135-137

[7]卢毅，施斌等.地面变形分布式光纤监测模型试验研究[J].工程地质学报2015，23（5）896-901

楼层沉降观测综合监测评价 第12篇

在建筑物的建设过程中, 由于地基和建筑物的基础部分所承受的荷载会不断增加, 因此地基及基础部分周围的地层会逐渐发生沉降, 而建筑物本身亦会因为内部应力和外部荷载的共同作用而发生一定变形。因此, 在建筑物的施工和管理期间, 为了确保建筑物的使用和安全性能不会受到影响, 同时也为了向日后的勘察及施工提供必要的沉降参数, 必须要对建筑物的楼层沉降进行观测。

2 观测点和水准点的设置

2.1 观测点的设置

楼层沉降的观测点要根据牢固可靠、便于操作的原则设置在建筑物上那些能够很好的表现出楼层形变和沉降特征的位置上, 其数量应根据建筑物的荷载、周围的地质情况以及基础部位的构造进行合理选择, 一般来说, 应在建筑物四周每隔10~30m设置一个观测点, 尤其是在柱基、基础部分的转角处、新旧基础部分的连接处、沉降缝或伸缩缝的两侧以及地质条件不稳定的地方, 一定要设置观测点。确定好位置后, 要用φ20的铆钉或1∶2的水泥砂浆对观测点进行锚固。

2.2 水准点的设置

在对楼层沉降进行观测时, 每一个观测区域必须要有足够数量的水准点, 为了进行彼此间的核对和检查, 水准点的数量不能少于三个。水准点的设置应尽量临近观测点, 其高程应根据建筑区永久水准点的位置通过三等水准测量的方法进行选择, 同时还应充分考虑永久使用和避免扰动的要求, 将其埋设在振动区之外、冰冻线以下, 并在顶部加盖保护, 以确保埋设的坚固和稳定。

3 观测精度及周期的选择

3.1 观测精度的选择

对于观测精度的选择主要有以下几种方法:

3.1.1 变形允许值△S

该方法所使用的公式为:△S=△DL/H。

其中, △S表示的是允许的差异沉降量;△D表示的是建筑物的倾斜值;L表示的是基础部分两端点的水平距离;H表示的是建筑物的高度, 它们的单位均为 (m) 。是一种以△S为依据并根据一定的比例系数来对观测过程中的误差值进行计算的方法。根据1981年国际测量工作者协会第16次会议上提出的要求, 以实用为目的的测量, 其观测误差不能超过允许值的10%;以科研为目的的测量, 其观测误差不允许超过0.2mm。

3.1.2 变形允许值△

该方法所使用的公式为:ms=△/λt。

其中, △表示的是允许变形值;t表示的是置信区内所允许的误差与中误差的比值。而1/λt则为比例系数, 一般在进行估算时, λ的取值为20, t的取值为2。

3.2 观测周期的选择

3.2.1 荷载变动条件下的观测周期选择

在施工阶段对楼层沉降的观测应随着施工进度进行。1) 从建筑基础部分的施工完成之后开始观测, 观测间隔与次数应根据施工的实际情况而定, 每天至少观测一次。2) 从建筑物基础部分施工结束到建筑封顶, 每完成一层的施工就要观测一次。3) 从封顶结束到满荷载, 每15~30天观测一次。4) 从满荷载到沉降量趋于稳定, 每1~3个月观测一次。5) 从稳定沉降到沉降停止, 每半年或一年观测一次即可。在建筑物的使用期间, 观测周期应根据实际沉降速度及建筑所在地的地质条件来确定。

3.2.2 沉降速度变动条件下的观测周期选择

4 观测结果整理

对观测结果的整理主要包括分析观测结果的准确性与消除观测值误差两部分, 对每一次观测都要检查其观测记录, 确保数据的精度和计算符合有关标准的要求, 然后再根据观测高程计算相邻两次观测之间楼层的沉降量, 并将计算结果填入表格, 绘制出各观测点时间与荷载、时间与沉降量的关系曲线图以及沉降点的分布图。其中, 沉降量与时间的关系曲线图非常重要, 影响着变形模型选择的合理性, 但在实际工作中, 却经常会发生以下问题:

4.1 曲线在某处突然回升

出现这种情况的原因主要是观测点或水准点被碰动。若是水准点被碰动, 则应更换水准点继续进行观测, 并对基准网进行重新审核。如果在审核过程中发现是由于观测点被碰动引起的, 则应根据观测点是否依然牢固来选择是另埋新点还是在对其进行加固和处理之后继续使用。

4.2 曲线从某处开始逐渐上扬

出现这种情况的原因主要是水准点出现下降。所以除了要在埋设水准点时注意确保其稳定性外, 还应定期对基准网进行复核, 以便计算出水准点的下沉量, 及时更改观测点的高程值, 使测量数据能够真实的反映出楼层沉降的具体情况。

4.3 曲线呈起伏状

曲线的波浪式起伏在楼层沉降观测的后期经常会出现, 其原因可能是由于建筑物的沉降区域稳定, 测量误差大于沉降量造成的。因此除了要采取相应措施确保测量的准确性之外, 也可以采用将某一观测时段的曲线改为水平线的方法来对测量数据进行分析。

5 对楼层的安全性分析

对楼层的安全性分析就是通过对经过修正的观测数据的分析来寻找其中的变化规律, 再通过这一规律对楼层沉降的原因作出解释并发出警报。

5.1 利用变形进行预报

当获得了4~5组观测数据后, 就可以通过灰色理论建立起沉降预测模型, 从而计算出建筑物的预计沉降量。在之后的预测中, 要随时将实际测量值与预计测量值相比较, 如果楼层的实际沉降值大于预测值, 就应立即发出警报。

5.2 建筑基础的相对倾斜值

所谓基础相对倾斜值就是两点间的沉降量差异与两点间水平位置的比值, 即

其中, a表示的是相对倾斜值;Sa、Sb表示的是两端沉降观测点a和b的沉降量;L表示的是a、b两点间的水平距离。从大量的测量实例来看, 当a1/500时, 大部分建筑物仍然能够正常运作;而当a=1/300时, 建筑物就到了能否正常运作的临界点;当a=1/250时, 建筑物就会出现可见倾斜;当a=1/150时, 楼层结构开始破坏。所以, 对于后两种情况要及时发出警报。

5.3 建筑基础的挠度计算

对于建筑基础的挠度计算也是对楼层沉降量进行安全分析的重要手段之一, 只有当计算出的挠度值在偏差允许的范围内时, 建筑物才能保持安全运营的状态。

6 沉降原因分析

判断建筑物沉降原因的方法主要有三种, 分别为确定函数法、统计分析法以及这两种方法的混合应用。其中统计法主要是基于灰色理论和时序分析来建立预测模型, 也就是通过实际观测资料, 将沉降值作为灰色量和沉降量来建立数学控制模型。确定函数法主要是对建筑物及其基础部分的实际工作状态进行分析, 再通过有限元法计算出楼层在荷载作用下的变性场, 再将其与实际测量值进行拟合, 最终得到调整参数并建立确定性模型。

工作人员在搜集、整理建筑物从施工开始到竣工再到稳定沉降等阶段的实际观测值的基础上, 可以通过以上三种方法来建立楼层的形变模型, 并估算出建筑物在沉降稳定后可能发生的沉降值, 以此作为建筑物运营期间安全检测和沉降观测工作的重要依据。

7 结语

对于楼层的沉降观测所耗费的时间较长, 施工、设计和管理单位对于观测值精确度的要求也相对较高, 因此是一项非常艰巨又需要细致和耐心的基础性工作。这就要求工作人员要不断总结工作中的实际经验, 分析和掌握与楼层沉降观测有关的规律和方法, 并在认真分析所观测楼层自身特点的基础上制定出一套科学、合理、经济、全面, 又能满足工程实际需要的观测方案。同时, 有关人员还要树立责任意识, 认真做好每一次测量数据的记录, 仔细分析观测数据的变化, 及时向有关部门提交观测结果, 为建筑物的安全运营和人民群众的生命安全保驾护航。

参考文献

[1]李必瑜, 魏宏扬.建筑构造[M].北京:中国建筑工业出版社, 2008.

[2]龚晓楠.地基处理手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 2008.

[3]巩天真, 岳晨曦.地基处理[M].北京:科学出版社, 2008.