高層建筑物沉降及傾斜觀測
摘 要：闡述高層建筑物沉降及傾斜的觀測技術(shù)及方法
關(guān)鍵詞：高層建筑物;沉降;傾斜
建筑物沉降觀測，是測定建筑物本身的沉降量及沉降差，以了解建筑物施工階段不同時期的沉降情況和基礎(chǔ)樁的穩(wěn)定程度。為設(shè)計和施工部門提供相關(guān)的參考數(shù)據(jù)以便及時采取措施，達到安全施工、杜絕隱患的目的。
沉降觀測工作分為五個部分：作業(yè)依據(jù)，基準點埋設(shè)，觀測點埋設(shè)，精密水準測量和資料整理與提交。如果觀測期間發(fā)現(xiàn)沉降異常，則要對建筑物進行水平位移和樓體傾斜的監(jiān)測，計算基礎(chǔ)的相對彎曲及樓體的相對傾斜值。
1 作業(yè)依據(jù)
（1）《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB 50007-2002），
（2）《工程測量規(guī)范》（GB50026-2007）
（3）《建筑變形測量規(guī)范》（JGJ8-2007）
2 基準點埋設(shè)
基準點是檢驗和直接測定觀測點的依據(jù)，要求其點位在整個觀測過程中保持相對穩(wěn)定，且離開被測建筑物有一定的距離，具體位置根據(jù)現(xiàn)場情況確定。為了便于校核、驗證基準點的穩(wěn)定性，基準點布設(shè)不少于3個。其埋設(shè)方法采用鉆探成孔法，用鉆機鉆至新鮮基巖面（中風(fēng)化或微風(fēng)化），孔徑為110mm，把25mm的鋼筋插入孔底，清孔、錘實，用導(dǎo)管澆灌1∶1水泥砂漿。鋼筋頭露出所澆注水泥面2~3cm，頂部焊接鋼制標(biāo)芯并涂防銹油漆作為觀測立尺點，然后設(shè)置保護箱蓋（見圖一）。當(dāng)基準點離所測建筑距離較遠致使變形作業(yè)不方便時，宜設(shè)置工作基點，工作基點可選擇淺埋式。
3 沉降觀測點埋設(shè)
觀測點是固定在擬測建筑物上的測量標(biāo)志，埋設(shè)位置應(yīng)保證施工期間和建筑物竣工后一段時期內(nèi)能順利進行觀測，并能正確反映建筑物的沉降情況，一般情況埋設(shè)在建筑的四角、核心筒四角、大轉(zhuǎn)角處及延外墻每10～20m處或每隔2～3根柱基上。通常情況下，建筑物設(shè)計圖紙上有專門的沉降觀測點布置圖。觀測點采用Ф16mm的圓鋼制作，長約15cm，一端加工成光滑圓頭。柱位拆模后采用沖擊鉆鉆孔置入法埋設(shè)在首層指定承力柱上高出地坪面20～30cm處（見圖二）。
4 精密水準測量
4.1 儀器
使用精密水準儀配合銦鋼水準標(biāo)尺進行觀測。觀測人員由具專業(yè)職稱的工程師施測，為保證觀測精度，在觀測過程中遵循“五定”的原則，所謂“五定”，即通常所說的沉降觀測依據(jù)的基準點、工作基點和被觀測物上的沉降觀測點，點位要穩(wěn)定；所用儀器、設(shè)備要穩(wěn)定；觀測人員要穩(wěn)定；觀測時的環(huán)境條件基本一致；觀測路線、鏡位、程序和方法要固定。以上措施在客觀上盡量減少觀測誤差的不定性，使所測的結(jié)果具有統(tǒng)一的趨向性，保證各次復(fù)測結(jié)果與首次觀測的結(jié)果可比性更一致，使所觀測的沉降量更真實。
4.2 技術(shù)要求及精度分析
按照《工程測量規(guī)范》中二等變形觀測（國家一等精密水準測量）的技術(shù)要求施測。觀測時讀數(shù)取至0.01mm。根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GBJ 50007-2002）高層建筑物基礎(chǔ)變形量的允許值，整體傾斜若Hg≤24m時不大于0.004，24＜Hg≤60時不大于0.003，60＜Hg≤100時不大于0.0025，Hg＞100m時不大于0.002。其中Hg為室外地面起算的建筑物高度（m）。傾斜是指基礎(chǔ)傾斜方向兩端點的沉降差與其距離的比值。
各項技術(shù)指標(biāo)如下：視距≤30m，前后視距差≤0.5m，前后視距累計差≤1.5m，視線高度≥0.5m，基輔尺分劃各項讀數(shù)差≤0.3mm，測站高差中誤差≤0.15mm，相鄰點高差中誤差≤0.5mm?；鶞庶c往返觀測校差，環(huán)線閉合差≤±0.3 mm（n為測站數(shù)）。
4.3 觀測時的注意事項
(1)每次觀測，均要對基準點進行高差檢測校核，驗證其點位穩(wěn)定可用后，才對沉降點進行觀測。
(2)應(yīng)盡量避免在卷揚機、攪拌機等有震動影響的范圍內(nèi)設(shè)站。
4.4 觀測周期
根據(jù)相關(guān)規(guī)范，待基準點、觀測點埋好穩(wěn)固后，即可進行首次觀測（首次觀測應(yīng)盡量在二層樓板澆灌前進行）。以后的施工期每增加1～5層觀測一次，施工過程中若暫定工，在停工時及重新開工時應(yīng)各觀測一次，停工期間可每隔2～3個月觀測一次。建筑物封頂后，第一年每隔3個月觀測一次；第二年每半年觀測一次2次，第三年后每年觀測一次，直到穩(wěn)定為止。若最后所測各點的沉降速率均小于0.01mm／天，說明基礎(chǔ)沉降已趨于穩(wěn)定，即可停止觀測。
觀測中如突然發(fā)生大量沉降、嚴重不均勻沉降或較大裂縫等異常情況，應(yīng)增加觀測次數(shù)，例如進行逐日或幾天一次的連續(xù)觀測，并在記錄中注明這些情況。
4.5 施測方法
(1)基準點聯(lián)測：每次觀測前均首先聯(lián)測基準點，按照環(huán)形閉合網(wǎng)施測，計算閉合差，并按測站數(shù)計算各點改正數(shù)，以檢驗基準點的穩(wěn)定性。
(2)沉降觀測：布設(shè)環(huán)形閉合網(wǎng)，盡量選用固定測站，逐點觀測，計算環(huán)線閉合差并根據(jù)測站數(shù)進行平差，準確計算出各點的高程。相鄰兩次觀測的高程差，即為該點的沉降量。
4.6 質(zhì)量保證措施
作業(yè)人員在每次觀測時應(yīng)詳細記錄荷載情況，描述被測建筑物出現(xiàn)的情況，并在現(xiàn)場及時計算各測點的輔差，檢查各讀數(shù)是否正確無誤，各項誤差是否在允許的范圍內(nèi)。做到記錄清晰、齊全，計算準確無誤。檢查員應(yīng)及時對成果數(shù)據(jù)進行檢查驗算，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。審核員負責(zé)報告的審核，把好質(zhì)量的最后一道關(guān)。
5 變形分析
沉降觀測點的變形分析應(yīng)從以下兩方面進行分析：
?。?）變形觀測成果中分析相鄰兩個或多個觀測周期，相同觀測點有無顯著變化。
這方面就要求上述的觀測數(shù)據(jù)要合理的處理：（1）觀測值中不應(yīng)含有超限誤差，系統(tǒng)誤差應(yīng)減弱到最小程度;（2）合理處理隨機誤差，正確區(qū)分測量誤差與變形信息;（3）多周期觀測成果的處理應(yīng)建立在統(tǒng)一的基準上;（4）按網(wǎng)點的不同要求，合理估計觀測成果精度，正確評定成果質(zhì)量。
?。?）結(jié)合荷載、氣象和地質(zhì)等外界相關(guān)因素綜合考慮，進行幾何和物理分析。
當(dāng)某一周期觀測值顯著變化時，除從上述第一點分析外，還應(yīng)當(dāng)從荷載、氣象和地質(zhì)等外界相關(guān)因素進行考慮。
沉降觀測項目結(jié)束后，對每個觀測周期的成果進行最終變形分析，并編寫分析報告等資料。
6 資料整理與提交
每周期觀測結(jié)束后，應(yīng)對觀測數(shù)據(jù)和計算資料及時進行整理驗算，計算各觀測點的沉降量，填制觀測成果表并對其進行沉降分析。
沉降觀測竣工后，應(yīng)提交下列成果：
?。?）沉降觀測成果表；
?。?）基準點及觀測點平面位置示意圖；
（3）“荷載��時間��沉降量”曲線圖；
（4）沉降觀測分析報告。
7 結(jié)論
本文從作業(yè)依據(jù)、基準點埋設(shè)、觀測點埋設(shè)、精密水準測量、變形分析、資料整理與提交等六個方面簡要闡述了民用高層建筑物沉降及傾斜的觀測技術(shù)及方法。
關(guān)鍵詞：高層建筑物;沉降;傾斜
建筑物沉降觀測，是測定建筑物本身的沉降量及沉降差，以了解建筑物施工階段不同時期的沉降情況和基礎(chǔ)樁的穩(wěn)定程度。為設(shè)計和施工部門提供相關(guān)的參考數(shù)據(jù)以便及時采取措施，達到安全施工、杜絕隱患的目的。
沉降觀測工作分為五個部分：作業(yè)依據(jù)，基準點埋設(shè)，觀測點埋設(shè)，精密水準測量和資料整理與提交。如果觀測期間發(fā)現(xiàn)沉降異常，則要對建筑物進行水平位移和樓體傾斜的監(jiān)測，計算基礎(chǔ)的相對彎曲及樓體的相對傾斜值。
1 作業(yè)依據(jù)
（1）《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB 50007-2002），
（2）《工程測量規(guī)范》（GB50026-2007）
（3）《建筑變形測量規(guī)范》（JGJ8-2007）
2 基準點埋設(shè)
基準點是檢驗和直接測定觀測點的依據(jù)，要求其點位在整個觀測過程中保持相對穩(wěn)定，且離開被測建筑物有一定的距離，具體位置根據(jù)現(xiàn)場情況確定。為了便于校核、驗證基準點的穩(wěn)定性，基準點布設(shè)不少于3個。其埋設(shè)方法采用鉆探成孔法，用鉆機鉆至新鮮基巖面（中風(fēng)化或微風(fēng)化），孔徑為110mm，把25mm的鋼筋插入孔底，清孔、錘實，用導(dǎo)管澆灌1∶1水泥砂漿。鋼筋頭露出所澆注水泥面2~3cm，頂部焊接鋼制標(biāo)芯并涂防銹油漆作為觀測立尺點，然后設(shè)置保護箱蓋（見圖一）。當(dāng)基準點離所測建筑距離較遠致使變形作業(yè)不方便時，宜設(shè)置工作基點，工作基點可選擇淺埋式。
3 沉降觀測點埋設(shè)
觀測點是固定在擬測建筑物上的測量標(biāo)志，埋設(shè)位置應(yīng)保證施工期間和建筑物竣工后一段時期內(nèi)能順利進行觀測，并能正確反映建筑物的沉降情況，一般情況埋設(shè)在建筑的四角、核心筒四角、大轉(zhuǎn)角處及延外墻每10～20m處或每隔2～3根柱基上。通常情況下，建筑物設(shè)計圖紙上有專門的沉降觀測點布置圖。觀測點采用Ф16mm的圓鋼制作，長約15cm，一端加工成光滑圓頭。柱位拆模后采用沖擊鉆鉆孔置入法埋設(shè)在首層指定承力柱上高出地坪面20～30cm處（見圖二）。
4 精密水準測量
4.1 儀器
使用精密水準儀配合銦鋼水準標(biāo)尺進行觀測。觀測人員由具專業(yè)職稱的工程師施測，為保證觀測精度，在觀測過程中遵循“五定”的原則，所謂“五定”，即通常所說的沉降觀測依據(jù)的基準點、工作基點和被觀測物上的沉降觀測點，點位要穩(wěn)定；所用儀器、設(shè)備要穩(wěn)定；觀測人員要穩(wěn)定；觀測時的環(huán)境條件基本一致；觀測路線、鏡位、程序和方法要固定。以上措施在客觀上盡量減少觀測誤差的不定性，使所測的結(jié)果具有統(tǒng)一的趨向性，保證各次復(fù)測結(jié)果與首次觀測的結(jié)果可比性更一致，使所觀測的沉降量更真實。
4.2 技術(shù)要求及精度分析
按照《工程測量規(guī)范》中二等變形觀測（國家一等精密水準測量）的技術(shù)要求施測。觀測時讀數(shù)取至0.01mm。根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GBJ 50007-2002）高層建筑物基礎(chǔ)變形量的允許值，整體傾斜若Hg≤24m時不大于0.004，24＜Hg≤60時不大于0.003，60＜Hg≤100時不大于0.0025，Hg＞100m時不大于0.002。其中Hg為室外地面起算的建筑物高度（m）。傾斜是指基礎(chǔ)傾斜方向兩端點的沉降差與其距離的比值。
各項技術(shù)指標(biāo)如下：視距≤30m，前后視距差≤0.5m，前后視距累計差≤1.5m，視線高度≥0.5m，基輔尺分劃各項讀數(shù)差≤0.3mm，測站高差中誤差≤0.15mm，相鄰點高差中誤差≤0.5mm?；鶞庶c往返觀測校差，環(huán)線閉合差≤±0.3 mm（n為測站數(shù)）。
4.3 觀測時的注意事項
(1)每次觀測，均要對基準點進行高差檢測校核，驗證其點位穩(wěn)定可用后，才對沉降點進行觀測。
(2)應(yīng)盡量避免在卷揚機、攪拌機等有震動影響的范圍內(nèi)設(shè)站。
4.4 觀測周期
根據(jù)相關(guān)規(guī)范，待基準點、觀測點埋好穩(wěn)固后，即可進行首次觀測（首次觀測應(yīng)盡量在二層樓板澆灌前進行）。以后的施工期每增加1～5層觀測一次，施工過程中若暫定工，在停工時及重新開工時應(yīng)各觀測一次，停工期間可每隔2～3個月觀測一次。建筑物封頂后，第一年每隔3個月觀測一次；第二年每半年觀測一次2次，第三年后每年觀測一次，直到穩(wěn)定為止。若最后所測各點的沉降速率均小于0.01mm／天，說明基礎(chǔ)沉降已趨于穩(wěn)定，即可停止觀測。
觀測中如突然發(fā)生大量沉降、嚴重不均勻沉降或較大裂縫等異常情況，應(yīng)增加觀測次數(shù)，例如進行逐日或幾天一次的連續(xù)觀測，并在記錄中注明這些情況。
4.5 施測方法
(1)基準點聯(lián)測：每次觀測前均首先聯(lián)測基準點，按照環(huán)形閉合網(wǎng)施測，計算閉合差，并按測站數(shù)計算各點改正數(shù)，以檢驗基準點的穩(wěn)定性。
(2)沉降觀測：布設(shè)環(huán)形閉合網(wǎng)，盡量選用固定測站，逐點觀測，計算環(huán)線閉合差并根據(jù)測站數(shù)進行平差，準確計算出各點的高程。相鄰兩次觀測的高程差，即為該點的沉降量。
4.6 質(zhì)量保證措施
作業(yè)人員在每次觀測時應(yīng)詳細記錄荷載情況，描述被測建筑物出現(xiàn)的情況，并在現(xiàn)場及時計算各測點的輔差，檢查各讀數(shù)是否正確無誤，各項誤差是否在允許的范圍內(nèi)。做到記錄清晰、齊全，計算準確無誤。檢查員應(yīng)及時對成果數(shù)據(jù)進行檢查驗算，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。審核員負責(zé)報告的審核，把好質(zhì)量的最后一道關(guān)。
5 變形分析
沉降觀測點的變形分析應(yīng)從以下兩方面進行分析：
?。?）變形觀測成果中分析相鄰兩個或多個觀測周期，相同觀測點有無顯著變化。
這方面就要求上述的觀測數(shù)據(jù)要合理的處理：（1）觀測值中不應(yīng)含有超限誤差，系統(tǒng)誤差應(yīng)減弱到最小程度;（2）合理處理隨機誤差，正確區(qū)分測量誤差與變形信息;（3）多周期觀測成果的處理應(yīng)建立在統(tǒng)一的基準上;（4）按網(wǎng)點的不同要求，合理估計觀測成果精度，正確評定成果質(zhì)量。
?。?）結(jié)合荷載、氣象和地質(zhì)等外界相關(guān)因素綜合考慮，進行幾何和物理分析。
當(dāng)某一周期觀測值顯著變化時，除從上述第一點分析外，還應(yīng)當(dāng)從荷載、氣象和地質(zhì)等外界相關(guān)因素進行考慮。
沉降觀測項目結(jié)束后，對每個觀測周期的成果進行最終變形分析，并編寫分析報告等資料。
6 資料整理與提交
每周期觀測結(jié)束后，應(yīng)對觀測數(shù)據(jù)和計算資料及時進行整理驗算，計算各觀測點的沉降量，填制觀測成果表并對其進行沉降分析。
沉降觀測竣工后，應(yīng)提交下列成果：
?。?）沉降觀測成果表；
?。?）基準點及觀測點平面位置示意圖；
（3）“荷載��時間��沉降量”曲線圖；
（4）沉降觀測分析報告。
7 結(jié)論
本文從作業(yè)依據(jù)、基準點埋設(shè)、觀測點埋設(shè)、精密水準測量、變形分析、資料整理與提交等六個方面簡要闡述了民用高層建筑物沉降及傾斜的觀測技術(shù)及方法。
本文標(biāo)簽：高層建筑物沉降及傾斜觀測
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