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第三章建筑沉降变形的监测方法与技术……………………………..3

3.1水准基点的布设式…………………………………………..………3

3.2建筑物沉降观测点的布设及设置方法……………………..………3

3.3观测方法………………………………………………………..……4

3.4沉降观测点计算方法和精度……………………………………….7

第四章资料分析...................................................................................10

第五章工程结论及数据处理…………………………………………16

结束语……………………………………………………..……………22

参考文献………………………………………………..………………23

致谢………………………………………..……………………………24

第一章绪论

随着国民经济建设的迅速发展，高层建筑在各个城市如雨后春笋般涌现。

建筑物变形观测在大型、特大型的工程建设中都发挥着重要的监测与保障的作用，愈来愈多的受到设计、施工、建设单位等各方面的重视。

尤其是沉降变形监测应用的更为广泛，在城市建设中大型的高层建筑、大跨度的工商业建筑、大面积的地下工程、大型连体工程、单体高层等都需要进行沉降变形观测。

通过监测了解建筑物的不均匀沉降和沉降速率，防止建筑物由于不均匀沉降和沉降速率较快而造成的损害，为高层建筑施工起到了安全可靠的保障。

第二章工程概述

新乡金龙花园位于新飞大道（东干道）与南二环交叉口的东北角，北邻开发区东台头，东临丰华街，南邻南二环，地理位置优越，环境怡人，交通非常便利。

金龙花园分别为中高层住宅区和别墅区，中高层住宅为15-28层不等的复式楼，其中28层1栋、24层3栋、22层2栋、18层8栋、15层2栋。

本次监测为首期建设中的9栋复式中高层楼房，楼房编号分别为1#-9#，即1#楼28层，楼高89.1米；

2#-3#均为24层，楼高76.4米；

5#-6#楼均为22层，楼高70.07米；

7#-9#楼均为18层，楼高57.3米，总建筑面积为122418.64米2。

最高层建筑物为1#楼89.1米,本次沉降监测建筑群平面分布见附图1。

金龙花园已经建成了，能够容纳4000多人居住，住宅区内有会议室、幼儿园、人工湖等设施，非常适合人群居住。

金龙花园周边没有高大的建筑物。

该建筑群全部采用剪力墙结构（非框架），设有地下室的基础下挖7米，没有地下室的基础下挖5米。

三、建筑沉降变形的监测方法与技术

1、水准基点的布设

根据现场工地条件，决定在该测区布置7个水准控制点，布设原则主要考虑以下几下方面：

a.满足规范要求。

b.远离变形区域，避免因施工降水、振动等因素而引起的地面沉降。

c.基础要牢固可靠，避免自身沉降或车辆行人碰动而造成基点损坏或精度下降。

d.与监测点联测方便，点与点之间要分布合理，兼顾现在着眼未来。

控制点编号为BM1-BM7,其中BM1、BM2、BM5、BM6布置在东干道东侧的路沿外便道上，BM7布置在南二环的路北沿便道上，BM3、BM4布置在测区临时水泥路的路南边，7个水准控制点组成一条闭合水准路线，与工区内的水准高程相联测，高程采用近似1956年黄海高程系统，水准点具体位置见图1。

其中BM2、BM5为主基点，BM3、BM4为工作基点，BM1、BM6、BM7为检核基点。

布设方法是挖一深约1米见方的坑，然后用混凝土浇铸，上部作一测量标志。

具体尺寸见下图。

2、建筑物沉降观测点的布设及设置方法

监测点由中国建筑科学研究院珠海科研设计院设计位置，由施工单位在建筑施工中完成布设。

9栋楼一共布设了80个沉降变形监测点。

其中1#楼8个点，点名为1-1、1-2、1-71-8，2#-9#楼分别布设了8个沉降监测点：

点名分别为2-1、2-2……9-8、9-9（其中2#-9#楼每栋楼的5号和10号点为空号）。

监测点设置方法为：

把沉降标志焊接到建筑物的钢筋上，然后和混凝土墙一起浇铸，保证沉降点和整个建筑物融为一体。

沉降点的结构见附图2，其中1#-2#楼沉降点的设置方法见图2的B图方法，3#-9#楼沉降点的设置方法见图2的A图方法。

3、观测方法

（1）水准基点的观测

水准控制点在布设好以后，经过半个月的沉降和稳定期，于2004年6月23日按照建筑变形测量一级的顺序和方法进行了首次的往返观测，其观测顺序和方法为：

a、往测时奇数测站照准标尺分划的顺序为后-前-前-后

往测时偶数测站照准标尺分划的顺序为前-后-后-前

b、返测时奇数测站照准标尺分划的顺序为前-后-后-前

往测时偶数测站照准标尺分划的顺序为后-前-前-后

观测时的具体限差要求见表一：

表一

项

目

等

级

视距

m

前后视距差

前后视距累计差

基辅分划读数之差

mm

基辅分划所测高差之差mm

往返较差及环线闭合差mm

观测点测站高差中误差mm

一级

≤30

≤0.7

≤1.0

0.3

0.5

≤0.3

≤0.15

注：

①n为测站数

②观测点测站高差中误差，系指几何水准测量测站高差中误差或静力水准测量相邻观测点相对高差中误差。

为了提高观测精度，首先在水准路线上按照设计要求的视距长度，用钢尺丈量好，打下固定标志（250X14mm钢筋）作为沉降观测仪器站或固定标尺垫，严格控制了前后视距不等差，避免了因活动尺垫的沉降回弹而引起的误差，水准点之间均为偶数站上点，避免因标尺误差而影响精度，其观测精度依照建筑变形测量等级中一级精度要求进行施测。

使用仪器为蔡司Ni005A高精度水准仪，配合铟钢标尺。

记录方法：

由人工按照水准测量一级的要求进行记录。

在观测过程中严格按照规程和设计书的要求，每次作业前均进行i角的检查，测站或测段超过限差要求时均在现场重测，实际观测的最大值见表二：

表二

目

视距累计差

基辅分划所测高差之差

闭

合

差

测站数

25

0.04

0.1

0.11

30

按照建筑变形测量规程和设计书的要求，施工期间水准网每半年为一个复测周期，竣工后一年为一个复测周期。

遂于2004—2007年每年年底按相同的标准和方法进行了复测，四次观测的具体情况见表三：

表三

次

数

闭合差

往返测高差闭合差mm

最大点位误差

最大点间误差

允许闭合差

观测值中误差

1

0.07

0.19

0.011

0.03

40

±

1.90

0.13

2

0.20

0.017

0.06

0.05

3

0.18

0.22

0.020

0.034

0.17

4

0.16

0.056

0.21

从上表可以看出，无论是往返测的闭合差，还是观测点测站高差中误差均优于规程和设计的要求。

最大点位误差、最大点间误差均小于规范的要求，四次复测结果其最大变化量为1.18mm，点号为BM3，最小变化量为0.05mm，点号为BM2，均在规范的限差内，说明控制网精度可靠，工作基点完全可以满足沉降变形观测的精度要求。

（2）沉降点的观测

按照建筑变形规程、设计院及设计书的要求，本次沉降观测均采用单测的方法组成闭合水准路线，各站观测情况如下：

1#楼沉降点观测以BM4为起点沿1#楼逆时针方向观测至BM4形成一条闭合水准线路，于2004年7月30日进行了首次的观测，至2007年11月30日整个工程结束时共观测了35次；

2#楼沉降点观测以BM3为起点沿2#楼逆时针方向观测至BM3,形成一条闭合水准线路，于2004年6月23日进行了首次的观测，至2005年10月18日共观测了28次；

因沉降点标志在楼层外部装修时被破坏，该楼沉降观测被迫中止，至此，该楼主体竣工前观测了25次，竣工后观测了3次。

3#-4#沉降点观测以为BM3起点沿3#楼、4#楼逆时针方向观测至BM3，形成一条闭合水准线路，于2004年6月23日进行了首次的观测，至2007年11月30日整个工程结束时共分别观测了32次；

5#-6#沉降点观测以为BM3起点沿6#-5#楼逆时针方向观测至BM3，形成一条闭合水准线路，于2004年8月5日进行了首次的观测，至2007年11月30日整个工程结束时共分别观测了26次；

7#-9#沉降点观测以为BM4起点沿9#-7#楼逆时针方向观测至BM4，形成一条闭合水准线路，于8月5日进行了首次的观测，至2007年11月30日7#楼共观测了26次；

8#-9#楼至2005年10月8日共观测了22次，因外部装修，沉降点标志被破坏，观测中止。

在作业过程中，我们严格按照建筑变形测量一级的观测顺序和方法进行观测，在水准路线上，前后视距均用钢尺丈量，严格控制前后视距不等差，立尺点、转尺点均做了标志，并用油柒标记，保证每次观测的路线一致性。

测站与沉降变形点的距离控制在15米以内，标尺在上点之前立尺员用手把沉降点上灰土、泥土擦净。

使用仪器为德国蔡司Ni005A精密水准仪器，并配合进口铟钢标尺。

仪器和标尺均经过河南省测绘局检验，可以用于高等级的水准测量。

为了提高观测精度，尽量减少人为造成的各项误差，在作业过程中采取“一稳四固定”的基本措施，即变形依据的基准点、工作基点和被观测物上变形观测点的点位稳定时，将观测的仪器设备、观测人员、观测的外部条件、观测的路线、程序和方法固定。

另外我们还和每栋楼施工单位的测量负责人建立电话联系，保证楼起一层我们观测一次，做到准时、及时，保证资料的可靠性。

在作业过程中，若测站或测段超限，均在现场进行重测，实际观测过程的最大观测值见表四：

表四

前后视

距差

测站

15

0.2

1.18

28

4、沉降观测点计算方法和精度

每次观测以后，均对计录手薄进行200％的检查，由二人分别摘录、计算高差，然后由第三人复核，若发现异常进行分析，查找原因，室内查找不出来的，再到现场进行重测。

确保观测计算资料的真实可靠性。

然后把高差输入计算机，用《清华山维》软件进行平差计算。

每次平差计算时，都检核闭合差和手工计算的闭合差是否一致，最弱点中误差、观测点测站高差中误差是否在限差之内。

沉降量计算表格的填写，由计算机根据每个点的高程用计算程序计算后生成表格，然后由检查者检查计算资料的正确性和输出打印成果的完整性，最后由计算者、观测者、检查者分别签名，提交给建设单位，保证资料美观和无误。

1#-9#楼分别组成5条闭合线路，线路图各线路观测闭合差见表五：

表五（单位：

mm）

闭合差路

线

观测次数

BM4-BM4

1号楼

BM3-BM3

2号楼

3、4号楼

5、6号楼

7、8、9号楼

0.88

0.99

-0.39

-0.66

0.89

0.38

-0.38

0.08

-0.37

-0.1

0.42

-1.17

0.37

-0.52

0.74

-1.04

5

0.46

-0.49

0.57

-0.8

-0.25

6

-0.7

-0.46

-0.45

7

-0.28

-0.74

-1.1

-0.55

8

0.26

9

0.36

0.54

-0.27

10

0.51

0.63

-0.72

-0.63

0.47

11

0.48

0.43

-0.57

0.73

12

0.87

0.31

0.62

13

0.77

-0.42

0.28

14

-0.5

0.49

-0.48

0.78

-0.26

0.81

0.58

16

-0.47

17

0.7

1.06

0.6

18

0.65

-0.73

1.02

19

0.8

-0.14

-0.15

-0.41

1.14

20

1.04

0.55

0.76

21

-0.83

22

0.59

-0.68

23

24

0.83

-0.43

-0.96

0.68

0.56

26

0.52

27

0.35

29

-0.86

-0.53

31

-0.65

0.32

32

-0.87

0.64

33

34

0.66

35

36

0.23

W允许

1.62

1.50

0.96

1.44

1.37

0.5497

0.5657

0.5744

0.6617

0.6531

其精度依照建筑变形测量一级要求执行。

各线路观测时间、观测条件相同，每次观测都是相互独立，按误差传播定律，则各水准路线总体观测精度分别为

①1#楼：

W=

W允＝±

＝±

1.62mm

②2#楼：

1.50mm

③3#-4#楼：

1.62mm

④5#-6#楼

1.44mm

⑤7#-9#楼

1.31mm

实际观测闭合差与允许闭合差相比较都较小，其观测精度均小于限差的1/2，说明观测精度可靠稳定，优于规范设计要求。

第四章资料分析

此次沉降观测从2004年6月13日至2007年11月30日历时3年六个月，各楼沉降变形监测情况见表六：

表六

项目

楼号

首次和末次

观测日期

首次观测时工程进度

封顶前后观测次数

层数（不含地下室）

设置点数

04年7月30日

07年11月30日

04年6月23日

05年10月08日

3-4

5-6

04年8月05日

8-9

受降水及建筑物自身荷载的影响，各个建筑物沉降的速率不同，见“新乡金龙花园建筑沉降时间—沉降量曲线图，分述如下：

①1#楼近似正方形，边长约40米，高89.1米，为剪力墙结构，观测线路由为闭合水准路线。

由于该楼在建到第十层时（不含地下室）才初步具备观测条件，所以从第10层时开始进行首次的观测，直到观测到第26层时基坑才回填。

1#楼共有沉降观测点16个，见图1，该楼封顶时最大累计沉降量为8.98mm，点号为1-15号，日均沉降量为0.029mm，最小累计沉降量为6.46mm，点为1-4号及1-13号，日均沉降量为0.027mm，其余的累计沉降量均在7-8mm之间。

其中1-7号点在观测到第24次时即2004年12月2日时被扰动，本次一次沉降量为6.90mm，所以在分析资料时，1-7点不作参考。

纵向最大累计差异沉降量比为8.43-6.46＝1.97mm，间距40m，相对倾斜变形值为1.97/40000＝0.00005；

横向最大累计差异沉降量比值为8.98-6.88＝2.12mm，间距为30m，相对倾斜变形值为2.1/30000＝0.000071#楼封顶至2007年11月30日最大沉降量20.15mm，点号为1-17#,与封顶时的累计沉降量相差12.64mm，时间间隔为940天，日均沉降量为0.013mm/d,远小于日均沉降量0.04mm/d的技术要求，说明该楼地基已趋于稳定。

各次累计沉降量见表七：

②2#楼东西长39米，南北宽25米，高79.2米，为剪力墙结构，观测线路为闭合水准路线。

该楼在建到第三层时才具备观测条件，所以从第三层开始进行首次的观测。

2#楼共设有沉降监测点8个，见图1，该楼封顶时最大累计沉降量为7.39mm，点号为2-1号，日均沉降量为0.041mm，最小累计沉降量为6.62mm，点号为2-7号，日均沉降量为0.037mm，该楼的其余点变化比较均匀，在6-7之间，其中2-2号点及2-9号在观测到第3次时即2004年8月4日时被碰动，本次一次沉降量分别为15.12mm、6.042mm，2-4号点在观测到第15层时，即2004年10月28日被碰动，本次沉降量为17.97，所以在分析变形原因时此三点仅作参考之用。

纵向最大累计沉降量比为：

7.39-6.81＝0.58mm，间距为24m，相对倾斜变形值为0.58/24000＝0.00002；

横向最大累计沉降量比值为7.18-6.95＝0.23mm，间距为30m，相对倾斜变形为0.23/30000＝0.00008。

2#楼封顶至2005年10月8日最大沉降量25.66mm，与封顶时的累计沉降量相差3.56mm，时间间隔为180天，日均沉降量为0.020mm/d,远小于日均沉降量0.04mm/d的技术要求，说明该楼地基已趋于稳定。

各次累计沉降量见表八：

③3#楼东西长39米，南北宽25米，高79.2米，为剪力墙结构，观测线路为闭合水准路线。

3#楼共设有沉降监测点8个，具体位置见图1。

该楼封顶时最大累计沉降量为8.81mm，点号为3-2号，日均沉降量为0.059mm，最小累计沉降量为5.24mm，点号为3-3号，日均沉降量为0.035mm，其余沉降量在6-8mm之间。

3.57/20000＝0.00018；

横向最大累计沉降量比值为8.81-6.23＝2.58mm，间距为26m，相对倾斜变形为2.58/26000＝0.000099。

3#楼封顶至2007年11月30日最大沉降量12.16mm，点号为3-8#,与封顶时的累计沉降量相差5.93mm，时间为940天，日均沉降量为0.006mm/d,远小于日均沉降量0.04m