长春地铁施工阶段建筑物沉降监测方法与数据处理分析

变形监测及其数据处理和变形分析，是一门比较年轻的科学，是测绘科学和土木工程科学之间的边缘学科。运用现代平差理论进行变形监测数据处理和变形分析，国内外仅有十余年的历史。国外发达工业化国家，变形监测的研究开始于50―60年代，并且先后给予法律上面的保护，工程勘测设计阶段，必须同时提出变形监测及其经费预算，并且列入工程设计文件和经费预算内。国内该项研究虽然起步在60年代初期，但由于众所周知的原因，真正取得某些进展则是近十余年的事情。

长春市地铁1号线自由大路站位于自由大路和人民大街交汇路口。沿人民大街南北方向铺设，位于人民大街主路正下方。

1 测点布置原则

本工程高程基准网选取以长春市地铁施工高程系统为基础建立，起始并附合于地铁施工精密水准点上，在远离地铁隧道施工影响区稳固位置选取DT34、DT35、DT36三个水准点作为高程基准点，根据现场实际情况，为方便测点引测，另布设3个工作基点。根据具体选用的高程基准点、工作基点同监测点一起布设成本工点独立的闭合环、或形成由附合路线构成的结点网。

2 测点埋设及技术要求

本工程高程基准网选取以长春市地铁施工高程系统为基础建立，起始并附合于地铁施工精密水准点上，在远离地铁隧道施工影响区稳固位置选取DT34、DT35、DT36三个水准点作为高程基准点，根据现场实际情况，为方便测点引测，另布设3个工作基点。根据具体选用的高程基准点、工作基点同监测点一起布设成本工点独立的闭合环、或形成由附合路线构成的结点网。

2.1测点埋设及技术要求

（1）工作基点及测点埋设方法

工作基点采用人工开挖或钻具成孔的方式进行埋设，埋设步骤如下：①土质地表使用洛阳铲，硬质地表使用Φ80 mm工程钻具，开挖直径约80mm，深度大于3m孔洞；②夯实孔洞底部；③清除渣土，向孔洞内部注入适量清水养护；④灌注入标号不低于C20的混凝土，并使用震动机具使之灌注密实，混凝土顶面距地表距离保持在5cm左右；⑤在孔中心置入长度不小于80cm的钢筋标志，露出混凝土面约1～2cm；⑥上部加装钢制保护盖；⑦养护15天以上。地表高程基准点及工作基点埋设形式如图5.1.2.1-1。

建筑物上布设的基准点采用钻具成孔方式进行埋设，埋设步骤如下：①使用电动钻具在选定建筑物部位钻直径65mm，深度约122mm孔洞；②清除孔洞内渣质，注入适量清水养护；③向孔洞内注入适量搅拌均匀的锚固剂；④放入观测点标志；⑤使用锚固剂回填标志与孔洞之间的空隙；⑥养护15天以上。埋设形式如图5.1.2.1-2。

图5.1.2.1-1 地表工作基点形式图（mm） 图5.1.2.1-2 建筑物工作基点形式图（mm）

建筑物测点标志根据不同监测对象采用不同的埋点形式，框架、砖混结构对象采用钻孔埋入标志测点，特殊装修较好的对象采用隐蔽式测点形式。

（2）埋设技术要求

沉降监测各类测点埋设时应注意避开如雨水管、窗台线、电器开关等有碍设标与观测的障碍物，并视立尺需要离开墙面和地面一定距离，一般应高于室内地坪0.2m ～0.5m。测点埋设完毕后，在其端头的立尺部位涂上防腐剂。

3 监测方法及数据采集

建筑物沉降、地下管线沉降及差异沉降、道路及地表沉降均采用几何水准测量方法，使用Trimble DINI12电子水准仪观测，采用电子水准仪自带记录程序，记录外业观测数据文件。

高程基准点选择完成后，需至少经过3次复测，确认高程基准点处于稳定状态时，方可使用。基准网复测时，往返较差及环线闭合差应在±0.3mm（n为测站数）以内，每站高差中误差在0.15mm，具体观测要求见《工程测量规范》GB50026-2007二等垂直位移监测网技术要求，监测点观测按《工程测量规范》GB50026-2007三等垂直位移监测网技术要求观测。观测采用闭合水准路线时可以只观测单程，采用附合水准路线形式必须进行往返观测，取两次观测高差中数进行平差。观测顺序：往测：后、前、前、后，返测：前、后、后、前。

观测注意事项如下：①对使用仪器必需定期进行检验。当观测成果异常，经分析与仪器有关时，应及时对仪器进行检验与校正；②观测应做到三固定，即固定人员、固定仪器、固定测站；③观测时，必需保证良好的观测环境及成像条件；④观测前应正确设定记录文件中各项控制限差参数，观测完成需现场检核闭合或附合差情况，确认合格后方可完成测量工作；⑤观测时应满足水准观测各项相关技术要求。

4 数据处理结果及分析

（1）数据传输及平差计算

观测完成后形成原始电子观测文件，通过数据传输处理软件传输至计算机，检查合格后使用专用水准网平差软件进行严密平差，得出各点高程值。

平差计算要求如下：①应使用稳定的基准点为起算，并检核独立闭合差及与2个以上的基准点相互附合差；②使用专业平差软件按严密平差的方法进行计算；③平差后数据取位应精确到0.1mm。

通过变形监测点各期高程值计算各期阶段沉降量、阶段变形速率、累计沉降量等数据。

（2）变形数据分析

监测点稳定性分析原则如下：①监测点的稳定性分析基于稳定的基准点进行；②相邻两期监测点的变动通过比较相邻两期的最大变形量与最大测量误差（取两倍中误差）进行，当变形量小于最大误差时，可认为该监测点在这该周期内没有变动或变动不显著；③对多期变形观测成果，当相邻周期变形量小，但多期呈现出明显的变化趋势时，应视为有变动。

（3）建筑物沉降监测数据