大型建筑物沉降观测精度的合理性讨论

摘要： 目前国内一些大中城市土地资源日益紧缺，由于大型建筑物具有节省用地、美化城市建筑景观等优点，于是城市大型建筑物迅速崛起。但其安全性又成为保证人们生产生活的总要问题，其变形观测尤其重要。本文通过实例讨论大型建筑物沉降观测精度的合理性和数据处理。

Abstract： For the densely populated cities， the land is limited and expensive， and high-rise buildings can save space and beautify urban landscape. So the high-rise large buildings rise rapidly. However， the safety of high-rise buildings insures people's production and life，deformation observation is particularly important. In order to protect the safety of the construction and operation of the high-rise buildings.we need settlement observation of the buildings and surface.This article talks about accuracy of large building settlement observation and data processing inpractieel instances.

关键词： 大型建筑物；沉降观测；数据处理

Key words： large building；settlement observation；data processing

中图分类号：TU3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）06-0065-02

1 概述

由于我国当前颁布实施的施工规范在项目施工沉降观测方面尚无明确规定，致使多数施工企业在项目施工过程中，无法准确把握建筑物沉降观测精度，但是，建筑物沉降观测将取得何种观测效果，往往取决于工程人员对观测精度的把握。观测精度的确定必须合乎工程实际，过高或过低都可能使最终观测结果出现较大的误差，甚至造成无谓的浪费。一般来讲，首次观测高层构筑物时，最好采用铟合金尺、高级水准仪等精密的仪器设备，在±0.00以上部分按二等以上水准测量办法，也可以使用S2、S3水准仪来测量。

2 廊坊某小区高层建筑物沉降监测

廊坊某小区一高层建筑，地面高度66m，完成桩基施工后，有些灌注桩桩体砼已呈现疏松状态，桩基强度不达标。基于此，技术人员采取了以下补救措施：

首先，将建筑物沉降量作为测量重点。基础工程完工后进行首次观测，在施工过程中，每完成一层构筑物施工就测量其沉降量。一旦房屋沉降情况超出限定范围，应尽快上报至管理部门；

其次，沉降测量工作基点设置在其他幢先期施工的桩基承台上，并以城市水准点为测量基准点。技术人员采用对称排列的方式，在建筑物周边布设了12个地面测量点来实时观测建筑物沉降情况；同时，采用DS1水准级与铟瓦水准尺以及二等水准来测量沉降量。

2.1 确定观测等级 实施沉降观测的构筑物地面标高66m，将允许倾斜度a设置为0.15%，两次沉降点最短距离为8m。通过（1）式可以计算出允许顶部偏移量：

=a・h=±0.15%×66m=99.0mm（1）

参照《建筑变形测量规程》，取允许顶部偏移量的1、20作为允许误差范围，则：

f=±99.0m/20=±4.95m（2）

取3倍的中误差为容许误差，则观测中误差为：

m=±4.95m×1/3=±1.65m（3）

2.1.1 相对沉降观测中误差

这项误差又称沉降观测中误差，可通过差异沉降最大允许值来求得。先由差异沉降最大允许值：

δ最大=2×L/1000=2×8m/1000=±16mm（4）

取δ最大/10为差异沉降观测容许误差时，则

fh=δ最大/10=±1.6mm（5）

我们可以根据两点间的高差来计算出差异沉降量，因此先将容许误差设置为两倍的中误差，则差异沉降观测中误差的计算公式如（6）式：

m沉=fh/2=±0.8mm（6）

2.1.2 沉降观测等级 施工过程中，取±0.8mm作为观测点测站高差中误差，《工程测量规范》中的（±0.10mm与

±0.30mm）一等与二等相邻点高程中误差。在实际测量中，均以二等观测精度为依据来观测构筑物沉降量。

2.2 观测成果 在实际工作中，工程人员均均以《规范》中规定的二级建筑物变形测量精度为依据来编写操作规程，用以指导施工建设。需要注意的是，观测结果的线路闭合差不能超过限定范围。

水准线路每测站中误差为：

m站=±■？燮±0.25mm（7）

（7）式中，f、n、N分别代表线路闭合差、线路中测站数和监测次数。

观测结果相较于一级变形测量的精度（±0.15mm）来讲，稍低；相较于二等水准沉降的精度（±0.30mm）来讲，稍高；相较于预计的（±0.8mm）的观测精度，实际观测结果显示的观测精度更高，这说明实际测量结果符合精度要求，也满足平差计算的基本条件。

在平差计算阶段，由基准点开始进行水准联测，以间接平差原理为依据，按照结点法逐一进行，计算出工作基点的近似高程；复测后，采用秩亏自由网进行平差法对工作基点的稳定性进行测评。

沉降观测过程，由首次到末次，累计观测次数为20次，测得的最大沉降量与最小沉降量分别为-12.7mm和

-5.3mm。

2.3 数据分析

2.3.1 累积沉降量分析 根据表1分析得知，该建筑物累计沉降量最大值为-12.7mm（C12），C12点的平均下沉速度为0.047mm/d；累计沉降量最小值为-5.3mm（C2点），C2点平均下沉速度为-0.020mm/d，累计沉降量的平均值为-9.00mm，平均下沉速度是-0.034mm/d，这些情况均属正常。

2.3.2 不均匀沉降分析

《地基基础实用手册》对多层、高层建筑由不均匀沉降引起的倾斜度提出限差如下：

建筑物总高度为H，当H≤24m时，限差为4‰；

当24

当60

当H>100m时，限差为1.5‰。

该大楼高66米，因不均匀沉降应引起的倾斜度不得超过2‰。由表2分析得知，由不均匀沉降造成的最大倾斜度为0.42‰，未超出误差限定范围。

3 结论

城市大型建筑物及其附近地表沉降观测采用国家一、二等精密水准测量，但观测方法和数据处理等又与国家一、二等精密水准测量的方法存在着一定的差异。本论文通过对城市大型建筑物及其附近地表沉降观测研究可以得出以下结论：

①设计一套合理的观测方案尤其重要。根据设计要求确定观测精度要求，一般按国家二等水准即可满足要求。

②沉降观测数据处理与一般普通的水准测量数据处理存在着一定的差异。即沉降观测的数据处理不用进行闭合差的分配，只需要进行平差计算求出各次每个观测点高程值。并进行统计分析绘出沉降曲线图进行预测。

参考文献：

[1]JGJ/T8-97.建筑变形测量规程.

[2]GB50026-2007.工程测量规范.

[3]武汉大学测绘科技大学《测量学》编写组.测量学[M].测绘出版社，1989.

[4]陈永奇.变形观测数据处理[M].北京：测绘出版社，1988.

[5]殷元诚.谈目前沉降观测的几个常见的问题[J].浙江测绘，2000.