建筑物沉降监测设计与实践

符海鸥，李 奎，付业平

（1.四川省核工业地质调查院,四川成都610000；2.成都西南冶金测量工程公司,四川成都610051）

建筑物沉降监测设计与实践

符海鸥1，李 奎2，付业平2

（1.四川省核工业地质调查院,四川成都610000；2.成都西南冶金测量工程公司,四川成都610051）

阐述了建筑物沉降监测的方案设计过程，以成都市将军碑建筑模板有限公司研发楼为例，进行了水准基点稳定性分析，结合成果表对观测数据做了详细统计分析，并得出相应结论。

沉降监测；基准点；稳定性

目前，主要的工程建筑物得变形监测在设计阶段就开始考虑了，设计单位在进行工程设计的同时，对工业与民用建筑物做出相应的变形监测设计，然后在建筑物的施工及运营期间进行定期观测，以保证建筑物安全[6]。

1 变形观测方案设计

1.1 建筑物变形观测基本流程

1）筹备阶段。设计单位要编写一个实施观测工作的技术任务书，其中包括水准标石和沉降标志的布设方案，确定沉降的相对精度指标及观测周期和观测期限。承担观测工作的测量单位要根据技术任务书编写测量工作计划，计划必须包括：水准标石的布设略图及其类型、沉降标志的结构及其固定方法、水准测量线路略图、精度估算和观测方法以及平差计算方法[1]。

2）外业布点、观测及成果处理。工作计划确定后，就要埋设高程控制标志和沉降标志。在测区建立高程控制之后，开始建筑物的沉降观测，在一期外业观测结束之后，要编绘标有水准标石和沉降标志之间的高差和距离的水准路线略图，计算闭合环的闭合差[7]。如果闭合差在限差之内，则可以对线路进行平差，评定外业观测精度，并计算沉降速度。

3）建筑物沉降和地基相对变形的确定。最后的工作是编制每期沉降量、荷载、时间（S-P-T）关系曲线图分析表，形成最终沉降量统计表，编写沉降技术报告书等。

1.2 观测网点的布设方案

1）对于建筑物较少的测区，宜将控制点连同观测点按单一层次布设；对建筑物较多且分散的测区，宜按 2个层次布网，即由控制点组成的控制网、观测点与所联测的控制点组成的扩展网。

2）应该有至少3个水准基点，可选择稳定性较好的水准基点作为常用点和检核点。

3）水准点间距一般15m-20m，沿建筑物四角，纵横墙的交接处和伸缩缝两侧布置，且和建筑物轴线平行（或垂直）。

4）一般情况下，基准点应与附近的国家水准点联测，只有当水准点较远时，才可以采用独立的假定高程系统，所有的水准基点起算数据要统一平差，组成统一的变形监测网。

5）单独建筑物至少布设3个水准点，以便相互检核。

6）应避开交通干道、地下管线、松软填土、振动区等易遭受腐蚀和破坏的地点[2]。

1.3 变形观测成果的精度评定

1981年国际测量联合会提出，如果观测目的是为使变形值不超过某一允许数值而确保建筑物安全，则其观测中误差应该小于容许变形值的 1/10-1/20；如果目的是研究其变形过程，那么中误差应该比这个（1/10-1/20）小的多[3]。

1.4 需要遵循的原则

一般沉降观测都首先要遵循"五定"原则：沉降观测的基准点、工作基点和被观测物上的沉降监测点要稳定；所用仪器、设备要固定；观测人员要固定；观测时的环境条件基本一致；观测路线、镜位、程序和方法要固定[4]。

2 工程应用

2.1 工程概况

成都市将军碑建筑模板有限公司研发楼位于成都市龙潭寺龙港钢材市场旁，为5层U型办公楼，监测工作中共设3个水准基点，16个观测点，观测历时8个月。

2.2 水准基点的设立及检测

水准基点是整个观测工作的基准，为保证观测值的高可靠性[5]，在施工区附近（变形区外）共设了供沉降观测使用的3个水准基点（BM 1～BM 3）。

表1 水准基点可靠性比较分析表

高程系统为独立高程系，由以上3个水准基点构成水准闭合环，于2008年12月20日进行了初始值观测后，于2009年4月16日对水准基点进行了1次检测工作，其检测及稳定分析结果见表1，每次水准基点稳定性检测工作完成后，及时对非稳定的水准基点的高程值进行修改处理，为观测数据的准确性提供了可靠依据，由表1可见各水准基准点稳定可靠。

2.3 基准点与观测点的布设

根据该建筑物的结构、地基及荷载特点并结合有关规范要求，在施工区附近（变形区外）共设了供沉降观测使用的3个水准基点（BM 1～ BM 3），变形区内设置16个沉降观测点，观测点具体位置见图1。

2.4 沉降数据统计分析

从表2可以看出：

1）2008年12月20日～2009年10月19日观测期间，最大累计沉降量为4.54 mm（5#观测点），最小累计沉降量为2.85 mm（1#观测点），最大沉降差为1.69 mm（1#观测点～5#观测点），平均累计沉降量为3.39mm。

图1 点位布置示意图

2）在最近3个观测周期之间，即2009年6月17日～2009年10月13日，时间间隔分别为118 d，其平均沉降量为0.36mm，平均沉降速度分别0.003mm/d。

表2 观测成果表

测点第5周期（09.6.17） 第6周期（09.7.24） 第7周期（09.8.14） 第8周期（09.10.13）高程/m 累计沉降量/ mm 高程/m 累计沉降量/ mm 高程/m 累计沉降量/ mm 高程/m 累计沉降量/ mm 1# 2# 3# 4# 5# 6# 7# 8# 9# 10# 11# 12# 13# 14# 15# 16# 500.309 78 -2.430 500.309 55 -2.660 500.309 37 -2.842 500.309 36 -2.850 500.271 31 -2.820 500.271 22 -2.910 500.271 05 -3.078 500.270 99 -3.143 500.274 36 -2.860 500.274 19 -3.030 500.273 87 -3.350 500.273 64 -3.580 500.239 05 -3.520 500.238 81 -3.760 500.238 71 -3.858 500.238 57 -4.005 500.307 45 -4.080 500.307 32 -4.210 500.307 08 -4.449 500.306 99 -4.540 500.267 53 -2.710 500.267 43 -2.810 500.267 28 -2.960 500.306 99 -4.540 500.296 75 -3.460 500.296 57 -3.640 500.296 51 -3.703 500.267 20 -3.044 500.325 68 -3.650 500.325 62 -3.710 500.325 55 -3.780 500.296 44 -3.767 500.263 87 -2.660 500.263 68 -2.850 500.263 59 -2.939 500.263 52 -3.007 500.312 42 -3.420 500.312 27 -3.570 500.312 22 -3.617 500.312 03 -3.810 500.397 05 -3.170 500.396 91 -3.310 500.396 79 -3.434 500.396 64 -3.580 500.302 13 -3.580 500.302 00 -3.710 500.301 89 -3.819 500.301 84 -3.870 500.337 47 -2.850 500.337 36 -2.960 500.337 32 -2.999 500.337 29 -3.035 500.317 52 -3.920 500.317 27 -4.170 500.317 09 -4.354 500.316 98 -4.460 500.356 36 -3.380 500.356 25 -3.490 500.356 01 -3.730 500.355 98 -3.760 500.298 03 -3.120 500.297 93 -3.220 500.297 86 -3.289 500.297 79 -3.360

3）沉降量、荷载、时间（S-P-T）关系曲线图（见图2）分析，从沉降曲线的分布情况来看，所有沉降曲线较集中，表明在观测期间本栋建筑物的基础不均匀沉降现象不显著。

从沉降曲线的沉降趋势来看，2009年4月以后所有沉降曲线开始逐渐趋缓，表明建筑物体物在2009年6月上旬以后开始逐步进入稳定沉降阶段。

图2 1-4号点沉降量曲线图

3 结 语

1）根据对成都市将军碑建筑模板有限公司研发楼16个沉降点8个观测周期结果来看，随着季节而引起的地下水交替变化，各点都在发生着变化，但这些变化趋势基本一致，说明是均匀变化。

2）根据建筑各个方向沉降来看，建筑对地基的压力比较平衡，各沉降点的差异沉降很小，由此看来大楼的整体受力比较均匀。

3）成都市将军碑建筑模板有限公司研发楼最后100 d的平均沉降速率为0.003 mm/d，各沉降观测点位的沉降速率均较小，说明基础比较稳固、平衡。

4）建筑物未发现裂缝等异常。

5）成都市将军碑建筑模板有限公司研发楼平均沉降速率为 0.003 mm/d，达到《建筑变形测量规程》JGJ/8-2007规范规定：“沉降速率小于0.01-0.04 mm/d，可认为已进入稳定阶段。”

[1] 独知行,靳奉祥,冯遵德.高层建筑物整体变形监测及分析方案[J].工程勘察,2000,2(2):55

[2] 伊小东.变形监测技术及应用[M].郑州:黄河水利出版社,2009

[3] 吴子安.工程建筑物变形观测数据处理[M].北京:测绘出版社,1989

[4] 林勋.建筑物变形监测的综合研究[J].长春工程学院学报, 2005,6(2):45-46

[5] 程军.建筑物变形监测设计与实施[J].海洋测绘,2005,25(3): 42-43

[6] 李青岳,陈永奇.工程测量学[M].北京:测绘出版社.1995

[7] 赵钴茂.加强建筑工程的变形监测[J].山西建筑,2004(4):128-129

Design and Practice of Deformation Monitoring of Building

by FU Hai'ou

This paper expounded the design of the building's settlement monitoring process to Chengdu general tablet research building structural template Co.,LTD as an example,the level of the stability analysis,combining results point on the watch for observation data statistics and analysis,and a detailed corresponding conclusion.

subsidence monitoring，baseline point，stability

2011-04-06

项目来源：科技部国家科技攻关基金资助项目（2005BA901A03）。

P258

B

1672-4623(2011)06-0133-03

符海鸥，助理工程师，主要从事测量及其相关工作。