高层建筑沉降观测实例及数据分析

王志城，汤江龙

（东华理工大学测绘工程学院，江西南昌 330013）

高层建筑沉降观测实例及数据分析

王志城，汤江龙

（东华理工大学测绘工程学院，江西南昌 330013）

对沉降观测进行了研究，并结合实例介绍了高层建筑沉降观测的步骤，提出利用Matlab生成沉降速率图，并总结了在沉降观测过程中需要注意的问题。

高层建筑；沉降观测；观测周期

随着城市化水平的不断提高和城市土地资源的减少，城市各类高层建筑物日益增多。由于楼层的增加，荷载的增加，在地基基础和上部结构的共同作用下，高层建筑物可能发生不均匀沉降，若沉降严重则将危及高层建筑物的安全[1-3]。同时，为了方便以后的科学研究以及收集可靠的科研数据资料，需要对高层建筑进行沉降观测[4]。沉降观测主要是反映沉降现象和趋势，对于沉降观测数据的科学分析，可以使沉降观测的结果更可靠和更具研究价值。

1 沉降观测方法步骤

1.1 工程概况

天籁之音1#、2#楼位于阆中市七里新区景观大道东侧，此工程是2幢11+1层的高层框剪结构建筑，基础类型为筏板基础。

1.2 仪器设备及检测

按照建筑物变形测量规范三级水准测量的精度进行，沉降观测采用的仪器是水准仪（出厂编号为249276）及其配套的铟瓦水准尺；在首次观测前对所用仪器的各项指标进行检测校正，连续使用 6个月的，需重新对所用仪器、设备进行检校。

1.3 作业技术规范

本工程所用作业规范为：建筑变形测量规范JGJ/T 8-2007、工程测量规范GB50026-2007和国家一、二等水准测量规范GB/T 12897-2006。

1.4 沉降观测作业原则

沉降观测作业的原则为[5-7]：①固定主要观测人员,②固定观测仪器、标尺和标志杆,③固定观测线路和观测方法,④每次观测前30min晾仪器和标尺,⑤使用的仪器设备定期检测校正,⑥前后视的标尺至仪器的距离尽可能相等。

1.5 沉降水准控制网及观测点的布设

1#、2#楼沉降点共布设了27个，其中24个监测点（点号为 CJ1～CJ24）均匀地布设在地基上，3个基准点（点号为T1-T3）布设在景观大道、巴都大道和华胥路上。1#楼的沉降点位分布如图1所示。

图1 1#楼沉降点位分布

1.6 沉降观测精度设计

根据规范，本项目拟采用二级和三级沉降观测精度。二级精度使用于基准点间和引测部分的控制测量，三级精度使用于沉降点间的测量。根据规范以及需要，本项目共进行4次沉降观测，其限差数据见表1。

表1 沉降观测限差表

1.7 沉降观测作业周期

第1周期外业观测，安排在2010年6月29日进行，此时建筑物已施工至第5层。第1周期外业观测的测站精度指标和闭合环的高差环闭合差（见表2）均满足三级水准测量的精度要求。

表2 基准路线闭合差统计表

基准点观测路线为：A011-T1-T2-T3-A011。

基准点观测成果为：单位权中误差为:±0.63mm/km,S1=0.537 3 km,i=+6.3"。

需要注意的是：①由于建筑物附近没有满足三级水准测量的已知一等水准点，将建筑物附近的三等水准点A011作为假设的一等点供基准点的首级控制点使用；②上面的“i”表示仪器的i角误差。

首次观测路线为：T2-CJ1-CJ2-CJ3-T2-CJ4-CJ5-T2-TP1-CJ6-CJ7-CJ8-CJ9-TP2-CJ10-CJ11-CJ12-CJ13-TP2-CJ14-TP3-CJ15-TP4-CJ16-CJ17-CJ18-TP4-CJ19-TP5-CJ20-CJ21-CJ22-TP6-CJ22-CJ23-CJ24-TP6-TP7-T2

首次观测沉降点成果为：

单位权中误差为：±2.69mm/km，S2=0.7063 km，i=+6.3"。

第2周期沉降观测在建筑物已施工至第8层时开始，第3周期沉降观测在建筑物完全竣工后的第2天开始，第4周期沉降观测安排在竣工4个月后。4个周期的限查均符合规定的要求。

1.8 监测结束所提交的资料

每次沉降观测结束后都要做好记录，及时计算各沉降点的高程、本次沉降量、累计沉降量和平均沉降量，未发现异常情况或沉降量及不均匀沉降超大。沉降监测结束后，需向相关单位提供的技术资料有：工程平面位置图及基准点监测点分布图、时间-荷载-沉降量曲线图和沉降速率图。

2 沉降观测结果分析

该工程沉降观测于2010年6月29日开始至2011年9月26日结束。通过4期沉降观测数据的计算和分析，得出该建筑物在观测期间的累计沉降量较小，沉降均匀，沉降速率较小，未发现异常情况，符合建筑变形测量规范三级水准测量规范要求。从各点的沉降量和沉降速率上看，在最后100 d内，最大沉降速率为0.011 mm/d满足《建筑变形测量规范》要求（0.01～ 0.04mm/d），故可以得出结论：该建筑物的沉降变化在现阶段已经进入稳定阶段。

传统的建筑物沉降结果是通过建筑物沉降量曲线图和沉降速率图来描述的，一般是用CAD来绘制，费时费力，本文改变传统的做法，借助编程软件 Matlab来绘制沉降速率图，提高了出图效率，Matlab成图如图2所示。

图2 第2-3周期沉降速率图

3 沉降监测的注意事项

在进行建筑物的沉降观测时，应注意以下问题：①严格依照最新的规范作业；②保证每次进行沉降观测的天气环境、人员、仪器的型号性能一致；③保持前后视距一致；④根据要求计算合适的沉降观测等级。

[1] 韩正,杜海霞,龙飞，等.高层建筑沉降观测及其数据分析[J].城市勘测,2009,1:108-110

[2] 宗刚军.高层建筑沉降观测方法[J].陕西煤炭,2009（05）：98-100

[3] 张兴德.高层建筑沉降观测技术及数据处理[J].安徽建筑, 2008,5:166-167，177

[4] 黄育华,倪宏宇.建筑沉降观测数据处理[J].地理空间信息, 2008,6(2):117-118

[5] JGJ/T 8-2007.建筑变形测量规范[S].

[6] GB50026-2007.工程测量规范[S].

[7] GB/T 12897-2006.国家一、二等水准测量规范[S].

Settlement Observation Example and Data Analyzing of High-rise Building

by WANG Zhicheng

This paper researched on settlement observation and introduced the steps of High-rise building settlement observation through examples.We made the sedimentation rate chart by Matlab and sum-marized the attentive problems in the process of settlement observation in this paper.

high-rise building，settlement observation，observation cycle （Page:153）

P258

B

1672-4623(2012)03-0153-02

2011-10-28

项目来源：江西省2011年度研究生创新专项资金资助项目（DYCA11011）。

王志城，硕士，研究方向为GIS在城乡规划中的应用。