水准测量技术在房屋建筑沉降观测中的应用分析——以拉萨市应急救援指挥中心项目及附属建筑物沉降观测为例

陈加千

（四川省第一测绘工程院，成都 610100）

1 引言

为了保证高层建筑物的正常施工和其安全，就要对其采取变形观测（本次只分析讨论沉降观测）。为了准确知道建筑物的沉降量，就要建立高精度的高程控制网（基准网）。

2 工程概况

拉萨市应急救援指挥中心项目及附属建筑物沉降观测项目位于西藏拉萨市北京西路与鲁定北路交叉口。该工程为拉萨市应急救援指挥中心，地下1层地上10层。

3 方案依据

①甲方提供的施工图；②《工程测量规范》（GB50026-2007）；③《建筑变形测量规范》(JGJ8-2007)；④《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2002）；⑤《国家一、二等水准测量规范》(GB/T 12897-2006)。

4 沉降观测的等级确定

该项工程属变形比较敏感的高层建筑物，按规范要求需要进行沉降观测，结合《建筑变形测量规范》(JGJ8-2007)和《工程测量规范》（GB50026-2007）有关规定，并参考同类工程经验，确定该项工程属二等变形监测等级，即：变形点的高程中误差≤±0.5mm。

5 仪器设备及人员配置

5.1 仪器设备

托普康数字水准仪DL-501（DS05级）一台（套）及配套因瓦条码式水准标尺一副、兰德HT2680A一台（套）、计算机一台、30m皮尺等。使用仪器设备均具有符合相关规范的仪器鉴定证书。

5.2 人员配置

本工程项目负责人1名、现场技术负责人1名、技术人员3名。测量工作人员均做到持证上岗。

6 基准网布设、观测及平差成果

6.1 基准网布设

基准网布设原则为便于沉降点的顺利观测，必须设立稳固可靠、方便复测的基准点，结合现场地质条件及周边地形环境，在工程变形影响区域外布设3个基准点于稳固的构筑物上，构成闭合环形式的沉降观测基准网。

6.2 基准网观测

基准网观测按国家一等水准测量的相关技术要求以闭合水准路线采用数字水准仪观测进行施测，经我单位自行研发的水准测量外业记录软件包记录（已经国家权威机构鉴定通过），视线长度≥4m且≤30m，前后视距差≤1m，前后视距累积差≤3m。往、返测奇数站照准标尺顺序为：后视标尺、前视标尺、前视标尺、后视标尺；往、返测偶数站照准标尺顺序为：前视标尺、后视标尺、后视标尺、前视标尺。路线闭合差≤±0.30（n为测站数）mm，相邻基准点高差中误差≤±0.5mm，每站高差中误差≤±0.15mm。

6.3 基准网平差成果

本工程高程采用假定高程系统，假定点G1高程为3650m（近似海拔高）。基准网观测平差成果作为沉降观测点的起算成果，准确性尤为重要。基准点埋设完毕并稳定后即进行初始值观测，初始值观测连续观测两次，取其平均值作为基准点的高程成果。

基准网观测外业工作结束后将兰德HT2680A内存中的外业观测数据下载进计算机后,经我单位自行研发的水准测量外业记录软件包软件处理并经过尺长和正高改正后，用清华山维新技术公司开发的测量控制网平差软件《NASEW3.0》进行平差计算各点的高程和精度统计，并取其平均值作为基准点首次沉降观测高程成果。

7 沉降网布设、观测及平差成果

7.1 沉降网布设

沉降观测点的布设原则是建筑物的四角等主要特征部位及密度适中，能够监控建筑物的整体变形与局部变形情况；根据该工程的地质情况、基础形式的特点，沉降观测点布设于首层（出地面后）位置，布设19个沉降观测点于在建房屋承重墙体和已建房屋承重墙体，构成附合水准路线的沉降观测网。

7.2 沉降网观测

沉降网观测按国家一等水准测量的相关技术要求以附合水准路线进行施测，经我单位自行研发的水准测量外业记录软件包记录，视线长度≥4m且≤30m，前后视距差≤1m，前后视距累积差≤3m。每次观测时，必须按附合水准路线至少连测两个水准点，以保证具有沉降观测所必须的检核条件，减少测量误差的发生。往、返测奇数站照准标尺顺序为：后视标尺、前视标尺、前视标尺、后视标尺；往、返测偶数站照准标尺顺序为：前视标尺、后视标尺、后视标尺、前视标尺。路线闭合差≤±（n为测站数）mm，变形观测点高程中误差≤±0.5mm，每站高差中误差≤±0.15mm。

7.3 沉降网平差成果

沉降网各周期观测外业工作结束后将兰德HT2680A内存中的外业观测数据下载进计算机后,经我单位自行研发的水准测量外业记录软件包软件处理并经过尺长和正高改正后，用清华山维新技术公司开发的测量控制网平差软件《NASEW3.0》进行平差计算各点的高程和精度统计。

8 沉降点观测成果统计分析

8.1 沉降观测点沉降量统计表

由沉降点沉降量统计知：沉降点本次沉降量变化都较小，连续两次最大沉降量变化B9为-0.96 mm，沉降速率=-0.96mm/259天≈0.004mm/天，符合沉降速率小于0.03mm/天可作为进入稳定阶段的标准，即当沉降速度小于0.03mm/天时可以停止观测工作；沉降点累计沉降量B17（原B15最大为+12.28mm被破坏不统计）最大为-2.15mm，B8最小为+0.15 mm。

8.2 监控预警值与监控报警值

根据国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第5.3.4条规定：对砌体承重结构和框架结构的工业与民用建筑物相邻柱基的沉降差，变形允许值≤0.002*L，取规范变形允许值为监控报警值。取监控报警值的70%为监控预警值，即建筑物相邻柱基的沉降差监控预警值≤0.0014L（0.002*L*70%=0.0014L）［L为相邻柱基的中心距离（mm）］。

在观测期间该建筑物的相邻柱基的最大沉降差为10.74mm（B15观测点～B16观测点，该两点相邻柱基的中心距为24600mm），建筑物相邻柱基的沉降差监控预警值为0.0014*24600mm=34.44mm；监控报警值为0.002*24600mm=49.20mm，最大沉降差约为监控预警值的31.2%(10.74mm/34.44mm≈31.2%)；约为监控报警值的 21.8%(10.74mm/49.20mm=21.8%)。由此表明建筑物在整个观测期间，建筑物地基变形值小于监控预警值及监控报警值。

9 经验与结论

为了确保提供准确、可靠、连续的建筑物沉降数据和监视该建筑物在施工、营运阶段的稳定性，首先测量单位必须建立稳定可靠、便于复测和保存的基准网，并与建设单位、设计单位和施工单位共同做好基准点和沉降点的布设与保护工作，防止基准点和沉降点遭到破坏而耽误沉降观测周期，以延误沉降观测资料的及时性和有效性；其次是确保测量人员在每周期观测时，遵循采用相同观测路线和观测方法，使用相同的仪器和设备，相同的观测人员和立尺人员，在基本相同的环境条件下观测的原则。

通过工程在施工繁忙、嘈杂环境下的顺利实施，显现出采取的技术方案和仪器设备是可行的和正确的，保证了建筑物在施工和运营阶段中稳定性和安全性，也为建筑物沉降观测数据的沉降量统计和分析带来重要依据。