論文關鍵詞:沉降觀測觀測點精度

論文摘要:以中國礦業大學圖書館大樓的變形監測實例介紹了建筑物變形監測的周期確定、點位布設等技術設計，并分析了選用儀器及設計路線的精度，通過成果資料的整理和分析，掌握了建筑物的沉降動態，驗證了建筑物的設計，繪制了建筑沉降等值線圖，為確保建筑物今后的正常施工和安全運營提供了可靠的依據。

高層及超高層建(構)筑物使用越來越多，但由于高層建筑物往往采用樁基基礎，且荷載較大，箕施工將給高層建筑物本身及周邊建筑群體帶來復雜的形變影響。在建筑物施工和使用初期，為保障建筑物施工和運營的安全，必須要對建筑物進行變形監測，從而研究其變形的原因和規律，為建筑物的設計、施工、管理和科學研究提供可靠的資料。

1工程概況

中國礦業大學圖書館大樓總建筑面積為46 735m2，建筑基礎面積8 256，其中10標高為51.35m，主體結構為8層框架結構，高度約38m，下設1層架空層。設計使用年限50a。該工程基礎設計為乙級，基礎類型采用獨立柱基和局部筏基。

由基礎施工到竣工及整個使用過程中會產生變形，當變形超過一定限值會影響建筑物的使用及安全，況且建筑的地理位置也很特殊(建筑主體一半在水中，一半坐落實地)。為了確保工程建筑質量，依照國家建設部對大型建筑物建設工程實施變形監測的有關規定對該中心大樓進行變形監測。

2變形監測的精度要求

根據《建筑地基基礎設計規范》(GB50007-2002)第5.3.4條的規定:框架結構相鄰柱基沉降差限值為0.002L (L為兩測點間的距離)，體形簡單的高層建筑物基礎的平均沉降量限值為200mm，建筑高度在24m -60m的高層建筑的整體傾斜應小于0.3。計算出以下各項:

1)頂部容許偏移量:

d=a萬=38x0.3%x1000=114mm式中，a為允許傾斜度;H為建筑物高度。

2)觀測中誤差:

m=1 C1/3) x 0114/20)=1.9mm

容許誤差取容許偏移量的1/20且取3倍觀測中誤差為容許誤差。

3)相鄰觀測點不均勻沉降差異的允許值:

e=10.002 x D=0.002 x 15 x 1000 =130mm

3變形監測網設計

3. 1測點布設

現行規范中對觀測點如何布設沒有明確的規定，傳統的方式是沿建筑物外圍布設一圈觀測點來進行觀測。實踐證明，這種以封閉線來代表面用內插方法所提供的整體建筑物的形變量與實測的形變量有很大的出入。因此，就觀測數據的真實性和有效性來看，應該在建筑物的外圍和內部均布設測點。

由于大樓周圍沒有己知的水準點，在進行變形觀測時，在離建筑物60m-v 90m的地方埋設了三個基準點，與大樓的監測點構成獨立的水準網。

根據建筑物形狀、地質條件、建筑結構，同時能保證順利觀測，在大樓的四周角點、樁形不同的兩側和大樓的內部布設了測點，測點間距為10 m-v1 Sm。觀測點布設在樁基的主鋼筋上，觀測點用直徑20mm、長約25cm的螺紋鋼，螺紋鋼與樁基的主鋼筋焊牢，露出外面約3cm-v5cm，向上彎的標頭呈球形，供立尺用，沉降觀測點標高，在室外地坪高30cm左右。測點點位實際布設情況見圖1。

3. 2觀測周期的確定

結合該工程的實際情況觀測周期為:施工階段大樓每升高一層觀測一次，大樓主體完工后，每月觀測一次。如有特殊情況發生，再增加觀測次數。一般觀測工程，若沉降速度小于0.01mm/d.0.04mm/d，可認為己進入穩定階段，具體取值宜根據各地區地基土的壓縮性確定。

3. 3監測方法

在整個沉降觀測過程中，確定使用德國蔡司公司生產的DINI2電子水準儀，該儀器性能穩定，測量精度:每公里往返測量誤差0.4mm，測量數據自動記錄，自動存儲，前后視距差限制，同方向兩次測量數據自檢，超過限差自動提示重測。在每次觀測前，應對水準儀進行l角檢查樸基準點穩定性檢查，成果合格才可進行觀測點的測量;每次觀測采用相同的觀測路線和觀測方法;使用同一儀器和設備;固定觀測人員;在基本相同的環境和條件下作業。

施測路線如圖1中的實線所示，施測過程按二等水準進行測量，施測路線上的點作為主線點，其余測點作為支點進行測量。在觀測過程中，采用后前一前一后的水準測量方法。每站前后視距差不超過0.4m，每站同方向觀測值之差不超過0.4mm，全程采用閉合水準路線測量方法施測。

水準儀在進行變形監測測量中，影響其每站高差中誤差主要有m置平，m照準與m讀數，由于三者相互獨立，故每站高差中誤差為：

設從水準基點到觀測線路中的最弱點為n站，水準路線中最弱點中誤差應滿足m弱=土M站x

式中，T為管水準器角值，符合誤差取O.1T;D為視線長度;。為望遠鏡放大倍數。

取T =10"， D=20m， v=40，則M=0.16mm

從圖1中可以看出，由已知水準點至沉降最弱點最多10站，故最弱點高差中誤差為:

m=士0.16.=0.51mm 而《建筑地基基礎設計規范》(GB 50007-2002)第5.3.4條的規定求得的高差中誤差1.9mm>0. S l mm。所以，選用DIT1I2電子水準儀和沿圖1布設的路線進行測量，可以滿足本工程的要求。

4觀測結果及分析

從建筑物首層施工起至今，共對大樓進行了7次變形觀測，現在大樓仍在施工中。通過這7次的觀測，并對觀測數據進行整理分析，我們可以階段性的了解整幢大樓的變形情況和總結各個觀測點的沉降變化情況。由于變形觀測點比較多，選取其中部分觀測點的變形量數據列于表1中;整座大樓的沉降等值線見圖2.

通過對觀測數據的分析整理，最終可以得出建筑物階段性的最大下沉量為15.02mm，相鄰兩測點間的最大下沉差為7.68mm。目前的觀測數據均滿足《建筑地基基礎設計規范》tGB 50007-2002)第5.3.4條的規定的要求。

從表1中可以看出，隨著建筑物荷載的增加，建筑物整體表現為沉降，從圖2中可以看出，除部分測點異常外，建筑物沉降量總體形勢東部大于西部。但是，在大樓的沉降觀測中，出現了隨著荷載的增加，有些測點回升的現象，原因可能是由于建筑物地基的特殊性，隨著荷載的增加，地基受力不均勻，造成建筑物地基一端下沉，另一端翹起的現象。某些測點略有回升，當然也可能是由于測量過程中的誤差造成的。我們會在以后的測量工作中對這部分測點加以重視。

5結論

建筑物的下沉，除絕對下沉外，變形的速率也十分重要。對一般建筑物而言，只要變形緩慢且均勻，大多數建筑物可以承受較大的變形而不致破壞。通過對中國礦業大學圖書館大樓的變形監測及對監測數據的分析，建筑物的沉降量在規定的限度內，并掌握了建筑物的沉降動態，驗證了建筑物的設計，對今后的施工進程具有指導作用。監測過程中，有個別的測點沉降量出現了異常，其原因還不能確定，在今后的監測工作中要對這些異常點多加重視。