高层建筑物沉降观测及数据处理|沉降观测数据处理软件
时间：2019-04-20 03:12:59 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
【摘要】高层建筑物沉降观测及数据处理是确保高层建筑工程施工质量的一项重要环节，因此，做好高层建筑物沉降观测及数据处理的各项工作具有非常重要的意义。本文结合具体的工程实例，为了解工程实例中新建大楼在施工过程中及竣工后一段时间内的沉降情况，达到优化设计、确保安全及指导施工的目的，在大楼施工过程中，必须对大楼主体结构进行沉降观测工作。
【关键词】高层建筑， 沉降观测 ，数据处理， 测量技术
【 abstract 】 high-rise building settlement observation and the data processing, is to ensure that the quality of the project construction of the high-rise building is an important link, therefore, completes high buildings and the data processing settlement observation of the work has the extremely vital significance. Combining with practical examples, in order to understand the engineering example of the new building in the construction process and after the completion of a period of time inside of the settlement, optimize design, ensure safety and guide the construction purpose, in building construction process, we must have a main body structure building subsidence observation work.
【 key words 】 high-rise building, settlement measurement, data processing, measuring technique
中图分类号：TU97 文献标识码：A 文章编号
一、沉降观测的测量技术要求
1、沉降变形监测测量工作基本要求
水准基点使用时首先作稳定性检验，并以稳定或相对稳定的点作为沉降变形的参考点。每次观测前，对所使用的仪器和设备进行检验校正，并保留检验记录。
2、每次沉降变形观测时遵循以下要求
（1）严格按二等水准测量规范的要求施测。首次观测每个往返测量都要进行两次读数。
（2）参与观测的人员必须经过培训才能上岗，并固定观测人员。
（3）为了将观测中的系统误差减到最小，达到提高精度的目的，各次观测应使用同一台仪器和设备，前后视观测最好用同一水平尺，必须按照固定的观测路线和观测方法进行，观测路线必须形成附合或闭合路线，使用固定的工作基点对应沉降变形观测点进行观测。
（4）观测时要避免阳光直射，且在基本相同的环境和观测条件下工作。
（5）成像清晰、稳定时再读数。
（6）随时观测，随时检核计算，观测时要一次完成，中途不中断。
（7）对工作基点的稳定性要定期检核，在雨季前后要联测，检查水准点的标高是否有变动。
（8）数据计算方法和计算用工作基点一致。
二、沉降观测的实施方案
本工程实例沉降观测工作分为四个部分：基准点埋设，观测点埋设，精密水准测量和资料整理与提交。如果观测期间发现沉降异常，则要对建筑物进行水平位移和楼体倾斜的监测。
（一）基准点埋设
基准点是检验和直接测定观测点的依据，要求在整个观测过程中稳定不变。故须埋设在稳定的地方，且离开被测建筑物有一定的距离。为了便于校核，以验证基准点的稳定性，基准点数目应不少于三个。基准点的具体埋设位置由甲乙双方共同协商，视现场实际情况而定。
该工程实例，拟埋设三个深式永久水准点BM1、BM2及BM3作为沉降观测的基准点。其埋设方法采用钻探成孔法，用钻机钻至中风化基岩面或原状土层，孔径为110mm，把ф40mm的镀锌水管插入孔底，清孔、锤实，用导管浇灌1：1水泥砂浆。管头露出所浇注水泥面2～3cm，并设置保护箱盖。
（二）沉降观测点埋设
观测点是固定在待测建筑物上的测量标志， 埋设位置应保证施工期间和建筑物竣工后一段时期内能顺利进行观测，并能正确反映建筑物的沉降情况。观测点布设在首层或负一层的承力柱或剪力墙上，应选择在既便于观测又不易受碰撞破坏的位置埋设。
观测点采用Ф16mm的圆钢预制，一端加工成圆头打磨平滑作为观测立尺点。采用冲击钻钻孔置入法埋设，观测点设在首层或负一层指定柱上高出地坪面20～40cm处。基准点及观测点埋置好后，应注意保护，严防碰动和破坏。
（三）精密水准测量
1、仪器
使用瑞士产NA2型自动安平精密水准仪加GPM3光学测微器配合铟钢水准标尺进行观测。仪器标称精度为±0.3mm/km，观测时精读至0.1mm，估读数取至0.01mm。仪器及标尺均在检验有效期内使用，并在作业期间定期进行检查校正。
2、采用规范及依据
国家标准《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）、国家标准《工程测量规范》（GB50026-2007）及国家行业标准《建筑变形测量规范》（JGJ 8-2007）。
3、技术要求及精度分析
按照《工程测量规范》中二等变形观测（国家一等精密水准测量）的技术要求施测，观测时读数取至0.01mm。根据《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2002）建筑物的地基变形允许值，若Hg≤24m时，建筑物整体倾斜不大于0.004Hg，若24m＜Hg≤60m时，建筑物整体倾斜不大于0.003Hg，其中Hg为室外地面起算的建筑物高度。
4、观测周期
待基准点、观测点埋好稳固后，即可进行首次观测，以后的建设期每增加两层观测一次，直至封顶；封顶后每个月观测一次，连续观测一年。若沉降达到稳定指标，即最后半年内所测各点的沉降速率均小于0.04mm/天，说明基础沉降已趋于稳定，即可停止观测。若沉降仍不稳定，以后每年观测1次直至沉降稳定为止。
5、施测方法
(1) 基准点联测，每次观测前一定要先联测基准点，按照环形闭合网施测，计算闭合差，并按测站数计算各点改正数，以检验基准点的稳定性。
(2) 沉降观测，布设环形闭合网，尽量选用固定测站，逐点观测，计算环线闭合差并根据测站数进行平差，准确计算出各点的高程。同一观测点相邻两次观测间的高程差，即为该点本次观测的沉降量。
三、沉降观测的数据处理
1、相对沉降量的计算
根据对同一标点重复两次观测平差后推算所得到的高程，计算两次观测期间的高程变化，即升降变量。按下式计算：Hi＝Δhi+n- i，式中i为观测次数，Hi为第i次观测的相对沉降量，单位是mm；Δhi为相邻沉降点之间高差，单位是mm；n为测量标点的点数。
2、沉降几何平均面估算
计算每次沉降量的几何平均面，虽然不具有很高的科学性，但对于分析基础受力后土质的塑变具有一定的参考价值，同时，为建筑物层高的设计具有一定的指导意义，按下式计算：
H均＝∑（Δhi+n- i）／n，其中各变量的说明同上。依据各沉降点每次沉降值绘制几何平均面分析图如下图所示。
从上图可以看出，楼房在基础浇注完成后，对基础产生重压，基础受压后，表现出三种特征：一是一层施工完成后，基坑下土层受四周土体挤压产生回弹；二是三层至十三层施工的基础物理性质的相对稳定；三是十四层以上施工基础出现单边快速下沉。
3、平均沉降量计算
平均沉降量的计算采用面积均值法，计算公式如下：
ΔH=[Ai×ΔHi]/∑Ai
其中，ΔH 为平均沉降量，单位为mm，Ai为同一等值线内所包含的面积，单位是km2；ΔHi为包含面积内各点平均沉降量，单位是mm。同一等值线内所包含的面积，可在等值线图上用求积仪量取。
结语：大量的高层建筑工程的实际建设情况表明，沉降观测作业环节在高层建筑工程建设中发挥了非常重要的作用。高层建筑沉降观测是高层建筑工程建设中一项非常重要的工作，在实际的高层建筑沉降观测工作中需要做好如下两个方面的工作，一方面，要加强沉降观测工作的组织和管理，确保沉降观测数据的正确性、可靠性和连续性；另一方面，要加强对沉降观测数据的分析和处理工作，从而可充分利用沉降观测数据来指导施工。
参考文献：
[1]程时杰. 高层建筑沉降观测及其数据处理分析[J].工程勘探，2008（17）.
[2]张俊涛. 论高层建筑沉降观测方法[J]．山西建筑，2010(10).
[3]刘明军. 浅析高层建筑沉降观测及其数据处理[J]．福建建筑，2011(12)．
