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水准测量技术在高层沉降观测上的应用

摘 要: 工程建筑物沉降变形是不可避免的。如果变形在一定的限度之内属正常现象,但一旦超过某一限度,就会危及建筑物的安全。因此,在建筑物的施工和运营期间,都必须对建筑物进行安全监测,以便及时掌握变形情况,发现问题并采取措施进行处理,保证建筑物从施工开始到运营期间均安全有效。

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  关键字: 水准测量; 高层沉降;数据处理
  中图分类号:TU19 文献标识码:A
  1 概述
  变形监测的方法有:常规的大地测量方法、专门测量手段、空间测量技术以及摄影测量和激光扫描技术。本次监测建筑物的沉降,采用的是常规大地测量方法中的精密高程测量,采用重复精密水准测定监测点之间的高差及其变化,数据统一平差,绘制时间变化曲线图,分析变形监测的成果,达到对该工程安全监测的目的。
  2 测量区情况
  (1)本次测量工程总部设在贵州兴义市,被监测对象为市区某小区的4#楼,该楼共18层,框架结构,占地面积约584平方米,2010年12月竣工,已通过验收,业主已入住。
  (2)水准基点BM1、BM2、BM3作为沉降监测基准的水准点,布设在大楼影响区域外约200m处埋设混凝土标,水准点设置3个构成水准基点组,为检查其本身的高程是否有变动,在3个水准基点的中心位置设置固定测站,每次测量前测定三点间的高差,作为水准基点稳定性的判断。
  (3)工作基点BM4作为水准基点和监测点之间的联系点,布设在尽可能靠近被监测大楼处,点位只要保证每次观测期间的稳定即可,故点位标志采用浅埋混凝土,并与水准基点构成水准网。
  (4)沉降监测点是测量大楼沉降量的依据,在大楼转角处,中点处一共布设了10个(J01…J10)沉降观测点。监测点采用隐蔽式墙角标志,并固定在大楼结构基础柱上,高出室外地坪0.5m。
  3 仪器性能介绍
  整个工作始终都采用高精度水准仪苏光DS05以及配套脚架、铟瓦尺,根据仪器情况,可满足此次沉降观测要求。
  4 水准基点与工作基点施测
  根据二等水准测量规范要求,结合地形,布设三个水准基点构成闭合水准路线,以BM1假设为已知点作为起点,施测路线BM1-BM2-BM3-BM1,闭合差满足要求后平差分配闭合差,获得BM1、BM2、BM3高程。工作基点BM4以BM2、BM3为已知点,构成符合水准路线,施测路线BM2-BM4-BM3,闭合差满足要求后平差分配闭合差,获得BM4高程。
  如图1:
  图1
  水准基点平差成果如表1:
  工作基点平差成果如表2:
  监测点成果表如表3:
  5 监测点实测与成果整理
  地基变形沉降的稳定标准应由沉降量~时间关系曲线判定。《建筑变形测量规程》(JGJ/T8-97)中指出,一般工程若沉降速率小于0.01~0.04mm/d,可认为建筑物已经进入稳定阶段,具体取值宜根据各地区地基土的压缩性确定。本工程取值为0.04mm/d。
  监测点观测以几何水准测量方法实施观测,从工作基点BM4为起点,按照《建筑变形测量规程》(JGJ/T8-97)中的一级变形观测技术指标要求,即沉降观测点测站高差闭合差≤±0.15mm,往返较差及环线闭合差≤±0.3(n为测站数),最弱点的高程中误差≤±1.0mm,平差以BM4为起算点,经严密平差计算出监测点J01-J10的高程。
  如图2
  图2
  监测点沉降时间变化图如下图3
  图3
  6 结论
  结论:根据12次监测的结果,结合沉降时间变化图与监测成果表显示,沉降速度均小于0.04mm/d,故此楼已处于稳定状态。
  结语
  从水准沉降监测中,得出如下体会:
  (1) 沉降观测的自始至终要遵循“五定”原则
  所谓“五定”,即通常所说的沉降观测依据的基准点、工作基点和被观测物上的沉降观测点,点位要稳定;所用仪器、设备要稳定;观测人员要稳定;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。
  (2) 仪器、设备的操作方法与观测程序要熟悉、正确。在首次观测前要对所用仪器的各项指标进行检测校正,必要时经计量单位予以鉴定。连续使用3-6个月重新对所用仪器、设备进行检校。 在观测过程中,操作人员要相互配合,工作协调一致,认真仔细,做到步步有校核。
  (3) 根据建筑物的特性和建设、设计单位的要求选择沉降观测精度的等级。再未有特殊要求情况下,一般性的高层建构筑物施工过程中,采用二等水准测量的观测方法就能满足沉降观测的要求。
  参考文献
  [1] 李清岳,陈永奇.工程测量学[M].北京:测绘出版社,2008.
  [2] 张剑锋,邵黎霞.测量学[M].北京:水利水电出版社,2009.
  [3] 岳建平,田林亚编.变形监测技术与应用[M].北京:国防工业出版社,2007.
  [4]JGJ8-2007,建筑变形测量规范[S]. 

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