施工过程中建筑物变形监测方法的研究

夏忠福

（福建省测绘院 福建福州 350003）

施工过程中建筑物变形监测方法的研究

夏忠福

（福建省测绘院 福建福州 350003）

在建设过程中，为了掌握建筑物在主体结构施工、竣工及在运营阶段的沉降变形情况，需要对建筑物进行必要的变形测量。针对具体工程作业项目，从监测的要点、主要方法以及技术要求进行研究与总结。

变形监测；房屋沉降；监测点布设；沉降曲线图；水准联测

随着国家经济建设的发展，旧城改造、新建小区等建设活动蓬勃开展。在建设过程中，为了测定建筑物在主体结构施工中、完成后及在使用阶段的沉降变形情况，需要对建筑物进行必要的变形测量，以用于分析形变原因，保证建筑物在施工及运营期间的安全。本文以福州杨桥西路以南江滨路以北的单一地块中的融汇江山小区1#、2#、3#楼整体施工过程中变形监测工作为例，就变形测量的方法及测量数据处理等相关问题进行研究。

1 项目概况

融汇江山的1#、2#、3#楼均为为小高层，基础为桩基础，1#、2#楼并带有一层地下室。由检测单位布设G1、G2、G3三个基准点，每次监测前均对基准点进行联测。此次监测的主要对象是高层框架建筑物，分别为1#楼23层、2#楼24层、3#楼16层。

监测的主要任务是：在主体施工过程中，对在建建筑物施工过程中引起的垂直位移及倾斜进行监测。

作业方案：对主体的垂直变形观测按国家标准《工程测量规范》采用二等水准测量的方法予以实施；倾斜监测按《建筑变形测量规程》的有关规定采用激光铅直仪或高精度电子全站仪进行施测。

2 观测基点与监测点的布设

2.1 垂直变形及倾斜观测基点的布设及观测方法

为了保证监测区域不受施工的影响，在离需要沉降监测建筑物以外100m～200m的江滨路及周边稳定的小区，埋设3座固定水准点。水准点分布选埋在稳定可靠的位置，在埋设一个星期后等其相对稳定后方用于联测。观测方法采用二等水准测量的精度要求进行实施，建立时从牢固的水准起始点采用闭合路线的形式引测一次，复测2次，待其稳定后再实施下一步监测工作，以后新建一座楼时复测一次，共5次。该水准点也做为今后时时监测之用。

倾斜观测点的布设按《建筑变形测量规程》中的有关布设要求，在需水平位移监测的建筑物周围，选测稳定可靠的平面控制点10个。平面控制点的布设满足既能便于观测保存，又能直接观测到监测点。以四等控制的精度要求进行布设，使用高精度（2mm+ 2ppm）全站仪进行观测。建网时水平位置联测一次，在开始实施监测前复测2次，待其位置稳定后，实施下一步监测工作，以后作业过程中再进行两次复测，共4次。

2.2 垂直变形及倾斜位移监测点的布设

建筑物的垂直变形监测点的布设在实施监测的建筑物勒脚以上约0.3m，且需在有支撑柱部位布设垂直变形监测点。监测点使用不锈钢标志来制作，埋设固定，尽支柱固联，且点位埋设便于观测，位置应可以体现整体沉降状况（见图1）。

图1 沉降监测点布置图

倾斜监测点在适当的承重柱布设标志，其位置为多层建筑物房屋角或亦可与垂直变形监测点重合。

3 监测项目的实施

监测工作按照 《JGJ8-2007建筑变形测量规范》、《DGJ08-11-1999地基基础设计规范》及设计要求进行。

3.1 采用二等水准观测基准点以及采用三等水准监测垂直变形点，使用拓普康DC101水准仪配以3m（或2m）线条式铟瓦标尺或同精度数字水准仪配以条形码标尺进行作业，观测方法基准点按国家标准《国家一、二等水准测量规范》，垂直变形点按国家标准《国家三、四等水准测量规范》进行操作。在进行垂直变形监测过程中，有效地消除因气候、水准面不平行等多项因素引起的改正，这样才能真实地反映建筑物的沉降分布情况。

3.2 垂直变形观测按建筑物施工进度等不同阶段进行监测作业。原则是：对主体建筑物每施工三层监测一次，每栋整体工程竣工时，从原始水准点起完整监测一次。

3.3 倾斜监测使用激光铅直仪或高精度（2mm+ 2ppm）全站仪进行监测，按《建筑变形测量规程》中的有关规定在上述平面控制点上对需倾斜监测的建筑物的监测点进行观测。倾斜监测实施的阶段、频率与垂直变形观测的过程相同，水平倾斜监测采用平面四等控制精度要求进行。

4 监测要求

为了尽量减少监测误差的不定性，使所监测的结果具有统一的趋向性，每期监测数据与首次监测数据的结果可比性更一致，保证所监测的数据量更真实，具体要求如下：

（1）每项工程开始测量前，对所使用的仪器进行检测校正，必要时经计量单位予以鉴定，观测过程中还应定期(2个月～3个月)检校。

（2）采用“三固定“的方法：所用仪器、设备要固定；观测人员要固定；观测路线、镜位、程序和方法要固定。

5 监测成果与分析

地基受地面建筑物载荷时，开始压缩，但地基被压缩到一定程度，下降速度变慢，有时还有出现反弹现象，最终慢慢趋于稳定。

计算判定建筑物和构筑物的地基变形引起整体倾斜是否满足规范允许值（表1）。

表1 倾斜允许值指基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值

从表2中的实测沉降监测数据汇总表中可以看出在最后几个监测周期建筑物各观测监测点沉降逐渐趋于零。

在表2沉降监测数据汇总表中本次1#楼监测中累计沉降量最大的是1#楼的3#监测点，累计沉降量为23.1mm；累计沉降量最小的是1#楼的5号监测点，累计沉降量为12.8mm。

在表2本次2#楼监测中累计沉降量最大的是2#楼的13号监测点，累计沉降量为15.3mm；累计沉降量最小的是2#楼的17号监测点，累计沉降量为9.3mm。

在表2本次3#楼监测中累计沉降量最大的是3#楼的10号监测点，累计沉降量为12.5mm；累计沉降量最小的是3#楼的13号监测点，累计沉降量为5.3mm。

表2 沉降监测数据汇总表（部分）

从图2（第9页）沉降-时间的曲线图上可以看出，1#楼相邻点同次差异沉降最大为2.3mm （1#)-6—1#-7），累计差异沉降最大为 4.6mm（1#-5—1#-6）；2号楼相邻点同次差异沉降最大为1.8mm （2#-12—2#-13），累计差异沉降最大为 2.8mm（2#-16— 2#-17）；3号楼相邻点同次差异沉降最大为 1.3mm（3#-8—1#-9），累计差异沉降最大为 3.6mm （3#-12—3#-13）差异沉降不明显，1#、2#、3#楼在监测期间一直呈下降趋势，在监测结束时还没有止稳。