高层建筑物沉降观测与预见性分析测绘工程毕业论文.docx
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高层建筑物沉降观测与预见性分析测绘工程毕业论文
高层建筑物沉降观测与预见性分析
摘要
为了保证高层建筑物的安全性和正常使用寿命，并为以后的勘察、设计、施工提供可靠的资料及相应的沉降参数，所以建筑物沉降监测的必要性和重要性就越来越明显了。
按照规范要求，先在合适区域布置稳定的基准点，作为沉降观测的依每次观测之询对基准点进行联测检核，确保基准点绝对可靠，在基础形成之后设置多个沉降观测点，严格按照规范要求进行二等水准精密测量。
形成闭合路线，最终确定各沉降观测点的沉降量，绘制出沉降曲线，得出沉降结论。
本文分析了高层建筑物沉降观测技术的一些基本理论以及具体操作过程。
并且对沉降观测成果进行了整理，对未来的沉降趋势进行了预见性分析，预测出最终沉降量，为工程提供安全保障。
关键词：
沉降观测，沉降趋势，预见性，最终沉降量
ObservationandPredictiveAnalysisofHigh-rise
BuiIdingSubsidenee
Abstract
Toensurethenormallifeofhigh-risebuildingsandbuildingsecurity,andforthesubsequentinvestigation,designandconstructionofreliableinformationandthecorrespondingparametersofthesettlement,sothebuildingsettlementmonitoringthenecessityandimportanceofgettingobvious.Accordingtothespecificationrequirement,firstofallintheappropriatearealayoutstablereferencepoints,asthebasisforsettlementobservation,observationpriortoeachreferencepointmeasurementcheck,ensurethatthereferencepointisabsolutelyreliable,informingthebaseaftersettingapluralityofsettlementobservationpoint,strictlyinaccordancewiththerequirementoftwolevelofdensitymeasurement,formaclosedline,eventuallydeterminethesettlementobservationpointsettlement,drawoutthesettlementcurveobtainedconclusion,settleinent.Thispaperanalyzessomebasictheoriesofsedimentationobservationtechniqueinhigh-risebuildingsandconcreteoperationprocess.Andthesettlementobservationresultsweresummarized,thesettlementtrendinthefuturewerepredictiveanalysis,topredictthefinalsettlement,andtoprovidesecurityfortheprejecto
Keywords；subsidenceobservation»subsidencetrend,predictability,finalsubsidence
摘要…
Abstract
II
U录
第一章项U概况
1.1工程简介
1.2测量U的
1.3第三方监测悄况
1.4基准点、工作点的设置
第二章项U质量要求
2.1沉降测量依据
2.2人力资源及测量设备的配备
221人力资源配备
222测量设备悄况
2.3沉降测量控制值标准
2.3.1沉降观测精度要求
2.3.2遂筑物沉降控制值标准
2.4测量误差控制标准
第三章方案设计与作业
3.1设计依据
3.2水准基点的布设
3.3工作基点
3.4沉降观测点布设
3.5沉降观测的作业
3.5.1夭宝DINI03电f水准仪标称精度
3.5.2作业要求
♦♦♦♦♦♦♦♦
10
3.5.3电子水准仪的操作.…
3.6电子水准仪的观测方法....•
3.6.1观测要求
3.6.2仪器设置及测量方法
3.7观测线路的布设
15
15
16
24
33
34
36
37
37
39
39
41
44
52
53
54
56
57
第四章成果整理与分析
4.1水准基点观测成果
4.2工作基点的观测成果
4.3观测点的观测成果
4.4沉降-荷载-时间曲线图
4.5各观测点随时间累积沉降速度曲线图
4.6沉降等值线图
4.7沉降展开图
4.8计算倾斜度
4.9观测成果统计
第五章预见性分析
5.1关于GM（1,1）模型和verhuIst模型的理论验证
5.2实用性
5.3各点预测值与观测值对比图
5.4建筑物最终沉降量的确定
总结
参考文献
致谢
外文原文
中文翻译
第一章项目概况
1.1工程简介
本工程位于山西省晋安东街，a力城龙溪谷项U。
本工程建筑面积为27004.95其中地上建筑面积为25887.79nf,地下建筑面积为1117.16m\地上24层，地下一层，地上部分为住宅楼，地下部分为自行车库、设备用房及地下部分非燃品库房（禁止屮、乙、丙类物品存放）。
建筑高度为72.900m基础为独立桩基础。
1.2测量目的
为了保证建筑物的正常使用寿命和建筑物的安全性，在高层建筑物施工过程中应用沉降观测加强过程监控，指导合理的施工工序，预防在施工过程中出现不均匀沉降，避免因沉降原因造成建筑物主体结构的破坏或产生影响使结构功能的裂缝,造成巨大的经济损失，需对建筑物进行沉降变形观测。
1.3第三方监测情况
富力城D区D1#楼首次观测时间为2012年7月16日，施工进度悄况为三层封顶,最后一次观测悄况时间为2013年1月20日。
2013年11月20日观测时施工进度为24层封顶。
封顶后进行了三次观测。
观测点数为16个。
共计观测H次。
1.4基准点、工作点的设置
本监测区基准点设3个，丄作基点设2个。
第二章项目质量要求
2・1沉降测量依据
2・2人力资源及测量设备的配备
221人力资源配备
成立沉降观测组，成员包括技术负责人一人，观测人员三人，一人负责沉降观测的技术要求及技术交底和沉降观测及沉降各册资料的报审及整理，合格后交资料员归档.人员素质的要求，必须接受专业学习及技能培训，熟练常握仪器的操作规程，熟悉测量理论，能针对不同工程特点，具体情况采用不同的观测方法及观测程序，对实施过程中出现的问题能够会分析原因并正确的运用误差理论进行平差计算，做到按时，快速，精确地完成每次观测任务.
222测量设备情况
测量设备山专人看管，确保设备的可第J性，具体配置如表2」
表2・1测量设备表
序号
设备名称
设备型号
数量
年检时间
1
全站仪
NET05X
1台
2011.12
2
电子水准仪
天宝DINI03
1台
2012.06
3
锢瓦条码尺
天宝2m
2台
2012.06
4
笔记本电脑
索尼
1台
5
绘图仪
Epson7710
1台
6
台式电脑
联想
2台
7
车辆
1辆
2.3沉降测量控制值标准
2.3.1沉降观测精度要求
为了满足沉降观测的要求，相应的指标如下:
（1）往返较差、附和或环线闭合差：
△h=Za-ZbWj77,X表示测站数。
（或
△h=L表示观测路线距离）
2.3,2,建筑物沉降控制值标准
根据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002规定的建筑地基允许值中，工业与民用建筑相邻柱基的沉降差框架结构为0.002L,即主体沉降相邻观测点最大沉降差异（不均匀沉降量限差值）为SOnmio根据《建筑变形测量规范》JBJ8-2007第5.5.5条规定：
建筑沉降是否进入稳定阶段，应山沉降量与时间关系曲线判定。
当最后lOOd的沉降速度小于O.Ol-OoOdmm/d时，可以认为进入稳定阶段。
特别需要指出的是沉降速度＞2.Omm/d时，应立即口头通知甲方停止施工，24小时内提交书面报告，有关方组织分析原因，采取措施。
沉降速度＞1.Omm/d时，应立即口头通知屮方，24小时内提交书面报告，有关方应减缓加载速度并增加观测次数。
2,4测量误差控制标准
确定建筑物沉降观测精度要合理适宜，适合工程特性的需要。
既不造成无谓浪费,也要保证观测结果的准确性。
如表2.2所示。
表2・2最终沉降量之观测中误差的要求
序号
观测项日或观测目的
观测中误差的要求
1
绝对沉降（如沉降量、平均沉降量等）
对于中等精度要求的建筑物和科研项目变形观测；重要建筑物主体沉降观测中误差取W±L5mm。
观测点测站高差取±0.5mm。
2
相对沉降（如沉降差、基础倾斜、局部倾斜等）
不应超过其变形允许值的1/20,即观测中误差取W±L5mm。
对于本沉降测量工程，沉降测量的等级确定为二级精度进行外业测量工作。
第三章方案设计与作业
3.1设计依据
（1）根据沉降观测的有关文件规定，布置沉降观测点；另外，需在建筑物附近较隐蔽且土层较稳定的地方设置不少于3个永久性的基准点。
（2）每次观测前先校核基准点的稳定性，选择稳定点作为沉降观测的起算点。
基准点的布设是根据现场踏勘的情况，考虑基准点的稳定性和观测精度要求布设的。
（3）根据国家工程测量规范，建筑单体变形测量规程及有关文件进行观测。
3.2水准基点的布设
基准点是沉降观测的基本控制，在工程工地周H选择地基稳定的区域布设本次沉降监测的工作基准点。
山于国家水准原点距测区较远，引测绝对标高存在较大误差，而采取假设高程。
为保证准确无误，将分时间段，往返观测，往返观测之差满足：
MAW±0.Snmio于开工之前，依据工程设计图纸，在不同3处埋设基准点，构成环形，基准点位于场区外墙角，地基稳定，通视&好，无外界干扰，使用方便，距建筑物50-60米,其中G1为工程建设之初所建，其高程为864.35014米。
G1
•G3
•G2
图3.1基准点布置示意图
基准点使用中心嵌有钢筋标志的水泥墩（如图3.2所示），埋设稳定后首先对基准点进行联测.基准点在选择布设时不仅考虎地基稳定，同时注意选择在施工当中不易破坏和不易埋上的位置.
单位:
mm
图3.2基准点标志图示
3.3工作基点
工作基点用作直接测定观测点的起始点或终点，选择适当位置布置工作基点，与基准点一起布设成水准环线，按要求进行联测。
工作基点位于比较稳定且便于观测的地方,以便直接测定观测点的沉降情况。
工作基点是否稳定，则由基准点来检测。
采用的方法是将基准点及工作基点组成水准网或边角网，本工程采用的是布设成水准网。
定期进行重复高程或平面位置测量。
工作基点的检测，应尽可能选在外界条件相近的悄况下进行,
减小外界条件及其变化对观测结果的影响。
丄作基点的表示如图3.3表示。
3・4沉降观测点布设
沉降观测点在建筑物施工过程中埋设好，标志的埋设位置应避开如雨水管，窗台线,暖气片，暖水管，电气开关等有碍设标与观测的障碍物，埋设于士0.000（如±0.0与室外地平不一致，则按室外地平）以上位置。
沉降观测点不能影响通道结构的正常受力状态和妨碍其使用功能。
在首层外墙上埋设直径为d）20mm的测钉，观测点在监测过程中如若遭到破坏，应尽快在原来位置或靠近原来位置补设测点，以保证该测点观测数的连续性。
沉降观测点的埋设样图3.4与图3.5所示：
图3.4沉降观测点埋设样图
图3.5沉降观测点实际样图
此外，沉降观测点的布设应符合《建筑变形测量规范》JGJ8-2007第5.5.2条关
于沉降观测点的布设要求。
埋设建筑物和构筑物的沉降观测点宜符合下列规定：
（1）建筑物四角或沿外墙每10〜15in处或每隔2〜3根柱基上;
（2）高低层建筑，新旧建筑，纵横墙等交接处的两侧;
（3）建筑裂缝，后浇带和沉降缝两侧，基础埋深相差悬殊处，人工地基与天然地基接壤处，不同结构的分界处及填挖方分界处；
沉降点布
（4）框架结构建筑的每个或部分柱基上或沿纵横轴线上；根据设计要，
设如图3.6所示。
图3.6沉降观测点平面位置图
3.5沉降观测的作业
351天宝DINI03电子水准仪标称精度
本工程采用美国天宝DIXI03rSj精度电子水准仪（如图3.7所示），配合錮瓦精密条码水准尺进行观测，Ikm往返精度为0.3mm,最小显示0.01mm,测量范1.5-lOOm，补偿精度±15’，安平精度士0.2",望远镜倍率32X26X100m,视野2.8mX2.8m,最短测距0.6ni。
它有先进的感光读数系统，感应可见口光即可测量，测量仅需读取条码尺30cm范H；有宽大图形液晶显示屏和输入键盘，可输入字母和数字，标配2M内存PCMCIA数据存储片；具有多种水准导线测量模式及平差和高程放样功能，可进行角度、面积和坐标等测量。
天宝的DINI03电子水准仪是高于二级监测精度所使用的仪器，能提供精确的观测结果和可靠的数据。
电子水准仪的优点如下：
（1）精度高。
水平视线读数和视距读数都是采用大量条码分划图像经处理后取平均得出来的，因此削弱了标尺分划误差的影响。
多数仪器都有进行多次读数取平均的功能,可以削弱外界条件影响：
（2）速度快。
山于省去了人工读数、报数、听记和现场计算的时间，测量时间与传统仪器相比可以节省一半左右；
（3）
效率高。
只需调焦和按键就可以自动读数，减轻了劳动强度。
数拯能自动记录、检核和处理，并能输入电子计算机进行后处理，可实现内外业一体化。
3.5,2作业要求
根据工程的特点布局，现场的环境条件制订测量施测方案,根据工程的测量施测方案和布网原则的要求建立水准控制网.在场区内任何地方架设仪器至少后视到两个水准点，并且场区内各水准点构成闭合图形，以便闭合检校.山场区水准控制网，依据沉降观测点的埋设要求或图纸设汁的沉降观测点布点图，确定沉降观测点的位置.在控制点与沉降观测点之间建立固定的观测路线，并在架设仪器站点与转点处作好标记桩，保证各次观测均沿统一路线.
3.5,3电子水准仪的操作
电子水准仪为高精度，高智能化的仪器，所以对电子水准仪的操作进行简单描述,操作步骤如下
（1）仪器参数设置：
使用仪器前需对仪器参数进行设置，主要是如下儿项，以下各值为按一级水准测量等级设定：
a）HeightUnit:
测量的高程的单位和记录到内存的单位，m：
b）Displayresolution:
最小显示单位，0.OOOOlm;
c）MaxdiSt:
输入最大测量距离，当测量的距离超过此距离时会警告用户，30m：
d）Minsight:
输入最小视线高度0.30m；
e）Maxd辻:
输入在线路测量中的一测站最大偏差，0.00030m。
（2）建立新工程项U：
按屏幕右侧EDIT键，然后按PRJ,选择NEffPROJECT,输入项U名称。
（3）开始线路测量：
按下在线路测量Line屏幕下的箭头所指的按键，按下新建路线NewLine,输入路线号，选择测量模式（BFFB），输入后视点高程、点号、代码，然后就可以开始测量。
（4）中断和结束测量：
当前视观测结束后，就可以换站了，可以把水准仪关闭后再换站，当打开仪器后可以直接就进入刚才所在的地方，并且可以继续进行水准路线测量。
当观测结束并且已经观测了最后的闭合点，可以按下测段结束键Lend结束测量,同时输入结束点高程、点号、代码，此时仪器将显示出起始点和终点的高程之差，前后视距和等信息。
（5）沉降观测数拯的下载与处理：
DiXiOS电子水准仪有两种数据下载方式，从PCMCIA卡中下载数据和从RS232吊口下载数据。
第一次从PCMCIA卡中下载数时需先安装PCMCIA卡的驱动程序，然后就可以直接从PCMCIA卡复制文件到计算机中。
从RS232串口下载数据时需先进行通讯设置使仪器与计算机中通讯参数设置一致,下载数据可以使用一些商业软件如恒华一点通HDLink软件，TGO等，还可以使用Windows自带的超级终端来传输。
对于数据平差一般用仪器本身平差程序即可，按MENU键,选择LINEADJUSTMENTo平差之前要先把原始测量数据下载至计算机，平差之后原始测量数据将被平差后数据覆盖。
数据下载至计算机后可以直接导入到Excel电子表格中，导入时选择按固定宽度分隔，然后按高程及点号排序，这样可以把所测沉降点高程放在一起，复制到沉降观测计录表中，计算本次沉降及累计沉降值并绘制沉降曲线图、分析沉降情况。
3.6电子水准仪的观测方法
3.6.1观测要求
对各种水准点皆采用儿何水准测量的方法进行的。
（1）建筑物沉降监测点与基点构成闭合水准测线。
（2）沉降监测按国家2等水准测量规范要求实测。
（3）对三个基准点进行了三次观测，在满足限差的前提下，取其平均值作为三个点的咼称。
<4）利用基准点定期对工作基点进行观测，每次将观测点布设为一闭合水准线路施测,按《建筑变形测量规程》中一级水准观测的精度要求进行，经平差后求出各点高程，均满足要求。
说明工作基点是稳定的。
（5）利用工作基点，定期对观测点进行观测，每次将观测点布设为一闭合水准线路施测，按《建筑变形测量规程》中二级水准观测的精度要求进行，经平差后求出各点高程。
3.6,2仪器设置及测量方法
（1）限差设置：
在测量询我们应该对仪器的限差进行设置，根规范以及测量等级来定应对测站最大视距；标尺最大读数；标尺最小读数；最大限差（一个测站）；最大距离限差（单站视距差及累积视距差）。
（2）测量模式：
后前询后、后后前前、后前。
给定测量限差值，仪器可自动判断测量现差，超限时提示重测，能自动计算线路闭合差等。
（3）测量方法：
仪器及配套水准尺均应在有效检定期内。
水准仪与水准尺在使用前及使用过程中，经常规检校合格，水准仪视准轴与水准管轴的夹角均不超过15"O仪器各种设置正确,其中有限差要求的项U按规范要求在仪器中进行设置，并在数据采集时自动控制，不满足要求的应根据仪器的提示进行重测。
1观测时，一般按后-前-前-后的顺序进行，对于有变换奇偶站功能的电子水准仪,按以下顺序进行：
a）往测：
奇数站为后-询-前-后偶数站为询-后-后-前
b）返测：
奇数站为前-后-后-前偶数站为后-前-前-后
2每一测段必须为偶数站结束。
3观测前SOmin,将仪器置于露天阴影处，使仪器与外界气温趋于一致，并进行仪器预热。
测量中避免望远镜直接对着太阳；尽量避免视线被遮挡，要求遮挡不不超过标尺在望远镜中截长的20%；观测时用测伞遮蔽阳光，仪器需装遮光罩。
4自动安平水准仪的圆水准器，严格置平。
在连续各测站上安置水准仪时，使其中两脚螺旋与水准路线方向平行，第三脚螺旋轮换置于路线方向的左侧与右侧。
除路线拐弯处外，每一测站上仪器与前后视标尺的三个位置，一般为接近一条直线。
5观测过程中为保证水准尺的稳定性，选用的尺垫M2.5kg,水准观测路线必须路面硬实，观测过程中尺垫踩实以避免尺垫下沉。
同时观测过程中避免仪器安置震动的地方，如果临时有震动，确认震动源造成的震动消失后，再激发测量键。
水准尺均借助尺撑整平扶直，使标尺上的气泡居中，确保水准尺垂直。
6数据处理时，闭合差、中误差等均满足要求后进行平差计算，水准路线可以用手工平差（简易平差）以及软件平差（严密平差）。
3.7观测线路的布设
根据选定的临时水准点、设置仪器的位置以及观测路线，绘制沉降观测路线图（如图3.8所示），以后每次都按固定的路线观测。
采用这种方法进行沉降测量，不仅避免了寻找设置仪器位置的麻烦，加快施测进度；而且曲于路线固定，比任意选择观测路线可以提高沉降测量的精度。
图3・8观测线路图示
第四章成果整理与分析
4.1水准基点观测成果
经过多次的精确测量，并对测量后的结果平差，从而得到了三个水准点的高程，分别为G产864.79630m,G：
=864.17538m,G3=864.74381m。
4.2工作基点的观测成果
自2012年7月15日至2013年1月10日止，对沉降位移监测网中的工作基点J1、
J2、G1,G2所组成的闭合水准路线（见图3.8）共进行了4次观测，观测数据见表5-1。
每期观测进行平差后，得各期工作基点的面程数值见表4-1。
表4.11：
作基点观测数
序号
观测日期
高差观测值m
线闭合差
/mm
闭和差限差/mm
Hx
H：
Hs
1
2012/7/15
0.74703
T・03810
0.34356
+0.03
±0.52
2
2012/10/20
0.74691
T・03811
0.34354
-0.15
±0.52
3
2012/12/10
0.74712
-1.03805
0.34357
+0.15
±0.52
4
2013/1/5
0.74708
-1.03800
0.34359
-0.18
±0.52
表4.2工作基点高程平差值数据
序号
观测日期
Jl/m
J2/m
1
2012/7/15
865.54335
864.40028
2
2012/10/20
865.54345
864.40025
3
2012/12/10
865.54329
864.40035
4
2013/1/5
865.54342
864.40029
4・3观测点的观测成果
现将每个观测点的11次观测成果汇总如表4.3-表4.18.
表4.3D1-1点观测成果
观测次数高程观测值（口）沉降观测值（irw）沉降累加生成数据
1865.697140.520.52
2
865.69646
0.68
1.20
3
865.69573
0.73
1.93
4
865.69517
0.56
2.49
5
865.69476
0.41
2.90
6
865.69418
0.58
3.48
7
865.69375
0.43
3.91
8
865.69321
0.54
4.45
9
865.69291
0.30
4.
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