沉降观测本科生毕业设计.docx
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沉降观测本科生毕业设计
摘要
高层建筑是随着社会经济发展与技术进步发展起来的。
对于大面积、多功能、荷差异大、结构或基础类型不同的建筑物，考虑到沉降、温度收缩和体形复杂对房屋结构的不利影响，常用沉降缝、伸缩缝或防震缝将房屋分成若干独立的部分，从而消除沉降差、温度应力和体形复杂对结构的危害。
由于高层建筑主楼与裙房高差显著，上部结构荷载分布很不均匀，导致基础发生过大的不均匀沉降，轻则引起房屋墙体开裂，重则引起房屋结构整体或局部倾斜甚至倒塌，严重影响建筑物的安全使用。
本设计对建筑物的沉降观测进行了介绍，作出设计，以充分发挥对该建筑物主体的沉降观测。
关键词：
高层建筑；基础沉降；不均匀沉降
Abstract
Thehigh-riseconstructionisdevelopsalongwiththesocio-economicdevelopmentandthetechnologyadvancement.Forlargearea,multi-functional,loaddifferences,anddifferenttypesofstructureorbuildingfoundation,Takingintoaccountthesettlement,thetemperatureofthehousingcontractionandshapethestructureofcomplexadverseeffects,Thecommonlyusedsubsidenceseam,theexpansionjointorthequakeproofseamdivideintothehousecertainindependentparts,Thuseliminatesthedifferentialsettlement,thetemperaturestressandthebuildcomplextothestructuretheharm.
Asthemainbuildinghigh-risebuildingwithasignificantheightdifferencepodiumsuperstructureloaddistributionisveryuneven,resultinginunevenfoundationsettlementoccurredinlarge,rangingfromhousingwallcracks,re-housingstructureiscausedbytotalorpartialcollapseoftiltorevenseriouslythesafeuseofthebuilding.Thisdesignhascarriedontheintroductiontobuilding'ssettlementobservation，Makesthedesign,Byfulldisplaytothisbuildingmainbodysettlementobservation.
Keywords：
High-risebuilding;foundationsettlement;differentialsettlement
目录
1工程概况1
2监测目的1
3沉降观测的基本要求1
3.1仪器设备要求1
3.2观测时间的要求1
3.4施测要求2
3.5沉降观测精度的要求2
3.6沉降观测成果整理及计算要求3
4具体施测程序及步骤3
4.1建立水准控制网3
4.2建立固定的观测路线5
4.3沉降观测5
4.4整理原始记录5
4.5绘制沉降曲线5
4.6观测中的注意事项：
5
5技术措施6
6监测频率及监测预警6
6.1监测计划6
6.2监测频率6
6.3预警值7
7监测资料处理与成果提交7
8监测人员和主要仪器设备安排8
9其他监测要求8
9.1应急监测8
9.2质量保证8
9.3安全生产与文明生产8
9.4观测标志保护9
10监测流程9
11监测费用预算10
致谢12
参考文献13
唐山技师学院办公楼沉降观测方案设计
1工程概况
唐山技师学院新校区办公楼工程位于唐山市曹妃甸新城科教城，地处于新校区北主大门入口处。
该项目由北京地下工程建筑设计院有限公司和北京交通大学建筑设计研究院设计，建筑面积地上约为15020m²、地下为4870m²。
本工程±0.000相当于黄海高程13.95m，场地自然标高-0.75m，底板底标高为-6.1m，挖深最深为电梯井标高为-8.85m。
建筑高度87.15m，建筑类别为一类高层建筑，设计使用年限为70年，耐火等级为一级，地下室防水等级均为Ⅰ级，屋面防水等级均为Ⅱ级，抗震设防烈度为六度，建筑结构类型为剪力墙结构。
为了保证建构筑物的正常使用寿命和建（构）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结构使用功能的裂缝，造成巨大的经济损失，需对建筑物进行沉降变形观测。
2监测目的
1）根据监测结果，发现可能发生危险的先兆，判断工程的安全性，防止工程破坏事故的发生，采取必要的工程措施；
2）通过系统地对建筑物沉降量施测，进行信息化反馈优化设计，使设计达到优质、安全、经济合理、施工快捷；
3）保证建筑物结构功能安全可靠，同时也为今后工程设计与施工积累经验。
4）为设计人员提供准确的现场监测结果使之与理论预测值相比较，用反分析法求得更准确的设计参数，修正理论公式，不断地修改和完善原有的设计方案，以指导下阶段的施工，确保施工的安全顺利进行，同时也能为其它工程的设计施工提供参考。
3沉降观测的基本要求
3.1仪器设备及人员要求
根据沉降观测精度要求高的特点，为能精确地反映出建筑物在不断加荷载作用下的沉降情况，一般规定测量的误差应小于变形值的1/10—1/20，为此要求沉降观测应采用精密水准仪（DSZ2），水准尺亦采用受环境及温差变化影响小的高精度铟钢合金尺。
人员素质的要求，必须接受专业学习及技能培训，熟练掌握仪器的操作规程，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。
3.2观测时间的要求
首次观测必须按时进行，其他各阶段的复测，根据工程进展情况必须定时进行，不得漏测或补测。
相邻的两次时间间隔称为一个观测周期，一般高层建筑物的沉降观测按一定的时间段为一观测周期（如：
次/30天）或按建筑物的加荷情况每升高一层（或数层）为一观测周期。
3.3观测点的要求
为了能够反映出建构筑物的准确沉降情况，沉降观测点要埋设在最能反映沉降特征且便于观测的位置（+500mm处）。
一般要求在建筑物的四角、大转角处、沉降缝两侧及沿外墙每15-30米处设置的沉降观测点，沉降观测点纵横向对称，分布均匀。
埋设的沉降观测点要符合各施工阶段的观测要求，特别要考虑到装修装饰阶段因墙或柱饰面施工而破坏或掩盖住观测点，不能连续观测而失去观测意义。
沉降观测点位置布置如下图3-1：
图3-1沉降观测点布置图
沉降观测点埋设形式图3-2：
图3-2沉降观测点埋设图
3.4施测要求
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。
3.5沉降观测精度的要求
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。
在未有特除要求情况下，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。
各项观测指标要求如下：
表2.1沉降监测网的主要技术要求
相邻基准点高差中误差（mm）
每站高差中误差（mm）
往返较差、附合或环线闭合差（mm）
检测已测高差较差（mm）
使用仪器、观测方法及要求
1.0
0.30
0.60
0.8
DS05型仪器，按二等水准测量的技术要求 （见表2.2）施测
表2.2二等水准测量的主要技术要求
等
级
每千米高差全中误差（mm）
路线
长度
（km）
水准仪的型号
水准尺
观测次数
往返较差、附合或环线闭合差
与已知点联测
附合或环线
平地
（mm）
山地
（mm）
二等
2
—
DS05
铟瓦
往返各一次
往返各一次
4
—
各次沉降观测是整个工作的主体，建筑物施工到各个时期的沉降变形量就在这一环节中反映出来，为保证测量的准确性，观测之前对所使用仪器按规范要求进行检验校正，观测按照采用相同的观测路线、使用同一仪器和水准尺、固定观测人员、在基本相同的环境和条件下工作的要求进行观测，精度严格遵行规范要求：
表2.3水准观测的主要技术要求
等级
水准仪的型号
视线长度（m）
前后视较差（m）
前后视累积差（m）
视线离地面最低高度（m）
基本分划、辅助分划读数较差（mm）
基本分划、辅助分划所测高差较差（mm）
二等
DS05
50
1
3
0.5
0.5
0.7
注：
二等水准视线长度小于20m时，其视线高度不应低于0.3m。
3.6沉降观测成果整理及计算要求
原始数据要真实可靠，记录计算要符合施工测量规范的要求，依据正确，严谨有序，步步校核，结果有效的原则进行成果整理及计算。
4具体施测程序及步骤
4.1建立水准控制网
根据工程的特点布局及现场的环境条件、现场的环境条件制订测量施测方案，根据建设单位提供的基准点及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K515：
（x=100422.442；y=39423.177；z=53.860）；K916：
（x=100354.498；y=39219.985；z=50.490）建立水准控制网。
要求：
1）在1#、2#栋周围要布置四个水准点，水准点的间距不大于100米。
2）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。
3）各水准点要设在建筑物开挖、地面沉降和震动区范围之外，水准点的埋深要符合二等水准测量的要求（大于1.5米）
建立的水准控制网要与基准点联测，平差计算出各水准点的高程。
水准控制网点位布设如图4-1：
图4-1水准控制网点位布设图
水准控制点做法如图4-2：
图4-2水准控制
4.2建立固定的观测路线
依据沉降观测点及在水准点的位置，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。
4.3沉降观测
首次观测的沉降观测点（为便于观测将永久观测点设于+500mm处）高程值是以后各次观测用以比较的基础，其精度要求高，施测时用DSZ2精密水准仪。
并且要求每个观测点首次高程应在同期观测两次后决定。
然后每施工两层就复测一次，主体竣工后每月观测一次，并做好每次的观测记录。
工程完工后使用阶段的观测，按沉降量大小及速度来定，正常第一年四次，第二年三次，第三年以后每年一次，直到稳定为止。
施工过程中如暂时停工，停工时及重新开工时应各观测一次，停工期间每隔2-3个月观测一次。
沉降观测应采用附合线路或闭合线路，做到定机、定人、定路线。
测施前仪器必须经过检验，符合要求后方可使用。
沉降观测的前后视距应尽量相等，仪器到水准尺的距离不得大于30m。
观测时，水准尺应和地面垂直，不得歪斜。
在同一测站上观测各观测点时，当读完所有观测点的读数后应回测后视点，两次同一后视点的读数差不得超过±lmm。
4.4整理原始记录
每次观测结束后，应检查记录的数据和计算是否正确，精度是否合格，然后，调整高差闭合差，推算出各沉降观测点的高程，并填入“沉降观测表”中。
计算沉降量计算内容和方法如下：
沉降观测点的本次沉降量=本次观测所得的高程－上次观测所得的高程
累积沉降量=本次沉降量+上次累积沉降量
将计算出的沉降观测点本次沉降量、累积沉降量和观测日期、荷载情况等记入“沉降观测表”中。
4.5绘制沉降曲线
沉降曲线分为两部分，即时间与沉降量关系曲线和时间与荷载关系曲线。
1）绘制时间与沉降量关系曲线：
首先，以沉降量s为纵轴，以时间t为横轴，组成直角坐标系。
然后，以每次累积沉降量为纵坐标，以每次观测日期为横坐标，标出沉降观测点的位置。
最后，用曲线将标出的各点连接起来，并在曲线的一端注明沉降观测点号码，这样就绘制出了时间与沉降量关系曲线。
2）绘制时间与荷载关系曲线首先，以荷载为纵轴，以时间为横轴，组成直角坐标系。
再根据每次观测时间和相应的荷载标出各点，将各点连接起来，即可绘制出时间与荷载关系曲线。
3）根据沉降量统计表和沉降曲线图，我们可以预测建筑物的沉降趋势，将建筑物的沉降情况及时的反馈到有关主管部门，正确地指导施工。
4.6观测中的注意事项：
1）严格按测量规范的要求施测。
2）前后视观测最好用同一水平尺。
3）各次观测必须按照固定的观测路线进行。
4）观测时要避免阳光直射，且各观测环境基本一致。
5）成像清晰、稳定时再读数。
6）随时观测，随时检核计算，观测时要一气呵成。
7）在雨季前后要联测，检查水准点的标高是否有变动。
5技术措施
1）为了确保各项监测项目的精度，投产的仪器必须按规定内容检查标定其主要技术指标，仪器检查合格后方能使用，并做记录归档。
遇特殊情况（如受震、受损）随时检查、标定。
不合格仪器坚决不能投产使用。
2）水准测量采用闭合环或往返闭合观测方法。
3）观测数据不能随意涂改。
4）各监测项目变形量或测量值接近报警值时，及时报警，并提醒业主及有关单位注意。
6监测频率及监测预警
6.1监测计划
基坑开挖期间，由于坑内土体的荷载减少，坑内外土、水压力不平衡，会导致产生坑周地下土体和基坑本身的一定变形，因此拟将整个监测过程分为三个阶段：
第一阶段为基坑开挖期间。
须对坑周进行监测，监测内容主要为坡顶水平垂直位移监测。
监测频率为开挖期间宜每两至三天一次，非开挖期间可5天观测一次，这期间的监测是整个监测过程的重点及关键；
第二阶段为基础底板浇筑期间。
须对坑周进行监测，监测内容主要为坡顶水平垂直位移观测。
监测频率为每三至四天观测一次；
第三阶段为地下主体工程施工期间。
该期间挖土已全部结束，基坑围护已全面受力，周边土体处于恢复期间，这期间的监测内容主要跟第二阶段基本相同，仅监测频率有所减少为每五天观测一次。
6.2监测频率
监测工作自始至终要与施工的进度相结合，监测频监测频率率应满足施工工况的要求，基坑安全监测时间为，开挖前一周至地下室建成土体回填后一周止。
根据以上各监测项目的监测频率要求，预估观测次数如下表：
表6-1基坑围护结构体变形预估观测次数一览表
时段
项目
开挖前
土方开挖
期间
底板浇筑
期间
地下室施工
拟总观测次数
基坑坡顶水平垂直位移
2次
20天
每三天一次
30天
每四天一次
30天
每五天一次
20次
备注：
上述监测频率为正常状况下的监测频率。
现场监测时需根据施工工况和监测数据变化速率及时调整监测频率，遇超过警戒值时，应根据具体情况及时调整监测时间间隔，以保证及时反馈信息，确保工程安全。
6.3预警值
表6-2主要监测项目的报警警戒值
序号
监测内容
变化速率报警（mm/d）
累计变化量报警（mm）
1
基坑坡顶水平位移
连续三天4mm
2
基坑坡顶沉降
2
40
备注：
监测数据达到报警值时，在监测日报表上盖报警专章，报告施工管理人员，提出相关建议。
7监测资料处理与成果提交
1）日报
提供各监测项目的前一次的监测数据统计表。
2）最终监测报告（包括以下内容）
3）工程概况；
4）监测项目和各监测点的平面和立面布置图；
5）所采用的仪器设备和监测方法；
6）监测数据处理方法和监测结果汇总表和有关汇总和分析曲线；
7）对监测结果的评价。
监测数据的提交分日报表、最终监测报告。
日报表由电脑整理、计算、储存；当实测值超过“报警”值时，测量结束后24小时内提交速报（书面或者口头形式），向业主、监理公司和其他有关部门进行报警，以便采取相应技术措施确保基坑施工和周围环境的安全，并加强监测，最终报告可在监测工作全面结束后一个月内提交。
8监测人员和主要仪器设备安排
表8-1监测人员安排和设备安排表
拟现场监测人员
职称
监测仪器
仪器型号
缪小元
高级工程师
精密水准仪
LEICA（编号CQZ001）
王强
高级工程师
铟钢标尺
AT-G2（编号CS002）、DSZ2（编号CS001）
荆嘉
助理工程师
深层水平位移
2M
张强
助理工程师
9其他监测要求
9.1应急监测
工程施工过程中，可能出现一些异常情况，应采取相应的监测应急措施。
1）雨季：
加强围护安全监测和巡视，必要时在土方开挖放坡面增设边坡位移监测点。
2）围护渗漏：
加强坑外地下水位监测、渗漏处围护安全监测和巡视。
3）地面裂缝：
加强对裂缝处沉降监测、裂缝附近围护安全监测和巡视。
4）监测数据持续报警：
加强监测频率，出现异常时及时通知相关单位。
9.2质量保证
1）监测方案需经有关单位进行评审，评审通过才可执行。
2）仪器设备应经计量部门检定。
3）监测过程中，从测点埋设及保护、测线布置、原始数据采集、数据处理、成果提交等所有过程严格遵守国家各项技术规程、规范。
4）监测报表提交前，需经现场监测人员应自检，项目负责人复检，检核无误方可提交。
5）现场实际负责监测工作实施的人员应具有高度的责任心和专业素质。
6）积极加强与各参建单位的联系和沟通。
监测现场所有来往文件按规范格式作好书面签发记录。
8）将各次所观测沉降情况及时反馈有关部门，当建筑物每天（24h）连续沉降量超过1mm时应停止施工，会同有关部门采取应急措施。
9.3安全生产与文明生产
安全生产：
1）加强安全教育，贯彻“安全第一、预防为主”的方针；
2）认真贯彻安全生产管理制度；
3）岗位分工明确，不准串岗操作；
4）测量过程中，注意工作人员的自身安全，并保证测量仪器、设备安全。
文明生产：
1）遵守现场文明生产的有关要求；
2）文明施工，协调、积极配合相关施工单位施工人员工作，确保施工正常进行。
9.4观测标志保护
因沉降观测是一项连续不间断的测量工作，为加强沉降观测测量标志的保护和管理，保障其工作的顺利进行，在施工期间，为保证监测数据的准确无误，现场观测点标志的保护也是一个重要环节。
施工单位在施工期间应保证监测点标志完好，使监测工作不受施工影响。
各工区技术员和工长都有职责和权力对测量标志进行监管。
10监测流程图
预算费用根据《工程勘察设计收费标准》（2002年版）估算
开挖前一周至地下室建成土体回填后一周止，预估三个月左右，需观测20次。
（一）坡顶水平垂直位移观测17个点。
1.观测点材料费30元/点×17点＝510元
2．埋设费1000元/台班×1台班＝1000元
3．水平位移观测费53元（点/次）×17个×20次＝18020元
4．垂直位移观测费53元（点/次）×17个×20次＝18020元∑37550元
（二）技术工作费
技术工作费36040×22%=7928元
（三）预估总费用
以上两项费用合计：
37550＋7928＝45478元
观测费和技术工作费合计：
36040+7928＝43968元
材料费、埋设费、进退场费合计：
45478-43968＝1510元
观测费技术工作费优惠50%：
43968×50%=21984元
最终报价：
23000元
监测项目、观测次数、监测点等如调整，其费用按以上计算方法调整。
致谢
本设计的完成是在周铭老师的细心指导下进行的。
在每次设计遇到问题时老师不辞辛苦的讲解才使得我的设计顺利的进行。
从设计的选题到资料的搜集直至最后设计的修改的整个过程中，花费了老师很多的宝贵时间和精力，在此向导师表示衷心地感谢！
老师严谨的治学态度，开拓进取的精神和高度的责任心都将使学生受益终生！
还要感谢和我同一设计小组的几位同学，是你们在我平时设计中和我一起探讨问题，并指出我设计上的误区，使我能及时的发现问题把设计顺利的进行下去，没有你们的帮助我不可能这样顺利地结稿，在此表示深深的谢意。
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