1、沉降觀測、垂直偏差檢測建筑變形測量規(guī)范 JGJ8-2007講義一、變形觀測概述：1、 變形觀測的方法和手段目前國內(nèi)變形觀測的主要方法仍是常規(guī)的大地測量方法：即用經(jīng)緯儀測角、用測距儀測距、用精密水準(zhǔn)儀測高。2、工程建筑物變形觀測的意義和目的由于各種因素的影響工程建筑物以及其設(shè)備的運(yùn)營過程中，都會產(chǎn)生變形。這種變形如果超過了規(guī)定的限度，就會影響建筑物的正常使用，嚴(yán)重時還會危急建筑物的安全。因此，在工程建筑物的施工和運(yùn)營期間，必須對它們進(jìn)行變形觀測。一般來講，建筑物變形主要是兩個方面的原因引起的。一是自然條件及其變化，即建筑物地基的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、土壤的物理性質(zhì)、大氣溫度等；另一種是與建筑物本身

2、相聯(lián)系的原因，即建筑物本身的荷重、建筑物的結(jié)構(gòu)、型式及動荷載（如風(fēng)力、震動等）的作用。此外由于勘測、設(shè)計、施工以及運(yùn)營管理工作做得不合理，也會引起建筑物的變形。3、工程建筑物變形觀測的內(nèi)容變形觀測的任務(wù)是周期性地對觀測點進(jìn)行重復(fù)觀測，求得其在兩個觀測周期間的變化量。如果要求得瞬時變形，則應(yīng)采用各種自動自動記錄儀器記錄其瞬時位置。4、變形觀測的方法：水平位移（采用基準(zhǔn)線法觀測、坐標(biāo)法）、垂直位移（采用水準(zhǔn)儀觀測）5、變形分析概述通過變形觀測取得第一手的資料，可以監(jiān)視工程建筑物的狀態(tài)變化和工作情況，在發(fā)現(xiàn)不正常現(xiàn)象時，應(yīng)及時分析原因、采取措施，防止事故發(fā)生，并改善運(yùn)營方式，以保證安全。所以變形觀測

3、是工程管理工作的耳目。其次，通過在施工和運(yùn)營期間對工程建筑物原體進(jìn)行觀測，分析研究，可以驗證地基與基礎(chǔ)的計算方法、工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法，對不同的地基與工程結(jié)構(gòu)規(guī)定合理的允許沉陷與變形數(shù)值，為工程建筑物的設(shè)計、施工、管理和科學(xué)研究工作提供資料。2 / 25二、測量誤差概述：1、測量誤差的來源測量工作是觀測者使用測量儀器和工具，按照一定的觀測方法，在一定的外界條件下完成的。歸納起來，產(chǎn)生誤差的原因主要有：（1）儀器、工具制造或檢校不完善的影響；（測量的儀器有關(guān)）（2）人為因素在安置儀器、照準(zhǔn)目標(biāo)或讀數(shù)方面的影響；（測量的人有關(guān)）（3）外界條件變化或不適宜的觀測條件的影響。（測量的工作環(huán)境有關(guān)）建筑變

4、形測量規(guī)范沉降觀測環(huán)境要求：應(yīng)在標(biāo)尺分劃線成像清晰和穩(wěn)定的條件下進(jìn)行觀測。不得在日出后或日落后前約半小時、太陽中天前后、風(fēng)力大于四級、氣溫突變時以及標(biāo)尺分劃線的成像跳動而難以照準(zhǔn)時進(jìn)行觀測，陰天可全天觀測；觀測前半小時，應(yīng)將儀器置于露天陰影下，使儀器與外界氣溫趨于一致。設(shè)站時，應(yīng)用測傘遮蔽陽光。使用數(shù)字水準(zhǔn)儀前，還應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱；使用數(shù)字水準(zhǔn)儀，應(yīng)避免望遠(yuǎn)鏡直接對著太陽，并避免視線被遮擋。儀器應(yīng)在其生產(chǎn)廠家規(guī)定的溫度范圍內(nèi)工作。振動源造成的振動消失后，才能啟動測量鍵。當(dāng)?shù)孛嬲駝虞^大時，應(yīng)隨時增加重復(fù)測量次數(shù)。2、測量誤差的分類在任何一項測量工作中，誤差都是不可避免的，但測量錯誤是可以避免的。誤差按

5、性質(zhì)可分為系統(tǒng)誤差和偶然誤差兩類。系統(tǒng)誤差：是指在相同的觀測條件下，對某個量進(jìn)行一系列觀測，其誤差的數(shù)值大小和符號呈現(xiàn)出規(guī)律性的變化或保持常數(shù)，具有這種性質(zhì)的誤差稱為系統(tǒng)誤差。觀測中應(yīng)避免系統(tǒng)誤差。偶然誤差：是指在相同的觀測條件下，對某個量進(jìn)行一系列觀測，如果誤差出現(xiàn)的數(shù)值大小和符號都不相同，從表面上看沒有明顯的規(guī)律性,但就大量的誤差總體而言,服從一定的統(tǒng)計規(guī)律,這種誤差稱為偶然誤差。偶然誤差具有以下特征：（1）在一定的觀測條件下，偶然誤差的絕對值不會超過一定的限值，即有界性；（2）絕對值小的誤差比絕對值大的誤差出現(xiàn)的機(jī)會多，即小誤差的密集性；（3）絕對值相等的正、負(fù)誤差出現(xiàn)的機(jī)會相等,即對稱

6、性；（4）偶然誤差的算術(shù)平均值隨著觀測次數(shù)的無限增加而趨于零，即抵償性。3、中誤差設(shè)在相同的觀測條件下對某一個量進(jìn)行多次觀測，觀測值分別為l1、l2、l3ln ,如果該未知量的真值為X，相應(yīng)的觀測值真誤差為1、2、3n ,則通過以真誤差的平方和的平均值再開方：即m=±/n =12+22+32+n24、允許誤差：又稱極限誤差或限差，是指在一定觀測條件下偶然誤差絕對值不應(yīng)超過的限值。是區(qū)分觀測成果是否合格的界限。在測量中常取23倍中誤差作為允許誤差。5、閉合差：由一個已知高程點起，按一個環(huán)線向施工現(xiàn)場各欲求高程點引測后，又閉合回到起始的已知高程點，各段高差的總和即為閉合差。6、平差：在水

7、準(zhǔn)路線上有若干個待求高程點，如果測得誤差在允許范圍內(nèi)，則認(rèn)為各測站產(chǎn)生的誤差是相等垢，對閉合差要按測站數(shù)成正比例反符號分配，即對高差進(jìn)行改正使閉合差等于零。該調(diào)整過程即為平差。三、沉降觀測中的幾種概念：1、高程的概念絕對高程：地面點到大地水準(zhǔn)面的鉛垂距離，稱為該點的絕對高程，也稱“海拔”。相對高程：當(dāng)采用絕對高程有困難時，可采用假定的水準(zhǔn)面作為起算高程的基準(zhǔn)面，地面點假定水準(zhǔn)面的鉛垂距離，稱為相對高程。設(shè)計高程：工程設(shè)計人員在施工圖中明確給出該單位工程的±0.000相當(dāng)于絕對高程值，這個確定的絕對高程值叫設(shè)計高程，也叫設(shè)計標(biāo)高。建筑標(biāo)高：在工程設(shè)計中，每一個獨立的單位工程都有它自身的

8、高度起算面，一般取首層室內(nèi)地坪高度為±0.000，單位工程本身各部位的高度都是以±0.000為起算面算起的相對標(biāo)高，稱為建筑標(biāo)高。高差：兩個地面點之間的高程差稱為高差。2、水準(zhǔn)點（BM）：水準(zhǔn)點有永久性和臨時性兩種。由測繪部門按國家規(guī)范埋設(shè)和測定的已知高程的固定點，作為在其附近進(jìn)行水位測量時的高程依據(jù)，叫永久水準(zhǔn)點。四、水準(zhǔn)儀儀器簡述1、 水準(zhǔn)儀的讀數(shù)方法2、沉降觀測使用的主要水準(zhǔn)儀器：DS1、DS0.5。“D”和“s”分別為“大地測量”和“水準(zhǔn)儀”的漢語拼音的第一個字母，“3”表示用該類型儀器進(jìn)行水準(zhǔn)測量時，每千米往、返測得高差中誤差的偶然中誤差值為±3mm。即

9、“DS”右下角的數(shù)字表示各種水準(zhǔn)儀的精度，數(shù)字越小，精度超高。不同精度的水準(zhǔn)儀器，應(yīng)該使用不同精度的水準(zhǔn)儀。3、水準(zhǔn)儀的檢驗與校正（視準(zhǔn)軸應(yīng)平行于水準(zhǔn)管軸）（1）在平坦地上選A、B兩點，約50m；（2）在中點C架儀，讀取a1、b1，得h1=a1-b1;（3）在距B點約2-3m處架儀，讀取a2、b2，得h2=a2-b2；（4）若h2h1，則水準(zhǔn)管軸不平行于視準(zhǔn)軸。（5）i角的計算按：i=( h2- h1)/DAB×P（P=206265）根據(jù)建筑物變形測量規(guī)程第3.3.2條規(guī)定，對于特級水準(zhǔn)觀測的儀器i角不得大于10，一、二級水準(zhǔn)觀測的儀器不得大于15，三級水準(zhǔn)觀測的儀器不得大于20。如

10、i角超出規(guī)范要求，需及時送有資質(zhì)單位檢校，確保視準(zhǔn)軸平行于水準(zhǔn)管軸。五、沉降觀測的級別、精度要求及適用范圍1、級別：特級：特高精度要求的特種精密工程的沉降觀測一級：地基基礎(chǔ)設(shè)計為甲級的建筑的沉降觀測（甲級）：重要的工業(yè)和民用建筑、30層以上的高層建筑、體型復(fù)雜，層數(shù)相差超過10層的高低層連成一體的建筑、大面積的多層地下建筑物、復(fù)雜地質(zhì)條件下的坡上建筑物、對原有工程影響較大的新建建筑物、場地和地基條件復(fù)雜的一般建筑物、位于復(fù)雜地質(zhì)條件及軟土地區(qū)的二層及二層以上地下室的基坑工程二級：地基基礎(chǔ)設(shè)計為甲、乙級的建筑的沉降觀測；重要管線的沉降觀測；地下工程施工及運(yùn)營中沉降觀測；大型市政橋梁的沉降觀測（乙

11、級）：除甲級、丙級以外的工業(yè)與民用建筑物三級：地基基礎(chǔ)設(shè)計為乙、丙級的建筑的沉降觀測；地表、道路及一般管線的沉降觀測；中小型市政橋梁沉降觀測等（丙級）：場地和地基條件簡單、荷載分布均勻的七層及七層以下的民用建筑及一般工業(yè)建筑物；次要的輕型建筑物2、精度要求：水準(zhǔn)觀測的視線長度、前后視距差和視線高度（m）沉降觀測等級視線長度前后視距差前后視距累積差視線高度特級100.30.50.8一級300.71.00.5二級502.03.00.3三級755.08.00.2水準(zhǔn)觀測的限差（mm）沉降觀測等級基輔分劃(黑紅面)讀數(shù)之差基輔分劃(黑紅面)所測高差之差往返較差及附合或環(huán)線閉合差單程雙測站所測高差較差特

12、級0.150.20.1n0.07n一級0.30.50.3n0.2n二級0.50.71.0n0.7n三級光學(xué)測微法1.01.53.0n2.0n中絲讀數(shù)法2.03.0水準(zhǔn)測量的儀器型號和標(biāo)尺類型沉降觀測等級使用的儀器型號標(biāo)尺類型DS05、DSZ05型DS1、DSZ1型DS3、DSZ3型因瓦尺條碼尺區(qū)格式木制標(biāo)尺特級×××一級×××二級××三級一、二、三級水準(zhǔn)測量觀測方式沉降觀測等級首次觀測其它觀測DS05、DSZ05型DS1、DSZ1型DS3、DSZ3型DS05、DSZ05型DS1、DSZ1型DS3、DSZ3型一級往返

13、測-往返測或單程雙測站-二級往返測或單程雙測站往返測或單程雙測站-單程觀測單程雙測站-三級單程雙測站單程雙測站往返測或單程雙測站單程觀測單程觀測單程雙測站六、沉降觀測概述沉降觀測主要測量建筑物地基基礎(chǔ)、上部結(jié)構(gòu)及其場地的各種沉降（包括上升），以確保建筑物及其周圍環(huán)境的安全。建筑物沉降觀測應(yīng)測定建筑物地基的沉降量、沉降差及沉降速度并計算基礎(chǔ)傾斜、局部傾斜、相對彎曲及構(gòu)件傾斜。1、沉降觀測產(chǎn)生的主要原因：（1）自然條件及其變化，即建筑物地基的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、大氣溫度、土壤的物理性質(zhì)等；（2）與建筑物本身相聯(lián)系的原因，即建筑物本身的荷重、建筑物的結(jié)構(gòu)、型式及動荷載（如風(fēng)力、震動等）的作用。2、沉

14、降觀測原理：定期地測量觀測點相對于穩(wěn)定的水準(zhǔn)點的高差以計算觀測點的高程，并將不同時間所得同一觀測點的高程加以比較，從而得出觀測點在該時間段內(nèi)的沉降量：H=Hi(j+!)- Hij 式中：i表示觀測點點號；j表示觀測期數(shù)3、沉降觀測規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)工程測量規(guī)范（GB50026-93）、建筑變形測量規(guī)范（JGJ 8-2007）建筑物沉降觀測方法DGJ32/J18-2006建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范GB50007-20024、沉降觀測的目的和意義沉降觀測之目的和意義在于通過對擬建建筑物施工過程進(jìn)行周期性觀測，了解建筑物在施工加荷以及入住或設(shè)備安裝加荷過程中的沉降變化。從而為設(shè)計提供依據(jù)，也為后期類似工程提供參考

15、。因此，在建筑物主體施工過程中必須進(jìn)行沉降量的動態(tài)觀測，其主要目的有：（1） 根據(jù)觀測數(shù)據(jù)控制、調(diào)整施工加荷速率；（2） 預(yù)測沉降趨勢，確定建筑物的沉降穩(wěn)定時間；（3） 通過實測沉降量，預(yù)測沉降量并驗證設(shè)計合理性；進(jìn)行設(shè)計的再優(yōu)化，控制和保證工程的建設(shè)質(zhì)量。5、沉降觀測點的布置原則沉降觀測點的布置，應(yīng)以能全面反映建筑物地基變形特征并結(jié)合地質(zhì)情況及建筑結(jié)構(gòu)特點確定。點位宜選設(shè)在下列位置：（1）建筑物的四角、大轉(zhuǎn)角處及沿外墻每1015m處或每間隔23根柱基上；（2）高低層建筑物、新舊建筑物、縱橫墻等交接處的兩側(cè)；（3）建筑物裂縫和沉降縫兩側(cè)、基礎(chǔ)埋深相差懸殊處、人工地基與天然地基接壤處、不同結(jié)構(gòu)的

16、分界處及填挖方分界處；（4）寬度大于等于15m或小于5m而地質(zhì)復(fù)雜以及膨脹土地區(qū)的建筑物，在承重內(nèi)墻中部布點，在室內(nèi)地面中心以及四周設(shè)地面點；（5）框架結(jié)構(gòu)建筑物的每個或部分柱基上或沿縱橫軸線設(shè)點；（6）各種構(gòu)筑物沿四周或基礎(chǔ)軸線的對稱位置上布點，數(shù)量不少于4個測點。6、沉降觀測的周期和觀測時間（1）建筑物施工階段的沉降觀測，應(yīng)隨施工進(jìn)度及時觀測。重要建筑，可在基礎(chǔ)完工后或地下室砌完后開始觀測。大型、高層建筑，可在基礎(chǔ)墊層或基礎(chǔ)底部完成后開始觀測，一般建筑，可在一層構(gòu)造柱脫模后進(jìn)行觀測。按一定的時間段為一觀測周期或按建筑物的加荷情況每升高12層（1-5層）為一觀測周期，沉降速度0.5mm/d應(yīng)

17、停止施工，分析原因，采取措施，應(yīng)減緩加載速度并增加觀測次數(shù)。觀測次數(shù)與間隔時間應(yīng)視地基與加載情況而定。多層建筑每加高12層觀測一次。工業(yè)建筑可按不同施工階段（如回填基坑、安裝柱子和屋架、砌筑墻體設(shè)備安裝等）分別進(jìn)行觀測。如建筑物均勻增高，應(yīng)至少在增高荷載的25%、50%、75%和100%時各測一次。施工過程中如暫時停工，在停工時及重新開工時應(yīng)各觀測一次，停工期間，每隔23個月觀測一次。封頂后12月觀測一次，竣工后觀測周期，根據(jù)建筑物的穩(wěn)定情況確定。竣工時總觀測次數(shù)不得少于5次；（2）建筑物使用階段的觀測次數(shù)，應(yīng)視地基土類型和沉降速度大小而定。除有特殊要求者外，一般情況下，可在第一年觀測34次，

18、第二年觀測23次，第三年后每年觀測1次，直至穩(wěn)定為止。（3）在觀測過程中，如有基礎(chǔ)附近荷載突然增減、基礎(chǔ)四周大量積水、長時間降雨等情況，均應(yīng)及時增加觀測次數(shù)。當(dāng)建筑物突然發(fā)生大量沉降或上浮，不均勻沉降或嚴(yán)重裂縫時，應(yīng)立即進(jìn)行逐日或2-3天一次的連續(xù)觀測。7、沉降觀測穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)（JGJ8-2007）建筑沉降是否進(jìn)入穩(wěn)定階段，應(yīng)由沉降量與時間關(guān)系曲線判定。當(dāng)最后100d的沉降速率小于0.010.04mm/d時可認(rèn)為已進(jìn)入穩(wěn)定階段。具體取值宜根據(jù)各地區(qū)地基土的壓縮性能確定。建筑物沉降觀測方法（DGJ32/J 18-2006）規(guī)定沉降穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)是：沉降是否進(jìn)入穩(wěn)定階段，應(yīng)由沉降量與時間關(guān)系判定。對重點觀測

19、和科研觀測工程，若最后三個周期觀測中每周期沉降量不大于22倍測量中誤差可認(rèn)為已進(jìn)入穩(wěn)定階段。一般觀測，軟地層二、三級多層建筑以 0.020.04mm/d，高層和一級建筑以0.01mm/d 為穩(wěn)定階段標(biāo)準(zhǔn)。建筑物沉降觀測方法（DGJ32/J 18-2006）規(guī)定竣工驗收最后一次觀測的沉降速度允許值是：（1）高層建筑和一級建筑物平均沉降速度0.06 mm/d，最大沉降速度0.08mm/d且不多于2處；（2）二級、三級、多層建筑物和低層建筑物平均沉降速度0.10 mm/d，最大沉降速度0.12mm/d且不多于2處。二、三級多層建筑以0.04mm/d，高層和一級建筑以0.01mm/d為穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)。 （沉

20、降最大值點）8、基準(zhǔn)點埋設(shè)在建筑物四周選擇布設(shè)水準(zhǔn)點和工作基點不應(yīng)少于3個，點的位置應(yīng)離開建筑物基礎(chǔ)深度的1.52.0倍距離。水準(zhǔn)點與工作基點應(yīng)與觀測點組成閉合環(huán)進(jìn)行連測。9、觀測點埋設(shè)10、觀測注意事項（1）外業(yè)手簿外業(yè)手簿是長期保存和使用的基本資料，應(yīng)做到記錄認(rèn)真、字跡清晰、整潔、格式統(tǒng)一。記錄不得轉(zhuǎn)抄或涂改，如觀測、記錄數(shù)據(jù)有誤，應(yīng)在觀測記錄時立即將錯誤數(shù)據(jù)用單線劃去，在其上方寫上正確數(shù)字，正確數(shù)字及被劃去數(shù)字均應(yīng)清晰可辨認(rèn)，并加蓋更改人的紅章。 （2）觀測時，儀器應(yīng)避免安置在有空壓機(jī)、攪拌機(jī)、卷揚(yáng)機(jī)等振動影響范圍內(nèi)。（避免檢測環(huán)境對觀測精度的影響）（3）為加強(qiáng)沉降觀測精度，觀測時要做到

21、五固定：即觀測路線、測站位置、觀測人員、觀測使用儀器、觀測方法，在前后的觀測過程中需固定一致。（4）因第一次觀測值沒形成周期比較，為保證初始觀測值的精度，應(yīng)采取兩次觀測結(jié)果取平均值。（5）沉降觀測路線要閉合，路線由工作基點和沉降觀測點組成的閉合環(huán)，每次觀測完畢計算閉合差（一級0.3n mm，二級1.0n mm，n為測站數(shù)），若閉合差超限，需重新觀測使閉合差在限差范圍內(nèi)，以確保沉降觀測精度。例：某建筑物沉降觀測閉合差的計算 建筑物沉降觀測檢測示意圖 沉降觀測路線示意圖 觀測所得BM1支1高差為+0.38676m，支1觀測4號點高差為+0.27658m，觀測4號點BM2點高差為-0.39659m，

22、BM2BM1點高差為-0.26603m。閉合水準(zhǔn)測量成果計算表點號高差(m)修正值(m)修正高差(m)高程(m)備注BM11.00000+0.38676-0.00019+0.38657支11.38657+0.27658-0.00019+0.2763941.66296-0.39659-0.00019-0.39678BM21.26618-0.26599-0.00019-0.26618BM11.00000輔助計算根據(jù)建筑物變形測量規(guī)程二級閉合差容許限差1.0n mm。fh=h測=(0.38676+0.27658-0.39659-0.26599)×1000=0.76mm。f容=1.0

23、5;4 =2mm。fhf容精度符合要求。11、觀測成果提報觀測工作結(jié)束后，應(yīng)提交下列成果：（1）沉測觀測成果表；（2）、沉降觀測點位分布圖；（3）沉降量-時間曲線；。（4）沉降速度-時間曲線；（5）、沉降觀測分析報告。12、沉降觀測中常遇到的問題及其處理（1）曲線在首次觀測后即發(fā)生回升現(xiàn)象在第二次觀測時即發(fā)現(xiàn)曲線上升，至第三次后，曲線又逐漸下降。發(fā)生此種現(xiàn)象，一般都是由于首次觀測成果存在較大誤差所引起的。此時，如周期較短，可將第一次觀測成果作廢，而采用第二次觀測成果作為首次成果。因此，為避免發(fā)生此類現(xiàn)象，建議首次觀測應(yīng)適當(dāng)提高測量精度，認(rèn)真施測，或進(jìn)行兩次觀測，以資比較，確保首次觀測成果可靠。

24、（2）曲線在中間某點突然回升發(fā)生此種現(xiàn)象的原因，多半是因為水準(zhǔn)基點或沉降觀測點被碰所致，如水準(zhǔn)基點被壓低，或沉降觀測點被撬高，此時，應(yīng)仔細(xì)檢查水準(zhǔn)基點和沉降觀測點的外形有無損傷。如果眾多沉降觀測點出現(xiàn)此種現(xiàn)象，則水準(zhǔn)基點被壓低的可能性很大，此時可改用其它水準(zhǔn)點作為水準(zhǔn)基點來繼續(xù)觀測，并再埋設(shè)新水準(zhǔn)點，以保證水準(zhǔn)點個數(shù)不少于三個，如果只有一個沉降觀測點出現(xiàn)此種現(xiàn)象，則多半該點被撬高，如觀測點被撬后已活動，則需另行埋設(shè)新點，若點位尚牢固，則可繼續(xù)使用，對于該點的沉降量計算，則應(yīng)進(jìn)行合理處理。（3）曲線自某點起逐漸回升產(chǎn)生此種現(xiàn)象一般是由于水準(zhǔn)基點下沉致。此時，應(yīng)根據(jù)水準(zhǔn)點之間的高差來判斷出最穩(wěn)定的水準(zhǔn)點，以此作為新水準(zhǔn)基點，將原來下沉的水準(zhǔn)基點廢除。另外，埋在裙樓上的沉降觀測點，由于受主樓的影響，有