PAGE畢業設計（作業）：湖南軟件職業學院第二教學樓沉降監測方案設計與實施：：測繪工程系：工程測量與監理目錄TOC\o"1-3"\h\u第一章布設的目的 31.1工程概況 31.2變形觀測點的實施 31.3沉降觀測點的實施 3第二章作業方法和技術標準 62.1基準點的設置 62.2觀測周期及頻率的確定 72.3用三等水準進行沉降觀測 82.3.1三等水準測量觀測方法和精度要求 8第三章實施與計劃安排 93.1基準點三等水準測量實施過程： 93.2沉降觀測各等級精度要求和觀測方法 103.3 10第4章精度分析及總結 13結論 15參考文獻 16致謝 17PAGE17第一章工程概況及觀測點位設置1.1工程概況本次畢業設計的內容是我校第二教學樓的沉降觀測。湖南軟件職業學院位于學院南半部中心位置，由金橋集團股份有限公司承建，建筑面積8000平方米，框架結構，建筑高度27米。是我校的重點建筑物。該工程設計先進，構思獨特、結構復雜、積極采用新技術、新工藝，實現了節能降耗、優質施工。根據設計要求該建筑在施工過程及運營期間需要進行沉降觀測，直至無沉降為止。我校第二教學樓于2012年6月建成，至現在已有二年半，所以本次觀測屬于建筑物落成后運營期間的沉降變形觀測。第二教學樓位于立志路南段，其周圍控制點有C001、C017、C016、C015等。1.2變形觀測點的布設建筑物確定需要進行沉降觀測之后，在工程開工之初，應根據設計圖紙的安排做好沉降觀測策劃工作、制定沉降觀測方案，對于符合條件的應委托有資質的單位觀測，適時埋設觀測點。一、沉降觀測點布設原則沉降觀測點是固定在待觀測對象上的測量標志，應牢固地與待觀測對象結合在一起，便于觀測，并盡量保證在整個沉降觀測期間不受損壞。為了能夠反映出建（構）筑物的準確沉降情況，沉降觀測點要埋設在最能反映沉降特征且便于觀測的位置。一般要求建筑物上設置的沉降觀測點縱橫向要對稱，且相鄰點之間間距以15-30米為宜，均勻地分布在建筑物的周圍。通常情況下，建筑物設計圖紙上有專門的沉降觀測點布置圖。此外，埋設的沉降觀測點要符合各施工階段的觀測要求，特別要考慮到裝修裝飾階段，是否會因墻或柱飾面施工而破壞或掩蓋住觀測點，不能連續觀測而失去觀測意義。觀測基準點應設在基坑工程影響范圍以外，一般不小于30-50米且數量不應少于兩個。觀測點的布設是沉降觀測工作中一個很重要的環節，它直接影響觀測數據能否真實地反映出建筑物的整體沉降趨勢及局部沉降特點。二、點位選擇及埋設要求根據《建筑物沉降觀測方法》DGJ32/J18-2006和《建筑變形測量規范》JGJ8-2007的要求，沉降觀測點應布設在能全面反映建筑物地基變形特征的點位，砌筑小陰井加以保護，宜選在下列位置：A、建筑物的四角、大轉角及沿外墻每10~15m處或每隔2～3根柱基上；B、高低層建筑物、新舊建筑物、縱橫墻等交接處的兩側，不同地質條件、不同荷載分布、不同基礎類型、不同基礎埋深、不同上部結構、建筑裂縫、后澆帶、沉降縫和伸縮縫的兩側，人工地基與天然地基接壤處及填挖方分界處；C、寬度大于或等于15米，或寬度小于15米但地質條件復雜以及膨脹土地區的建筑物的承重內隔（縱）墻設內墻點，以及框架、框剪、框筒、筒中筒結構體系的樓、電梯井和中心筒處；D、筏基、箱基的四角和中部位置處；E、多層砌體房屋縱墻間距6-10米橫墻對應墻端處；F、框架結構建筑的每個或部分柱基上或沿縱橫墻軸線上，以及可能產生較大不均勻沉降的相鄰柱基處；G、高層建筑橫向和縱向兩個方向對應盡端處；H、鄰近堆置重物處、受振動有顯著影響的部位及基礎下的暗濱（溝）處；I、重型設備基礎和動力設備基礎的四角、基礎形式或埋深改變處以及地質條件變化處兩側；J、對于電視塔、煙囪、水塔、油罐、煉油塔、高爐等高聳構筑物，應設在沿周邊在與基礎軸線相交的對稱位置上，點數不少于4個?？傊^測點應設在能表示出沉降特征的點。如圖3-1所示（圖示長度單位為mm），沉降觀測點可用角鋼預埋在墻內；如是鋼結構，則可將角鋼焊在鋼柱上；對建筑物平面部位的觀測點，可一將大于Φ20mm的鉚釘用1：2砂漿澆筑在建筑物上。而對于地面沉降觀測點，則需要在地面埋設相應的標石。在施工期間，經常會遇到沉降觀測點被毀，為此一方面可以適當地加密沉降觀測點，對重要的位置如建筑物的四角可布置雙點。另一方面觀測人員應經常注意觀測點變動情況，如有損壞及時設置新的觀測點。三、第二教學樓沉降觀測點的布設情況我校第二教學樓為矩形狀，分別在南北兩側各均勻埋設有3個沉降觀測點，相鄰觀測點間隔10米左右由南到北排列，且均位于主要承重部位。這樣的點位布設可以及便于觀測，又能夠反映整棟樓各部位的沉降情況。沉降觀測標志所用的是內置式預埋標志，位于墻體內部，觀測時可用螺栓將其引出，這樣一方面起到保護標志防止侵蝕的作用，另一方面也便于保持建筑物整體的美觀。第二章作業方法和技術標準2.1基準點的設置沉降觀測是根據基準點進行的，因此要求基準點的位置在整個變形觀測期間穩定不變。為保證基準點高程的正確性和便于相互檢核，布設基準點數目應不少于三個并構成基準網。埋設地點應保證有足夠的穩定性，設置在受壓、受震范圍以外，離開鐵路、公路和地下管道至少5m。冰凍地區埋設深度要低于冰凍線0.5m。為了觀測方便及提高觀測精度，基準點距觀測點不要太遠，一般應在100m范圍以內；否則，還應布設工作基點?；鶞庶c在開工前埋設并精確測出高程。據第二教學樓沉降觀測點分布情況和周圍環境的實際情況，以及為了便于布網平差及對觀測點進行實地觀測，此次設計在第二教學樓附近布設了4個基準點，構成三角形基準網，通過平差計算可得出各基準點高程。其中兩個基準點可直接對第二教學樓設置的沉降觀測點高程進行周期性的觀測。沉降觀測期間，根據相關規范，要求這4個基準點間的高差定期進行檢測以確保其穩定性。圖3-2第二教學樓沉降觀測點分布及基準點設置變形觀測開始前，應根據變形類型、測量目的、任務要求以及測區條件等進行變形觀測方案的設計。變形觀測方案編制前，應對觀測對象的設計圖紙和現場情況進行充分的了解和研究，多方案精度估算和技術經濟分析比較后擇優選取。變形觀測方案的內容，一般包括：觀測任務及目的、觀測的技術標準、觀測點的布設、作業方法、觀測周期和觀測期限等。變形觀測的周期應以能反映所測變形的變化過程且不遺漏其變化時刻為原則，根據單位時間內變形量的大小及外界因素影響確定。當觀測中發現變形異常時，應及時增加觀測次數。變形觀測屬于精密測量，測量精度要求較高，要做到“技術先進、經濟合理、安全適用、確保質量”。制定合理的變形觀測方案是沉降變形觀測的第一步，也是非常重要的一項工作，因為它影響到觀測的成本以及成果的精度和可靠性，因此，本章結合湖南軟件職業學院第二教學樓的沉降觀測對建筑物變形觀測方案進行了系統研究和精心設計。2.2觀測周期及頻率的確定當基準點和觀測點己埋設穩固，建筑物基礎施工或基礎墊層澆灌后即進行第一次觀測，此次觀測成果即作為以后沉降變形的衡量依據。一、施工期間變形觀測的周期及頻率（1）建筑物施工階段的觀測，應隨施工進度及時進行。高層建筑物可在基礎墊層或基礎底部完成后開始觀測。觀測次數與時間視地基與加荷情況而定，一般每加高1-5層觀測一次。（2）施工期間停工時間較長時，應在停工時和重新開工時各觀測一次。停工期間，每隔1-3個月觀測一次。（3）基礎附近地面荷載突然增加，周圍大量積水及暴風雨后，或周圍大量挖方時，均應及時觀測。（4）當發現變形有異常時，應進行跟蹤觀測，觀測頻率要大一些。由于畢業設計受到時間限制，不能進行長周期的觀測，只能相應的增加觀測頻率，根據實際情況縮短觀測周期，以分析得到圖書館在短期內的沉降變化情況。二、建筑物使用階段的觀測次數與頻率建筑物使用階段的觀測周期與頻率，取決于沉降變形的大小、速度以及觀測目的。工程竣工初期的觀測頻率要稍大些，開始可隔1-2個月，或每季度觀測一次，以每次沉降量在5-l0mm以內為限度，否則要增加觀測次數?？⒐さ牡谝荒陜?，每隔2-3個月觀測一次，以后適當延長至4-6個月，第二年半年一次，第三年以后每年一次，直至變形穩定為止。觀測過程中，如遇地震影響、連續大雨水浸等情況，要及時增加觀測次數。當建筑物突發大量沉降、嚴重裂縫時，應立即連續觀測。三、沉降穩定階段的判斷沉降是否己進入穩定階段，可從沉降量與時間關系曲線來判定。若沉降速度小于0.01-0.04mm/d（老土地區不大于0.01mm/d，軟土地區0.04mm/d），就可認為已進入穩定階段。2.3用三等水準進行沉降觀測2.3.1三等水準測量觀測方法和精度要求測定控制點高程的工作稱為高程控制測量。采用的測量方法主要是水準測量。水準測量主要用于地勢平坦地區，其優點是測量結果精度較高，缺點是工作量太大。

三等水準測量除用于加密國家控制網外，還作為工程建設和大比例尺地形圖測繪的高程控制。國家三等水準測量的精度要求較高。對儀器的技術參數、觀測程序、操作方法、視線長度及讀數誤差等都有嚴格規定。三等水準測量應沿路線進行往返觀測。每一測段的往測與返測，其測站數均應為偶數，否則要加入標尺零點差改正。由往測轉向返測時，必須重新整置儀器，兩根水準尺也應互換位置。工作間歇時，最好能在水準點上結束觀測，否則應選擇兩個堅實可靠、便于放置標尺的固定點作為間歇點，并在間歇點上做上標記，間歇后，應進行檢測，若檢測結果符合表3-1的限差要求，即可起測。第三章實施與計劃安排

3.1基準點三等水準測量實施過程：在一測站上水準儀照準雙面水準尺的順序為：

（1）照準后視水準尺黑面，讀下絲（1）、上絲（2）和中絲讀數（3）；

（2）照準前視水準尺黑面，讀中絲（4）、下絲（5）和上絲讀數（6）；

（3）照準前視水準尺紅面，讀中絲讀數（7）；

（4）照準后視水準尺紅面，讀中絲讀數（8）。

這樣的順序簡稱為后－前－前－后（黑、黑、紅、紅）。要注意的是，每次讀數時均應在水準管氣泡居中時讀取。閉合差統計報告幾何條件:閉合水準路徑：[16-15-01-17]高差閉合差=2.5(mm),限差=11.2(mm)路線長度=0.311(km)[高差觀測成果表]測段起點號測段終點號測段距離(m)測段高差(m)0117122.50000.3455171649.1000-0.0940161588.5000-0.1150150151.3000-0.1340[高程平差結果表]點號高差改正數(m)改正后高差(m)高程中誤差(m)平差后高程(m)備注010.000040.7109已知點17-0.00100.34450.000941.0554170.000941.055416-0.0004-0.09440.000940.9610160.000940.961015-0.0007-0.11570.000740.8453150.000740.845301-0.0004-0.13440.000040.7109已知點[控制點成果表]點名X(m)Y(m)H(m)備注0140.7109已知點1741.05541640.96101540.84533.2沉降觀測各等級精度要求和觀測方法沉降觀測點的精度要求和觀測方法，根據工程需要，可按表3-1所列選定。每次施測前應對儀器進行檢驗。施測時，盡量做到三固定：固定觀測人員、固定儀器、固定測站和轉點（即觀測路線相同），以減少系統誤差的影響，提高觀測精度。表3-1沉降觀測點的精度要求和觀測方法單位：mm注：表中n為測站數。在沉降觀測過程中，應對基準點進行定期觀測，以檢查其穩定性。此次對圖書館的沉降觀測，根據相應規范，使用S3水準儀，按照國家三等水準測量要求進行觀測。3.3沉降觀測應在每次觀測時詳細記錄建筑物的荷重情況、施工進度、根據水準點的高程和改正后的高差計算出各觀測點的高程。用各觀測點本次觀測所得高程減去上次觀測得的高程，其差值即為該觀測點本次沉降量S；每次沉降量相加得累計沉降量。沉降觀測成果匯總表示例見表。表3-2沉降觀測成果匯總表觀察日期：2014年10月1日至10月1日沉降觀測結果表觀測點編號第一次第二次2014年10月1日2014年10月15日標高（米）沉降量（mm）標高（米）沉降量(mm)本次累計本次累計A41.63610041.63620.20.2B41.75240041.752400C41.94850041.9497-1.2-1.2D41.88550041.8871.51.5E41.94240041.9413-1.1-1.1F41.60990041.60910.80.8G41.95030041.95151.21.2H41.67130041.6708-0.5-0.5平均沉降量（mm）000.110.11平均沉降速度（mm/d)0.0070.007工程狀態運營使用中運營使用中觀測者李永丁觀清記錄著廖鵬程楊健偉立尺人員唐萬義、董彪張林、成石強觀察日期：2014年11月1日至12月1日沉降觀測結果表觀測點編號第三次第四次2014年11月1日2014年11月15日標高（米）沉降量（mm）標高（米）沉降量(mm)本次累計本次累計A41.6351-1.00-0.8041.63690.800.00B41.75401.601.6041.75290.502.10C41.94910.60-0.6041.9479-0.60-1.20D41.88660.101.6041.8849-2.000.40E41.9414-1.00-2.1041.94341.00-1.10F41.6099-1.30-0.4041.61111.200.80G41.95171.402.6041.9579-2.400.20H41.6708-0.50-1.0041.6706-0.70-1.70平均沉降量（mm）-0.010.11-0.28-0.06平均沉降速度（mm/d)-0.0010.0070.0070.021工程狀態運營使用中運營使用中觀測者李永丁觀清記錄著廖鵬程楊健偉立尺人員唐萬義、董彪張林、成石強沉降觀測結束，應提供下列有關資料：（1）沉降觀測點位置圖；（2）沉降觀測成果匯總表。表2-2中“平均沉降”欄可由所有沉降點的沉降量計算出它們的平均沉降量（3）荷載、時間、沉降量關系曲線圖如圖3-2所示，圖中橫坐標表示時間T（天），上半部分為時間與荷載關系曲線，其縱坐標表示建筑物荷載P；下半部分為時間與沉降量的關系曲線，其縱坐標表示沉降量S。根據各觀測點的沉降量與時間關系便可繪出全部觀測點的沉降曲線。利用曲線圖，可直觀地看出沉降變形隨時間發展的情況，也可看出沉降變形與其他因素之間的內在聯系。第4章精度分析及總結我校第二教學樓于2012年6月竣工完成并投入使用，距離現在已有二年半左右，屬于框架結構，建成后一直比較穩定，按照相應規范，應半年觀測一次即可。但本次畢業設計由于時間有限，故對觀測周期的時間選擇相對較短，每30天進行一次觀測。以上即為近一個月來的觀測成果，由于沒有建筑單位的原始觀測資料，采用第一次觀測所得到的各沉降點高程為初始高程數據，以后的三次觀測相應構成了三個觀測周期。經過表3-4中的計算分析可知，單個點在單個周期的沉降變化量最大達-2.5mm，各點累計沉降變化量均在2mm以內。各點變形過程線見下圖。各點平均沉降量第一個周期為0.11mm，第二周期為-0.01mm，第三周期為-0.28mm。平均沉降速度第一期為0.007mm/d，第二期為-0.001mm/d，第三期為0.007mm/d。累計平均沉降速度前15天為0.007mm/d，前30天為0.007mm/d，前45平均沉降速度為0.021mm/d。整棟樓本月平均沉降量為0.021mm，其中10月1日到10月15日上升0.007mm；10月15日到10月30日下沉0.008mm，累計下沉-0.001mm；11月1日到11月15日上升0.008mm，累計下沉0.007mm。分析可知，東、西、南、北四個方向沉降量均在-0.007mm左右，大體上屬于均勻沉降，說明整個樓在結構上比較穩定，在長時間內不會發生大的變化，所以第二教學樓在今后數年內將趨于穩定，由于我校第二教學樓屬于一項大的工程建筑，為確保安全，仍需定期進行變形監測。沉降變形分析報告沉降測量結束，須對全部資料進行加工、分析，以研究沉降變形的規律和特征，并提交沉降變形報告。對沉降觀測點的變形分析，應符合下列規定：相鄰兩觀測周期相同觀測點有無顯著變化；應結合荷載、氣象和地質等外界相關因素綜合考慮進行分析，分析后的數據經闡述后才能成為實用的信息。值得指出的是，由于一般建筑對均勻沉降不敏感，只要沉降均勻，即使沉降量稍大一些，對建筑物的結構也不會有多大破壞。但不均勻沉降卻會使墻面開裂甚至構件斷裂危及建筑物的安全。所以在沉降觀測過程中，當出現不均勻沉降、沉降量異?；蜃冃嗡俣韧辉龅惹闆r時，需即時引起注意，提交變形異常分析報告，以及時采取應變措施。另外，建筑物的沉降量一般應隨著荷重的加大及時間的延長而增加，但有時卻出現回升現象，這時要具體分析回升現象的原因。除提供以上有關資料外，若工程需要，還需提交沉降等值線圖（表示沉降在空間分布的情況和沉降曲線展開圖，圖中可看出各觀測點及建筑物的沉降大小、影響范圍）。最后，值得注意的是實際觀測過程中可能會出現一些無法預計的人為因素和自然因素的影響，尤其是在測點布設和現場觀測過程中。故在具體工作中應得到甲方的支持和施工方的密切配合，以使沉降變形觀測方案設計更加符合實際，科學合理，并最終保證觀測成本最優，觀測成果真實可靠。結論2.結合湖南軟件職業學院第二教學樓沉降觀測項目，進行了建筑物沉降觀測方案的設計與制定，包括觀測點的布設、作業方法、觀測周期、成果整理和分析等多方面的內容。依據第二教學樓所處位置及周圍控制點分布情況，合理地選擇了對第二教學樓沉降及其變形進行觀測的基準點和工作基點，并與已知控制點進行聯測，得到了基礎數據，建立了沉降觀測網，為進一步進行多周期觀測做好了準備條件，具有現實意義；并緊接著對各沉降觀測點進行了周期性的觀測，并得出了相應的數據，通過理論分析，論證了第二教學樓在近期的沉降變化情況及其穩定性，驗證了有關建筑地基、結構設計的理論和設計參數的準確性與可靠性。3.運用用MicroftExcel電子表格處理軟件代替傳統手工進行沉降觀測數據的整理、計算和總。從實用并且滿足精度的角度，借助office軟件，針對我校第二教學樓沉降觀測制定了合理的變形觀測方案，并對建筑物變形觀測方案進行了系統研究和精心設計，利用excel電子表格處理數據，對建筑物變形觀測數據進行了系統分析，并對建筑物沉降進行了預測預報。參考文獻1.[1]顧孝烈，鮑峰，程效軍.測量學.同濟大學出版社，1999