建筑工程沉降观测方法个人总结（word版）

1、 精编范文 建筑工程沉降观测方法个人总结温馨提示：本文是笔者精心整理编制而成，有很强的的实用性和参考性，下载完成后可以直接编辑，并根据自己的需求进行修改套用。建筑工程沉降观测方法个人总结 本文简介：建筑工程沉降观测方法一、综述：建筑工程的沉降,尤其是不均匀沉降,将导致建筑物的倾斜、裂缝、甚至坍塌,因此,建筑工程沉降观测是建筑施工过程中一项重要的变形测量工作,尤其对于软土地基,例如在天津市,有关文件明确规定,所有建筑工程从0.00施工时起至竣工后沉降稳定时为止,都必须委托有资质的专业测绘单位进建筑工程沉降观测方法个人总结 本文内容：建筑工程沉降观测方法一、综述：建筑工程的沉降,尤其是不均匀沉降,

2、将导致建筑物的倾斜、裂缝、甚至坍塌,因此,建筑工程沉降观测是建筑施工过程中一项重要的变形测量工作,尤其对于软土地基,例如在天津市,有关文件明确规定,所有建筑工程从0.00施工时起至竣工后沉降稳定时为止,都必须委托有资质的专业测绘单位进行观测。建筑工程沉降观测工作可参照国家和行业的有关规范标准进行,但建筑工程沉降观测方法与有关规范标准规定的国家一、二等精密水准测量方法之间存在着一定的差异。在实际观测过程中,有时按照规范标准执行时会遇到一些问题,应根据沉降观测的实际情况,结合国家及行业的规范标准,对建筑工程沉降观测的方法作具体的分析研究。二、基准点和沉降观测点的布设建筑工程沉降观测是从一基准点开始

3、采用精密水准测量的方法测得建筑物上各沉降点的高程,根据前后两次所测同一沉降点的高程之差即可得知两次期间这一沉降点的沉降量,因此,沉降观测所用的点分为基准点和沉降点两种,下面探讨这两种点的布设方法。1.基准点的布设建筑工程沉降观测的期限一般较长,例如对于天津市这样软土地基上的建筑工程,其沉降观测的期限约为10年,因此基准点的长久稳固不动是十_大规模的城区改造,旧有建筑物可能被拆迁,基准点将遭到破坏,一旦基准点被破坏,则观测工作将被迫中断。对此,有关规范标准并没有明确规定沉降观测所用的基准点必须是国家水准点,或是与国家水准点联测的工作基点。从上述情况来看,为了保证沉降观测工作的长期连续性,设置在工

4、地附近的基准点只能作为工作基点,且必须与市内较近的国家水准点进行联测,从而得到沉降观测点在国家统一高程系统中的高程值。这样,即使工作基点和与之联测的基准点都遭破坏,也仍可用市内国家统一高程系统中的其他基准点恢复。2.沉降点的布设国家及行业有关规范标准均规定,沉降观测点的布设应结合地质情况及建筑物结构特点,以能全面反映建筑物地基变形特征来确定。从平面设置考虑,沉降观测点一般布设在建筑物的四角、大转角、沿外墙每615m处或每隔23根立柱的柱基上。从纵向设置考虑,沉降点一般布设在主体的0.00以上0.5m左右的外墙上较合适,这样观测时立尺、观测均较方便。但对于当今的建筑工程,这样布设时常会遇到问题,

5、甚至使观测工作无法进行,例如对于目前相当普遍的带裙房的多层或高层建筑,裙房与其主体的沉降在时间上往往不同步,二者的沉降量相差也较大,因此必须各自分别布设沉降点,但由于裙房将建筑主体的首层外墙包围,其主体上的沉降观测点若布设在0.00以上的首层外墙上,则工程竣工后,由于此房产往往不再属于开发商,在裙房内的主体沉降点将难以继续观测到。另外,有些工程外墙用大理石或蘑菇石装饰,则其外墙上的沉降点标志在装修期将不可避免地被破坏,即使再恢复,也影响工程外墙的美观。鉴于上述情况,对于带裙房的建筑,尤其是高层建筑,可考虑将建筑工程主体上的沉降观测点布设在常作为车库的地下室内为宜。三、沉降观测的实施1.仪器测站

6、的设置国家一、二等精密水准测量的规范要求在设置仪器测站时,前后视距差对于一等不得超过0.5m,对于二等不得超过1.0m。然而,观测一幢建筑物的各沉降点时,在视线长度要求范围内(一等不超过30m,二等不超过50m),往往在一个测站上同时可以观测到多达45个沉降点,如果在这一个测站上测完这45个沉降点,工作效率当然较高,但前后视距差必然会超限。如果严格按照前后视距差的要求,则只得在相邻的两两沉降点之间都架设仪器设置测站。一方面,测站设置越多,产生观测误差的机会也就越大,这样有可能因过分强调前后视距相等,反而导致观测精度降低及工作效率下降；另一方面,我们知道,规范中限制前后视距差的目的主要是为了减小

7、因水准仪存在i角而引起的水准尺读数误差,但一般在沉降观测之前,仪器i角已严格检验校正到接近于零,因此前后视距差即使较大,也不会产生显著的因i角而引起的水准尺读数误差。由此可见,在观测之前,只要仪器i角已严格检校,那么这一前后视距差的规范要求对于建筑工程沉降观测可以放宽或不作要求。2.观测的操作程序国家一、二等精密水准测量的规范要求在一个测站上的观测程序,对于奇站为:后尺、前尺、前尺、后尺；对于偶站为:前尺、后尺、后尺、前尺。在每一个测站上观测8个数据,然后再用这8个数据计算出10个数据,最后求得一个测站前后视的基辅平均高差。这一观测程序对于国家一、二等长水准路线的测量非常必要,它可大大消除与观

8、测时间的长短成正比例的许多误差。然而,对于建筑工程沉降观测,基准点(或工作基点)离建筑物上的沉降观测点较近(通常不超过500m),与时间长短有关的误差(如尺垫下沉、仪器下沉等)并不显著,基本上可以忽略不计。另外,水准尺上丝、下丝观测的目的只是为了计算视距,若按上述的结论放宽或取消视距差的规定,则上、下丝的观测即为多余。故对于建筑工程的沉降观测,在并不降低其观测精度的前提下,每一测站上的观测程序可以简化为:后尺(基本中丝)、后尺(辅助中丝)、前尺(基本中丝)、前尺(辅助中丝)。3.数据的处理方法按照国家一、二等精密水准测量的规范要求,通常将测量路线布设成闭合路线,并计算其闭合差,其目的是为了检查

9、测量数据中是否存在错误或大的累积误差。另外,如果闭合差不超限,则还要将其反号后按与测段的长短成正比例地分配到路线中,即对每一测段的高差进行修正。然而,建筑工程沉降观测有其特殊性:除第一次测量外,其余每次都是重复测量,由于每次都是重新测一遍,因此避免了因测量次数的增多而导致的误差累积,而且从同一点两次高差值的比较(随本次沉降量的大小而定,一般不会太大),还可得知测量中是否存在大的错误,这样看来,将沉降观测路线布设成闭合路线的意义并不大。另外,在一般情况下,沉降点不会出现上升的现象,即沉降点的高程值总是小于或等于前一次的高程值,如果按照规范要求将水准测量路线布设成闭合状,且将闭合差强制分配到每一测

10、段的高差中,反而有可能扭曲沉降点的高程值,使得在沉降点并未下沉的情况下出现沉降点上升的不合理现象。由此可见,建筑工程沉降观测可以不采用闭合水准测量路线,其数据处理也不必进行闭合差分配。如果观测时只采用简单的支水准测量路线,在数据处理时,若前后两期的观测数据通过比对发现某一沉降点的高程值异常,则有如下两种可能的原因:一是测量误差太大,二是确实出现了较大(或异常)的沉降。因此若发现沉降点的高程值异常,不要进行误差修正,正确的做法应该是无条件返工重测核实,从而分辨出是测量误差太大,还是确有较大(或异常)的沉降。四、观测周期的安排建筑工程的沉降观测周期主要依据沉降速率的大小来安排,而影响沉降速率的主要

11、因素是荷载。建筑工程在主体封顶前大量增加荷载,主体封顶后则荷载增加得少而慢。因此,在安排建筑工程沉降观测的周期时,可分工程封顶前和工程封顶后两个阶段来考虑。1.工程封顶前的周期建筑变形测量规程规定:民用建筑可每加高15层观测一次。由于建筑工程在主体封顶前的施工阶段,荷载增加很快,沉降量也较大,因此建议有关规范标准明确规定每加高1层必须观测一次,这样可以及时掌握沉降量与荷载的关系,尽早发现不均匀沉降,在沉降异常时及时调整施工方案。2.工程封顶后的周期建筑工程主体封顶后至工程竣工的这一时期为装修期,有关的规范标准对这一阶段的观测周期未作明确规定。由于沉降总是滞后于加载,因此在工程封顶后的装修期间有

12、时会出现比封顶前更大的沉降量,同时,在装修期间,工程也会因地板、墙面的抹灰、安装设备等而增加一定的荷载,但这时荷载的增加因资金、配套等因素的影响而变得无时间规律,沉降速率也时大时小,对此,其观测周期应根据前一个观测周期所测算而得的日平均沉降值来安排(如表1所示),最后直至沉降基本稳定(日平均沉降值小于0.01mm/d)为止。另外,如果观测所得的不均匀沉降量较大,则观测周期必须比由日平均沉降量所定的周期要短些。五、总结与国家一、二等精密水准测量方法相比,建筑工程沉降观测的方法确有其自身的特点,针对建筑工程沉降观测点的布设、沉降观测的实施和观测周期的安排等几个方面的问题,根据沉降观测工作的实际具体

13、情况,凭借多年沉降观测的实践经验,对其特殊性进行了深入的分析研究,有助于进一步完善建筑工程沉降观测的有关规范标准,更好地开展这项工作。地面沉降预测方法的探讨一、综述有一大型工程采用深基坑的建设方法, 由于地基基础土方回填前未对天然地表进行有效处理,回填质量较差,场地淤泥层厚,稳定性差,基础设计忽略了地基的沉降验算和大量的设备基础底面设计在未经处理的天然地基上等原因,建成不久后就出现大面积的地基和基础沉降,直接影响了工程的使用和安全运营。经过几年的沉降观测显示,大部分的沉降至今仍未稳定,而根据海淤地基的特点和规律,一般天然浅基础的沉降可能要持续相当长的时间。因此,掌握该工程地基的沉降规律,就显得

14、十_大量沉降观测点沉降情况进行分析,发现它们产生了不均匀沉降,如点的沉降速率不同。这样对个别沉降观测点进行分析,就很难找到其规律性,也不能较全面地反映地面沉降情况。本文以平均高程为研究对象,则能较好地反映地面整体沉降情况。二、平均高程数据的获取与预测模型的选取在沉降区域内较均匀地选择了171个能反映地面沉降情况的观测点,对其进行沉降观测,测定每期的高程值。对每期高程值取平均,即得平均高程值。本次计算利用了2007年4月至2008年4月,每月29号的观测资料,共13期。求得每期的平均高程,为计算简便,去掉整数后的数据见表1。根据表1数据所呈现的规律性,选取Gompertz曲线和Logistic曲

15、线模型进行拟合,预测模型及形式见表2。三、预测方程的建立为便于曲线拟合,可将Gompertz曲线和Logistic曲线变换成修正指数曲线方程的形式,可以较为简单的估计其参数。对Gompertz曲线和Logistic曲线变换为修正指数曲线的过程如下:对Gompertz曲线模型两边取对数,有:则有对Logistic曲线模型,则有。其参数a,b,c的估算公式如下:以表1数据为例,利用式(1)式(3)对模型进行参数估算,得参数估计值和预测方程,见表3。四、预测曲线以表3的预测方程进行预测,并根据两种模型的预测值绘制预测曲线见下图。从图1可知:Gompertz曲线和Logistic曲线的预测与实测值比较

16、一致。超高层结构水平位移监测主要采用倾斜仪和全球定位系统(,)。倾斜仪通常用于测量结构主要竖向承重构件(核心筒、剪力墙等与结构整体变形相一致的构件)竖向的倾角变化。它的主要优点在于不仅可以计算获得结构顶端水平位移,还能获得超高层结构沿竖直方向的倾角变化。一般情况下,超高层结构整体水平变形情况按照结构形式的不同可以分为剪切型、弯曲型、弯剪型;复杂超高层结构往往需要设置加强层,这时结构整体水平变形通常不是简单的上述三种类型,而是它们之间的组合。因此,为了准确、实时地监测复杂超高层结构的整体水平变形状态,需要设置数个或者数十_大于20频率、低于0.5的振动位移测量要求10。因此,应用于这超高层的位移

17、监测,是符合测量精度要求的。3)结构局部监测的传感器超高层结构构件监测包括对重要构件或节点的应变、耐久性、温度、裂缝等的监测,传感器按照功能的不同选用。传统的传感器有压电式力传感器、阻抗传感器、应变片等,广泛应用于土木工程的结构检测与监测中。现今,随着材料科学的发展,一些智能材料例如光纤、压电材料、形状记忆合金、电阻应变丝、半导体材料等的监测精度、耐久性和稳定性被证明更符合超高层结构健康监测耐久性、长期性和可靠性的要求,以后将成为超高层结构健康监测技术的重要发展趋势之一。4)荷载传感器荷载监测的传感器按照荷载类型的不同有强震观测仪器、风速仪、风压计等。由于不同的超高层建筑的结构形式、环境荷载以

18、及建筑特征会有所不同,所以,荷载传感器的性能指标和安装方法、位置需要严格依据建筑结构的实际情况。3.4.2数据采集与传输子系统该系统主要包括以下三项功能:收集传感器输出的数据并对数据进行信号处理,如信号交直分析、信号滤波、信号放大、/转换(信号采集)、采样控制、信号预处理(异常值处理及标定)等信号采集的基本功能;存储采集到的数据;把数据传输到监测中心。它的工作流程一般为:传感器将量测到的非电量信号转换成容易量测的电量信号后,通过模/数转换,将数值量直接输入到计算机中。数据采集与传输系统包括硬件部分和软件部分。硬件部分主要包括传输电缆/光缆、数模转换(/)卡,数据采集仪、工控机等,对于这部分的设

19、计除了满足正常使用,还应该考虑性价比的原则。软件部分功能是集成并管理数据,将各种数据信息有条理、有重点地反馈给监测人员,并通过局域网或互联网传输数据。软件部分的设计原则是:选择正确的开发语言或平台,具有良好的运行稳定性,选择与目的相匹配的软件功能,良好的操作性。远程数据采集系统是基于/的数据采集系统,通过它可以将所有传感器数据的管理和使用工作、部分现场的非实时的数据分析工作和健康诊断工作在远程的计算机终端进行。这种结构系统更加有利于提高数据对象信息应用的时效性,科研人员和工程技术人员即使不在控制现场,也可以通过网络随时了解现场的控制系统运行情况和系统参数的实施变化,并可根据情况通过网络在客户计

20、算机上对在控制现场运行于服务器计算机的控制系统发出命令,及时调整现场控制系统运行状况,从而达到远程控制的目的。这对于超高层结构健康监测具有重要的现实意义超高层建筑具有其耗资巨大、结构形式复杂、工期长、使用年限长等特点, 使得结构施工期间的误差控制, 结构运营期间的安全性、适用性和耐久性要求更加严格。为了使结构正常运营, 必须对结构的性能和状态进行实时的跟踪监测。超高层建筑结构的监测包括施工期监测和运营期监测两部分。施工期间, 结构为达到设计预期需要对竖向构件的变形以及楼层整体的空间变位进行严格控制, 因此监测的主要内容为承重构件的应力应变及局部结构的竖向位移；运营期间, 结构将长时间受到环境作

21、用（主要为水平风力作用）, 因此监测的内容主要有结构的整体位移、加速度、水平侧移、关键构件的应力应变等。其中施工监测的成果将作为施工控制的依据和运营期监测的原始数据。（2）结构检测是根据业主对结构需要进行有限次数的鉴定, 是一个离散的过程, 而健康监测可以得出结构在任意时段内的状态, 是连续的过程；（3）结构检测的数据需要人工采集、处理, 健康监测通过完整的系统对数据处理、分析并给出安全评价, 这是一个自动化的过程。健康监测系统是结构实现健康监测所采用的完整体系。健康监测系统主要由以下几方面组成：（1）传感器系统：传感器系统是健康监测方案首先确立的部分。传感器系统的建立主要有三方内容：传感器的

22、布置、监测项目的确定和传感器的选择。结构的监测位置要根据结构的受力特点、模型及实验综合分析得出。监测项目一般包括环境监测、荷载监测、动力响应监测、静力响应监测等。传感器的选择要满足技术要求, 同时要保证可靠性和耐久性, 并且与其他系统兼容, 不影响结构的外观。（2）数据处理与控制系统：主要功能为数据采集、传输的设置和控制, 将传感器信号转换为目标测试量, 评估数据质量, 剔除异常值, 抽取优良数据, 判断传感器和数据采集板卡工作状态, 如有异常应给出报警；根据需要对数据进行滤波和重采样, 提高数据信噪比, 同时降低数据量；针对结构安全预警与综合评估子系统的需要, 进行相应的数据分析、提取和变换

23、, 包括计算和提取各类特征量、数据统计分析、数据对比分析、数据图形分析、时域变化、频域变换、时频变换等；向结构安全预警与综合评估子系统提交所需数据（3）结构安全状态评估与预警系统：通过监测数据与理论模型计算的结果的对比, 结合安全评估理论, 综合分析, 对结构的安全状态进行评价, 给出安全等级, 对结构的危险状态给出应急预案；对受损构件进行识别, 并作为结构维护管理的依据。健康监测系统对于在建和在役结构的主要作用有以下几方面：（1）在工程施工中作为实时的施工监控系统, 实时监测结构的空间变位、内力变化、环境影响等情况, 保证施工可以按照设计方案运行；（2）对于建成结构, 监测系统可以用来验证设

24、计理论, 施工质量；（3）对处于运营期的结构, 用来监测结构局部、整体的服役状态, 监测结构损伤、抗力衰减及其演化规律, 识别结构损伤及其位置, 对安全性、耐久性评定与预测, 结构出现不良状况时能够进行安全预警。分析中不可忽略的影响基于以上几点原因, 超高层建筑结构除设计时的理论施工分析外, 还要全面掌握工程现场的施工情况, 因此施工期间的超高层建筑结构需要进行实时监测。在运营期, 超高层建筑主要受到水平风荷载、地震荷载作用, 而随着建筑高度的不断增长, 结构高宽比往往较大, 结构侧向刚度相对不足, 并且结构阻尼比偏低, 受到风荷载的影响变大, 属于风敏感结构。对于复杂的超高层建筑结构, 侧向

25、刚度和钢构件的稳定是设计中的重点问题。风力对高层建筑的作用主要是正常使用阶段的破坏, 而长期受风荷载影响的超高层建筑, 局部构件可能会产生疲劳破坏。风力对超高层建筑的主要破坏形式如下：(1)结构在风作用下出现裂缝或有明显的残余变形；(2)结构在风作用下外部建筑装修部分, 如玻璃幕墙、装饰外墙等破坏；(3)结构在风振作用下产生明显摆动, 引起人体不适；(4)构件在长期风荷载作用下产生疲劳破坏。直接将数据传输到中心服务器（施工阶段现场设置临时监测中心）, 中心服务器接收数据后, 对数据进行判断及预处理, 并存入数据管理系统。在施工过程中, 对存入数据管理系统的数据进行分析, 并与设计结果及目标值进

26、行比较、判定, 并及时根据偏差情况, 发出当前或下一步工作的指令；根据工程进度需要, 有计划的提前做好各种工况条件下的计算分析及施工监控的准备, 及时进行各项施工监控工作, 按照要求提供阶段性的各项报告。在使用阶段, 中心服务器中的应用程序调用数据管理系统的数据, 进行结构的模态识别、安全性评定。安全评定分为构件安全评定和整体安全评定, 安全评定的结果通过可视化技术在监控中心实时显示, 并把安全评定的结果存入数据库中。由于超高层建筑结构在施工期和运营期都需要进行监测, 超高层健康监测系统在设计时必须针对结构在上述两个时期内结构特点进行对比分析, 确定监测项目, 并且满足以下要求：(1)监测项目

27、必须同时包括施工期间、运营期间的监测内容；(2)对于两个时期内相同的监测项目做到监测数据的无缝连接, 使施工期间的监测数据可以为运营期的监测数据服务, 从而得到结构完整的变化趋势；(3)结构施工到相应位置时埋设传感器并建立监测点, 预留相应运营期的监测原件及设备, 系统随施工阶段逐步建立, 到工程竣工时完成所有传感器的预留并集成监测系统。超高层建筑工程由于具有耗资巨大, 体积、占地面积大, 服役时间长、耐久性要求高, 事故危害大等诸多特点, 因此对其进行施工期监控和运营期的健康监测是十_大气气压。2）施工监控的主要内容包括：基础沉降, 塔楼垂直度、塔楼水平位移、巨柱和混凝土核心筒收缩徐变、关键

28、部位应力应变和结构温度。使用阶段健康监测主要包括环境要素荷载监测和结构响应监测。1）环境要素荷载监测主要内容包括：环境温度、湿度、风环境（风速、风向）、雨量、大气气压、风压、地震。2）结构响应监测主要内容包括：基础沉降、塔楼位移和整体垂直度、巨柱和核心筒收缩徐变、关键部位应力应变、结构振动和动力特性。由此看来, 施工阶段监控与使用阶段健康监测的内容中有很多相同的项目, 如温湿度、风环境、关键部位应力应变等。实际上, 在监测工程中施工阶段监控与使用阶段健康监测联系非常紧密, 其中环境监测在两个阶段的作用基本相同, 即提供超高层建筑的环境荷载, 而施工监控得到的成果一方面是指导施工, 另一方面是为响应监测提供原始数据并且随施工过程逐步集成监测系统。施工监控与健康监测的联系, 简单的说, 前者是控制危险, 后者是发现危险, 在超高层建筑的施工期和运营期中, 产生危险的某些因素是相同的, 如巨型结构的连接处的应力, 塔楼垂直度等。由于施工监控与健康监测的这种关系, 两者构成了超高层建筑工程安全监测的完整体系。3.3风力对高层建筑的影响高层建筑受风力的影响与建筑物自身的外形有很大的关系, 风力在建筑物表面的