地铁施工中高层建筑沉降监测与精度分析

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地铁施工中高层建筑沉降监测与精度分析
摘 要 地铁施工中,高层建筑物都存在一定程度的下沉,有的为正常下沉,有的为非正常下
沉。以上海地铁9号线施工中对港汇高层住宅楼实测为例,介绍沉降监测的实施方法和观测
成果分析,并得出施工阶段沉降变化的规律。其结果对验证地基与基础的可靠性及工程结构
的设计方案具有重要的参考价值,对保障地铁施工具有重要意义。

关键词 基准点 沉降监测 综合分析
港汇高层住宅大楼位于上海市闵行区,该楼为18层,高约50m,建筑面积为4000m2。为保
证此楼的施工质量与运营期间安全,自2005年2月29日起,对该楼进行沉降监测,并根据监
测结果对其进行综合分析。
1 沉降观测的技术方案及要求
1.1沉降监测点的布设
根据建筑物沉降观测点布设原则,考虑到港汇住宅大楼的实际情况,经与设计、施工单
位共同研究,在能充分反映变形的情况下,布设了31个沉降观测点(见图1)。观测点标志采
用Φ25mm钢筋打制,端点做表面磨光处理,用电钻在墙上钻孔将其插入孔中,使用高强度混
凝土塞紧固定。

1.2 观测精度的确定
沉降监测精度取决于监测目的、建筑物的结构和基础类型。为了监测建筑物的安全,
其观测中误差应小于容许变形值的1/10~1/20;根据这一原则,通常采用“以当时可能达到
的最高精度“确定变形观测精度。按照上述要求,结合该楼的实际情况,基准网采用国家一等
水准测量的技术要求。沉降点的观测精度,采用以下公式进行估算
式中,Δ为容许变形值,t为置信区间内最大误差与中误差的比例值;K为安全系数。估
算时,通常采用K=0.05,t=2。
参考以上资料与方法,港汇大楼沉降观测精度确定为最弱点高程中误差m≤+1mm。
1 3选用仪器和施测方法
为了满足以上要求,选用蔡司精密水准仪及配套的铟钢水准尺进行观测。基准点和沉
降监测点分别按国家一、二等水准测量的技术要求施测。观测时专人负责,每次观测线路相
同。
1.4 最弱点的精度估算
沉降监测点按二等水准测量要求,影响一测站高差主要有m置平、m瞄准、m读数。

式中:τ为水准管分划线,取10,复合误差取0.1τ;S为视线长,取50m;γ为望远镜放
大倍数,取为40,将以上数值代入上式得

闭合水准路线中间点即为高程最弱点,根据沉降观测水准测量路线,其高程最弱点为
9号点。从基准点到9号点,以5个测站计,闭合水准路线中间点平差后的高程中误差为

最弱点的高程中误差为0.34mm,小于1mm的要求,说明所选用仪器及观测方法可以满足
监测精度要求。
2 沉降观测点的施测及成果
从2005年2月29日至2006年3月1日,对港汇住宅楼沉降点进行了20期观测。每
次观测使用相同仪器,同一观测者,相同的路线,设站基本相同,构成了一个闭合环。观测高程

闭合差最大为-2.08mm,小于二等水准测量的要求,累计平均沉降量为-21.255mm,平均
沉降量为0. 018mm/d(表1)。可以认为该工程达到稳定指标(一般观测项目可按沉降速度控
制在0.01~0 .04mm/d之内)。
根据观测数据汇总表,以观测时间为横坐标,以累计沉降值为纵坐标,绘制出主要沉降
点的变形过程线,它可以明显地反映出沉降的趋势、规律和幅度(如图2所示)。

根据沉降观测成果汇总表,计算其东西两单元平均沉降量(如表2),由表2做出东西两
楼平均沉降量变化曲线(如图3所示)。
3 沉降综合分析
(1)该楼总体上表现出下降趋势,且下降趋势基本一致,下沉量很小,无异常点存在。
(2)东西两单元的平均沉降量变化趋势非常接近,即该楼东、西单元的点沉降均匀,未
表现出不均匀沉降。
(3)由观测成果可看出,该住宅楼在施工阶段,随着荷载增加,整体出现均匀下降,但随
着工程的竣工,沉降已处于稳定状态。

参考文献
[1] 李青岳,陈永奇.工程测量[M].北京:测绘出版社,1995
[2] 陈龙飞,金其坤.工程测量[M].上海:同济大学出版社,1991