【文章內(nèi)容簡介】 為水準轉點極為重要。 水準基點布設 布設水準基點時，必須考慮以下因素： (1)應布設在擬監(jiān)測的建筑物之間，距離一般為 20~40m，工業(yè)與民用建筑物應不小于 15m，較大型并略有振動的工業(yè)建筑物應不小于 25m，高層建筑物應不小于 30m； (2)監(jiān)測單獨的建筑物時，至少布設三個水準基點，以便互相檢核判斷水準點高程有無變動。對占地面積大于 5000 平方米或高層建筑物，則應適當增加水準基點的個數(shù)； (3)當設置水準基點處有基巖漏出時，可以用水泥砂漿直接將水準點澆注在巖層中，一般水準點應埋設在凍土線（各地區(qū)不同，如哈爾濱 ，上海 ）以下 處； (4)各類水準基點應避開交通干道、地下管線、倉庫堆棧、水源地、河岸、松軟填土、滑坡地段、機器振動區(qū)，以及其它能使標石、標志遭受 腐蝕和破壞的地點。水準點的形式與埋設沉降觀測水準點的形式與埋設要求，一般與三、四等 11 水準點相同，但也應根據(jù)現(xiàn)場的具體條件、沉降觀測在時間上的要求等決定。當觀測急劇沉降的建筑物和構筑物時，若建造水準點已來不及，可在已有房屋或結構物上設置標志作為水準點，但這些房屋或結構物的沉降必須證明已經(jīng)達到終止。在山區(qū)建設中，建筑物附近常有基巖，可在巖石上鑿一洞，用水泥砂漿直接將金屬標志嵌固于巖層之中，但巖石必須穩(wěn)固。當場地為砂土或其他不利情況下，應建造深埋水準點或專用水準點。 監(jiān)測點布設 布設監(jiān)測點時 ，應根據(jù)建筑物的大小、基礎形式、結構特征及地質條件等因素確定。一般可根據(jù)下列幾方面布置： (1)監(jiān)測點應布置在建筑物沉降變化較顯著的地方，并要考慮到在施工期間和竣工后，能順利進行監(jiān)測的地方； (2)在建筑物的四周角點、中點及內(nèi)部承重墻（柱）上均需埋設監(jiān)測點，并應沿房屋周長每隔 10~12m 設置一個監(jiān)測點，但工業(yè)廠房的每根柱子均應埋設監(jiān)測點； (3)由于相鄰影響的關系，在高層和低層建筑物、新老建筑物連接處，以及在相接處的兩邊都應布設監(jiān)測點； (4)在人工加固地基與天然地基交接和基礎砌深相差懸殊處以及在相接處的兩邊都應布設監(jiān)測點； (5)當基 礎形式不同時，需在情況變化處埋設監(jiān)測點，地基土質不均勻，可壓縮性土層的厚度變化不一等情況需適當埋設監(jiān)測點； (6)在振動中心基礎上要布設監(jiān)測點，對于煙囪、水塔等剛性整體基礎上，應不少于三個監(jiān)測點； (7)當寬度大于 15m 的建筑物在設置內(nèi)墻體監(jiān)測標志時，應設在承重墻上，并且要盡可能布置在建筑物的縱橫軸線上，監(jiān)測標志上方應有一定的空間，以保證測尺直立； (8)重型設備基礎的四周及鄰近堆置重物之處，即有大面積堆荷的地方，也應布設監(jiān)測點； (9)沉降監(jiān)測點的埋設標高，一般在室外地坪 + 較為適宜，但在布置時應根據(jù)建筑物層高、管道標高、 室內(nèi)走廊、平頂標高等情況來綜合考慮。同時還 12 要注意所埋設的監(jiān)測點要讓開柱間橫隔墻、外墻上的雨水管等，以免所埋設的監(jiān)測點無法監(jiān)測而影響監(jiān)測資料的完整性； (10)在澆筑基礎時，應根據(jù)沉降監(jiān)測點的相應位置，埋設臨時的基礎監(jiān)測點。若基礎本身荷載很大，可能在基礎施工時就產(chǎn)生一定的沉降，即應埋設臨時的墊層監(jiān)測點，或基礎杯口上的臨時監(jiān)測點，待永久監(jiān)測點埋設完畢后，立即將高程引到永久監(jiān)測點上。在監(jiān)測期間，如發(fā)現(xiàn)監(jiān)測點被損壞，應立即補上。 水準基點的標志與埋設 水準基點的標志構造，要根據(jù)埋設地區(qū)的地址條件， 應盡量埋設在基巖上，或者深埋于原狀土內(nèi)，決不允許埋設在人工土內(nèi)。由于人工土所有時可以達到數(shù)米深，所以選點時應謹慎考察，對于重要建筑工程，基準點應力求埋設在基巖中。對于一般的廠房的沉降觀測，可參照水準測量中三、四等水準規(guī)范進行標識設計與埋設；對于精度高的沉降觀測，需要設計和選擇專門的水準基點標識。 地面巖石標 如果地面上土層很淺，地表有完整的基巖露頭時，可埋設基巖標志點。先清理上不得覆蓋物，并除去巖石的風化層，然后在新鮮的基巖上開鑿一個適當深度的巖坑。在此巖坑開鑿一個深度大于 的巖 孔，孔內(nèi)必須用水洗凈，灌注 1:2的水泥砂漿，埋設保護蓋標志。當基巖露頭在地面以下深度不超過 時，可在基巖中開挖一個深度小于 的巖坑，澆灌鋼筋混凝土柱石。 下水井式混凝土標 用于土層較厚的地方，測點標志用不銹鋼或陶瓷鑲嵌在柱石上。為了防止雨水灌進水準基點井里，井臺需要高出地面 當柱石頂面距離地面深度較大時，標石可由柱石和底盤組成，并在上面加混凝土標志保護蓋，在保護蓋上加覆蓋物。 深埋鋼管標 當?shù)乇砀采w的第四紀沖基層較厚時，并且基巖埋藏深度較大時， 采用鉆孔穿過土層和風化層埋設鋼管標志，這類標適于平坦地區(qū)，可采用鉆孔深埋鋼管標志。 為了檢查水準基點本身的變化，通常以三點為一組方式布點。地形條件許可時，可組成沒變長 100m 的等邊三角形，每個埋設標志。定期測定 3點高程變化狀況。若地形條件困難，也可以把三點布設成直線連接圖形。 沉降監(jiān)測點的標志與埋設 13 沉降監(jiān)測點的標志可根據(jù)不同的建筑結構類型和建筑材料，采用墻（柱）標志、基礎標志和隱蔽性標志等形式。各類標志的立尺部位應加工成半球形或有明顯的突出點，并涂上防腐劑。 鋼筋觀測點標志與埋設：將直徑為 18～ 22mm的鋼筋鋸成為 230～ 250mm的節(jié)，將每節(jié)鋼筋彎成 U 形，一端頂部加工成半球形。在離地面 300～ 500mm 的墻上鑿孔，孔深 120～ 140mm。將鋼筋水平嵌入墻孔內(nèi)，半球端垂直向上，鋼筋露出墻面約 40mm，用水泥沙漿灌實并與墻面抹平。 本章小結 本章主要介紹了沉降觀測系統(tǒng)的布設，首先是介紹了確定沉降觀測精度的基本原則，以及按允許沉降值和按沉降觀測實測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析兩種方法來確定觀測精度。然后，根據(jù)沉降觀測的特點講述了確定沉降觀測頻率的依據(jù)。接 下來，介紹了沉降觀測點的布設，并根據(jù)本文主要研究課題，重點講述建筑物沉降觀測點的布設。最后，是系統(tǒng)設計內(nèi)容及說明書的編制過程。 14 第三章 沉降觀測的技術方法 基本方法 目前，沉陷觀測中用得最多的是幾何水淮測量。對于中、小型廠房和土工建筑物的沉陷觀測一般可采用普通水準測量，而對于大型廠房、高層建筑物及混凝土壩等建筑物，則一般采用精密水準測量。 考慮到沉陷觀測本身的特點，為了保證其質量和觀測方便，無論建筑物是何種類型，工作在何種場合，除了遵循一般水準測量有關規(guī)定之外，還 應該注意如下事項： 水準路線應盡量構成閉合環(huán)，以便為每期觀測提供必要的檢核，并通過平差適當?shù)靥岣呔取? 應采用“三固定”的方法來提高沉陷觀測的精度。所謂“三固定”，就是各期觀測中固定觀測員、固定儀器、固定施測線路。采用“三固定”的方法之所以能提高精度，是因為它在整個沉降觀測過程中把偶然誤差系統(tǒng)化，從而使其在各期觀測的差值中自動消除的緣故。 在固定線路上的固定測站、轉點位置上設置臨時標志和尺樁，以加快觀測速度。 施工階段的沉陷觀測，應利用建筑物平面圖分段記錄觀測時的施工進度，以便 繪制沉陷量與荷載的關系曲線圖。 根據(jù)編制的工程施測方案及確定的觀測周期，首次觀測應在觀測點安定穩(wěn)固后及時進行。一般高層建筑物有一層或數(shù)層地下結構，首次觀測應從基礎開始，在基礎的縱橫軸線上 (基礎局邊 )按設計好的位置埋設沉降觀測點 (臨時的 )，等臨時觀測點穩(wěn)固好后進行首次觀測。 首次觀測的各個沉降觀測點高程值是以后各次觀測用以比較的基礎，其精度要求非常高，施測時一般用測量高差中誤差不大于177。 的精密水準儀，并且要求每個觀測點首次高程應在同期觀測兩次后決定。 隨著結構每升高一層，臨時觀測點移上一層并進 行觀測直到 + 再按規(guī)定埋設永久觀測點 (為便于觀測可將永久觀測點設于 +500 mm)，然后每施工一層就復測一次，直至竣工。 將各次觀測記錄整理檢查無誤后，進行平差計算，求出各次每個觀測點的高程值，從而確定出沉降量。 15 統(tǒng)計表匯總及成果整理提交 根據(jù)備觀測周期平差計算的沉降量，列統(tǒng)計表進行匯總。 繪制各觀測點的下沉曲線。首先建立下沉曲線坐標，橫坐標為時間坐標，縱坐標上半部為荷載值，下半部為各沉降觀測周期的沉降量。將統(tǒng)計表中各觀測點對應的觀測周期所測得的沉降量畫于坐標中，并將相應的載 荷量也畫于坐標中，連線，就得到對應于荷載值的沉降曲線。 根據(jù)沉降量統(tǒng)計表和沉降曲線圖，我們可以預測建筑物的沉降趨勢，將建筑物的沉降情況及時地反饋到有關主管部門，正確地指導施工。特別是座在沉降量較大的地基上的重要建筑物的不均勻沉降的觀測顯得更為重要。 建筑物的沉降觀測 對于建筑物，沉陷觀測的主要內(nèi)容是基礎沉陷觀測。其基點一般為深埋標志，觀測時，對于中、小型廠房可采用三等水準 。而對于大型廠房、連續(xù)生產(chǎn)的設備基礎和動力基礎、高層的混凝上建筑物則一般采用二等水準。關于二、三等水準作業(yè)的 方法可參考有關規(guī)范，但沉陷觀測的水準視線較短，視距一般不超過 25m。 在軟土上挖掘深基礎 (8～ 10m 以上 )時，隨著基坑的開挖，其底部會逐漸隆起。當建筑物荷載加上去以后，這部分隆起 (回彈量 )多半會重新沉下去。如果我們不知值基坑隆起了多高，就會把坑底“超挖”。這樣，或者要消耗大量的建筑材料去抵償這些超挖量，或者建筑物將低于設計標高，以至會誤認為它是施工建筑物的沉降量。因此，在軟土上挖掘深基礎時應進行“基坑回彈觀測”。 “基坑回彈觀測”的要點是在基坑開挖之前先測得坑底土層的高程，待基坑挖到一定的深度以后，復 測土層的高程，其與初始高程之差即為基坑回彈量。為此，在基坑開挖之前就要在該土層中將觀測時所用的標志埋設在基礎各部分所鉆的鉆孔中，標志頂部高程應低于基坑底面 左右。標志的形式一般為一節(jié)鋼管，管頂焊一半圓形端頭，管壁鉆有孔眼，埋設時，先將標志吊入鉆孔底部，澆筑水泥砂漿，使標志與土層或巖層固結。 對于這類深式高程變化的觀測，一般采用一種特制的鋼線尺或鋼尺懸吊重錘與標頂接觸的辦法。測量時必須使重錘與水準標志點很好地接觸，因此需要多次地將重錘拉上放下，進行檢查。 對于埋設在基礎上的觀測點，在砌筑墻壁或安 裝設備后機器開始運轉之前， 16 一旦埋設工作完成，就需開始第一次觀測，往后隨著荷重的逐步增加而重復進行觀測 .在運行期間，根據(jù)沉陷的快慢再確定重復觀測的周期。每月、每季、每半年或每年觀測一次，一直到沉陷完全停止為止。 由于在觀測各個測點時水準路線往往不很長，并且其閉合差一般不會超過l～ 2mm，因此閉合差可按測站平均分配。如果觀測點之間的距離相差很大，則閉合差可以按距離成比例地分配。 水準測量基本原理 水準測量概述 水準測量的原理是利用水準儀提供 的“水平視線”，測量兩點間高差，從而由已知點高程推算出未知點高程。 圖 水準測量基本原理 a —— 后視讀數(shù) A —— 后視點 b —— 前視讀數(shù) B —— 前視點 （ 1） A 、 B 兩點間高差： baHHh ABAB ??? （ 2） 測得兩點間高差 ABh 后，若已知 A 點高程 AH ，則可得 B 點的高程： ABAB hHH ?? （ 3）視線高程： bHaHH BAi ???? 17 （ 4）轉點 TP(turning point) 的概念：當?shù)孛嫔蟽牲c的距離較遠，或兩點的高差太大，放置一次儀器不能測定其高差時，就需增設若干個臨時傳遞高程的立尺點，稱為轉點。 圖 連續(xù)水準測量 如圖所示，在實際水準測量中， A 、 B 兩點間高 差較大或相距較遠，安置一次水準儀不能測定兩點之間的高差。此時有必要沿 A 、 B 的水準路線增設若干個必要的臨時立尺點，即轉點（用作傳遞高程）。根據(jù)水準測量的原理依次連續(xù)地在兩個立尺中間安置水準儀來測定相鄰各點間高差，求和 n 得到 A 、 B 兩點間的高差值，有： 221 bah ?? 222 bah ?? ?? 則： ? ? ???????? bahh. .... .hhh n21AB 結論： A 、 B 兩點間的高差 ABh 等于后視讀數(shù)之和減去前視讀數(shù)之和。 水準測量的實施與成果整理 通過水準測量方法獲得其高程的高程控制點，稱為水準點 BM ，一般用表示。有永久性和臨時性兩種。（見圖 ） 18 圖 水準點 水準路線依據(jù)工程的性質和測區(qū)情況，可布設成以下幾種形式： 閉合水準路線 (closed leveling line)是水準測量從已知高程的水準點開始，最后 又閉合到其實點上的水準路線。這種形式的水準路線也可以使測量結果得到檢核。