6.1 建筑物沉降观测

6.1.1 观测精度的确定

按照北京市标准《建筑工程施工测量规程》(DBJ01-21-95)二等变形观测精度要求进行，其控制网主要技术要求指标如下表：

变形观测控制网技术要求指标

(单位：mm ，n—测站数) 采用S05 级精密数字水准仪，进行精密水准测量。

6.1.2 工作程序

沉降观测流程图

6.1.3 基准点、工作基点的布设

基准点是变形观测的依据，考虑到本工程施工时间长，利于桩点的保护，拟借用场区施工测量定位控制桩点，或者利用永久性建筑物(沉降已确认稳定)结构上设置，并设明显的标识，应确保在整个施工期间，其点位稳定性可靠。每3 个月检测一次。

工作基点是变形观测中使用的控制点，应沿建筑物基础四周布设在变形影响范围以外，或者在场区周围永久建筑物(沉降已确认稳定)的结构上，便于长期保存和联测的稳定位置。通过场区测量基准点定期或不定期地对其进行检测，从而保证在进行变形观测前，控制点的可靠性。每3 个月检测一次。

6.1.4 沉降观测点的布设

1. 为了能够反映出建筑物变形特征和准确的沉降情况，沉降观测点要埋设在变形明显且便于观测的位置。

2. 建筑物上设置的沉降观测点应均匀地分布在建筑物的周围、高低跨两侧、后浇带两侧及特殊部位，且相邻点之间间距以30 米为宜。

3. 埋设的沉降观测点要符合各施工阶段的观测要求，特别要考虑到装修装饰阶段因墙或柱饰面施工而破坏或掩盖住观测点，不能连续观测而失去观测意义。基础沉降观测点位布置图如下：

6.1.5 观测频次

1. 根据编制的沉降观测方案及确定的观测周期进行，拟定每施工两层观测一次。

2. 建筑物的沉降观测对时间有严格的限制条件，特别是首次观测必须按时进行，否则沉降观测得不到原始数据，而使整个观测得不到完整的观测意义。其他各阶段的复测，根据工程进展情况必须定时进行，不得漏测或补测。

3. 首次观测应自基础开始，在基础的上按设计好的位置埋设沉降观测点(临时的)，等临时观测点稳固好，进行首次观测。首次观测的沉降观测点高程值是以后各次观测用以比较的基础，其精度要求非常高，施测时要求每个观测点首次高程应在同期观测两次后决定。

4. 随着结构每升高一层，临时观测点移上一层并进行观测，直到±0.000 层再按规定埋设永久观测点(为便于观测将永久观测点设于＋500mm 高处)。

5. 当建筑物突然发生大量沉降、不均匀沉降或严重裂缝时应立即进行逐日或几天一次的连续观测。周期性观测中，如与上次相比出现异常应及时复测。

6. 当复测成果或检测成果出现异常，或测区受到如地震、洪水、爆破等外界因素影响时，应及时进行复测。

6.1.6 观测方法及要点

1. 采用独立高程体系，闭合法几何水准测量。固定的测量仪器为：S0.4 级精密数字水准仪。

2. 沉降观测的自始至终要遵循“五定”原则

所谓“五定”，即通常所说的沉降观测依据的基准点、工作基点和被观测物上的沉降观测点，点位要稳定；所用仪器、设备要稳定；观测人员要固定；观测时的环境条件基本一致；观测路线、镜位、程序和方法要固定。

以上措施在客观上尽量减少观测误差的不定性，使所测的结果具有统一的趋向性，保证各次复测结果与首次观测的结果可比性更一致，使所观测的沉降量更真实。

3. 在观测过程中，操作人员要相互配合，工作协调一致，认真仔细，做到步步有校核。

4. 严格按测量规范的要求施测。

5. 前后视观测最好用同一水平尺。

6. 各次观测必须按照固定的观测路线进行。

7. 在同一测站上观测时，不得两次调焦。转动仪器的测微鼓时，其最后旋转方向，均应为旋进。成像清晰、稳定后再读数。

8. 观测时要避免阳光直射，且各观测环境应基本一致。

9. 观测时仪器应避免安置在有空压机、搅拌机、卷扬机等振动影响的范围内。

10. 随时观测，随时检核计算，观测时要—气阿成。

11. 在雨季前后要联测，检查水准点的标高是否有变动。

12. 观测过程中，必须保证测量人员与仪器的安全。

6.1.7 数据处理与分析

沉降观测采用数字水准测量仪器进行，数据采集和分析将实现数字化和程序化。每次观测结束后，通过软件处理后，将观测数据、观测结果和根据已有成果分析得出的变形规律及发展变化趋势等信息，以电子和书面两种形式及时反馈给相关部门。

当建筑物每天(24 小时)连续沉降量超过1mm 时应停止施工，会同有关部门采取应急措施。

6.2 基坑边坡与场地变形监测

为监测基础结构施工期间基坑边坡的稳定性，以及场区周围建筑物、地下管线等设施的安全性，应对基坑边坡、场地变形进行必要的监测。

6.2.1 边坡、护坡桩水平位移监测

1. 按照规范的规定：支护结构最大水平位移允许值如下：

2. 变形量增大安全划分区域：

3. 基坑边坡护坡桩的水平位移监测，拟采用测角2″，测距2mm+2ppm·D 的全站仪，测量被观测点的三维坐标值，不但可以满足精度的要求，且可以提高工作效率。

4. 位移观测基准点数量不应少于两点，且应设在影响范围以外，或者兼用场区其他高级控制桩点。

5. 监测点的布置应满足监控要求，从基坑边缘以外1～2 倍开挖深度范围内的需要保护物体均应作为监控对象。因为基坑边坡中部变形量和变形速率为该边坡最大处，所以将监测点尽可能集中于边坡的中间部位，基坑的边角处由于受两个垂直边相互牵制，位移为最小处，也是基坑最安全处，所以通常不在基坑边角处布置监测点。

6. 建筑物上的观测点，应选在墙角、柱基及裂缝两边等处，可采用墙上或基础标志；土体上的观测点，可采用混凝土标志；护坡桩的观测点应按待测坡面成排布点；地下管线的观测点，应选在端点、转角点及必要中间部位，采用窨井式标志。

7. 监测项目在进场后，应测得现有值，且不应少于两次，并结合土方开挖前的数据进行比较而确定。

8. 各项监测的时间间隔可根据施工进度确定。当变形超过有关标准或监测结果变化速率较大时，应加密观测次数。当有事故征兆时，应连续监测。

6.2.2 基坑周围地面建筑物的沉降监测

1. 按照建筑变形测量三级观测精度进行精密水准测量，其主要技术要求指标和测法如下：

(单位：mm， n—测站数)

2. 采用S1 级水准仪，进行测量观测。

3. 监测基准点、工作基点可兼用基础垂直位移监测所布设的桩点。

4. 观测点的布设可结合前节所述水平位移监测点布设，或另行布设。

5. 具体的观测方法、工作程序、数据的处理分析等可参考“建筑物沉降观测”部分内容。

6. 施工过程中，应提交阶段性(例如：基础底板施工完、冬雨施前后、地下结构施工完等阶段)监测结果报告。工程结束时应提交完整的监测报告，报告内容应包括：

1) 工程概况；

2) 监测项目和各测点的平面和立面布置图；

3) 采用仪器设备和监测方法；

4) 监测数据处理方法和监测结果过程曲线；

5) 监测结果评价。

6.3 上部结构施工过程中的变形安全监测

要得到有效的建筑物实时变形趋势，必须借助建筑物模型计算模拟变形量，确定能够合理反映建筑物变形特征的观测点，再配以相应精度的变形观测手段，同时还要结合基础的沉降数据，然后通过数据处理软件进行平差计算、数据分析，从而形成整体建筑物的变形信息，反馈到各施工专业指导施工。

拟采用智能型全站仪于建筑物外部观测，GPS 测量仪于建筑物在施层实时监测，激光位移计于建筑物内底层自动测计法监测，几种方法相结合。

6.3.1 智能全站仪(测量机器人)建筑物外部监测

当采用全站仪进行变形观测时，按照北京市标准《建筑工程施工测量规程》DBJ01-21-95)

水平位移观测一等变形观测精度要求进行，其控制网主要技术要求指标如下：

拟采用徕卡TCRA1201智能全站仪(测量机器人)，利用其ATR(Automatic Target Recognition)功能自动识别和照准目标，因照准过程不需调焦，故可不考虑每测站方向之间的距离差异。全站仪发射红外光束，并利用自准直原理和CCD 图象处理功能，无论在白天还是黑夜，都能实现目标的自动识别、照准与跟踪。

TCRA1201 全站仪ATR 目标搜索与照准过程如图所示。

利用 TCRA1201 全站仪的自动化特点，配以相应的数据采集软件AMIS，经简单的配置，在无需人工干预的情况下，TCRA1201 全站仪在计算机软件的控制下，按全圆方向观测法自动照准待测方向，可完成多目标多测回的边角数据采集。测站设备装置如右图所示。利用其PinPoint 测量技术，实现无棱镜三维坐标测量，测距可达到500m，精度为3mm+2ppm·D。可解决对上部结构变形监测时，安设反射棱镜较为困难的问题，取而代之的是反射薄片，该薄片具有易于固定、成本低等特点，可实现大量观测点的布设。

距离测量时注意气象条件，尤其是温度，应选择测量精度较高的温度计，需配气压表。由于测量机器人是自动照准，因此，对棱镜的朝向有较高的要求，要尽量正朝向仪器方向，且保持棱镜表面清洁。

6.3.2 GPS 全球定位测量系统进行实时监测

GPS 定位技术相对于经典测量技术有以下一些特点：观测站之间无需通视,但GPS 测量必须保持观测站上空开阔，接受卫星的信号不受干扰；全天候作业，GPS 观测可在任何地点、任何时间连续进行，一般不受天气影响。

根据目前民用的GPS 测量仪的精度，以及本工程施工现场所处市区繁华地带的干扰较大，所以我们将利用其在TVCC 层数较高的部位使用，这样既可以解决常规测量手段仰角过高的影响和不通视的问题，又可以避免常规测量误差积累的问题。

所谓静态定位，就是在进行GPS 定位时，认为接收机的天线在整个观测过程中的位置是保持不变的。也就是说，在数据处理时，将接收机天线的位置作为一个不随时间的改变而改变的量。具体观测模式多台接收机在不同的测站上进行静止同步观测，观测时间20 分钟以上。GPS-RTK 动态差分技术，可以实现实时快捷的观测，但其精度最高仅能达到±15mm(此精度参考有关文献和仪器的标称精度)，作为本工程，拟将在对上部结构变形幅度加大的部位予以使用，但有关具体数据，有必要做现场试验。

RTK 作业方式示意图

6.3.3 其他辅助监测手段

激光位移计自动位移监测，位移计安置在建筑物的底层或地下室底板上，接收装置可设在需要观测的楼层，当位移计发射激光时，通过传感器，从光线示波器上可直接获取位移图象及有关参数，并自动记录成果。

采用全能摄影经纬仪、高分辨率数码相机和一系列摄影测量硬软件，进行建筑物特殊目标摄影测量、动态摄影测量等，提供数字或模拟形式的变形结果。

以上方法，直观快捷，可以作为辅助参考，配合其他手段综合分析。