大型建筑物沉降变形监测与数据处理
高层建筑物沉降监测及数据处理分析方法
高层建筑物沉降监测及数据处理分析方法摘要：在高层建筑物施工过程中，随着地基上方荷载量不断加大，利用现代测量手段周期性、有规律的对建筑物的整体垂直位移进行可量化监测，以指导高层建筑安全、有序施工，并为建筑物质量评级提供数据支撑的过程，即为高层建筑物沉降监测。
本文以具体的工程为例，首先对高层建筑沉降监测的技术要求进行说明、其后重点探讨利用计算机软件进行数据处理的方法，并对结果进行分析，从而总结高层建筑沉降的一般规律。
关键词：高层建筑；沉降监测；技术要求；数据处理引言随着我国经济社会的发展，城镇化进程不断向前推进，房地产行业得到了蓬勃发展。
由于对空间资源的利用率高，占地面积小，可缓解大城市土地资源紧张、交通拥挤等问题，高层建筑物因此在建设工程项目中备受青睐。
在高层建筑施工进度不断推进的过程中，建筑物的竖向位移会因为地面荷载的增加而逐渐加大，这种变形超过一定限度可能会影响项目的安全施工，甚至不利于建筑物的正常使用。
基于此，应用工程测量的变形监测手段在施工过程中对沉降变形情况进行周期性监测，实时分析沉降指标是否正常，从而为现场施工进度计划的制定提供科学依据具有十分重要的意义。
本文通过具体工程，对高层建筑物沉降观测技术要求、数据处理方法等进行梳理，为今后的建筑物变形监测积累经验，以便于更加科学、高效的开展实际工作。
1沉降监测的相关技术要求1.1工程概况该项目位于某市新城区，规划用地性质为商住用地，其中1#楼a座为地上16层，地下1层的高层住宅建筑，总高度60m。
周边地势起伏较大，且四周道路密布，车流、人流密集，对项目的监测工作的造成了一定的干扰。
1.2沉降监测的相关技术要求1）平面坐标系统本次基准点、工作基点的平面位置坐标使用网络RTK技术测量，施测前与项目所在区域3个以上的原有平面控制点联测，以进行坐标参数的转换，提高测量精准度。
沉降观测点的平面位置使用全站仪配合RTK测得，其测量方法和精度不做过多要求。
高层建筑物沉降观测及数据处理
高层建筑物沉降观测及数据处理【摘要】高层建筑物沉降观测及数据处理是确保高层建筑工程施工质量的一项重要环节，因此，做好高层建筑物沉降观测及数据处理的各项工作具有非常重要的意义。
本文结合具体的工程实例，为了解工程实例中新建大楼在施工过程中及竣工后一段时间内的沉降情况，达到优化设计、确保安全及指导施工的目的，在大楼施工过程中，必须对大楼主体结构进行沉降观测工作。
【关键词】高层建筑，沉降观测，数据处理，测量技术【abstract 】high-rise building settlement observation and the data processing, is to ensure that the quality of the project construction of the high-rise building is an important link, therefore, completes high buildings and the data processing settlement observation of the work has the extremely vital significance. Combining with practical examples, in order to understand the engineering example of the new building in the construction process and after the completion of a period of time inside of the settlement, optimize design, ensure safety and guide the construction purpose, in building construction process, we must have a main body structure building subsidence observation work.【key words 】high-rise building, settlement measurement, data processing, measuring technique一、沉降观测的测量技术要求1、沉降变形监测测量工作基本要求水准基点使用时首先作稳定性检验，并以稳定或相对稳定的点作为沉降变形的参考点。
高层建筑物的沉降观测与数据处理
1．引言对于人口密集的大中城市，因为土地有限而又昂贵，所以人们只能向空中谋求更多的空间，而高层建筑物具有节省用地、美化城市建筑景观等显著优点，于是高层建筑物迅速崛起。
但由于高层建筑往往采用桩基基础，且荷载较大，对高层建筑本身即内部基础和设备的相对位置有很高的精度要求，其施工将给高层建筑本身及周边建筑群体带来复杂的形变影响。
所以，为了保障施工和运营的安全必须对高层建筑物进行沉降观测。
本文首先分析了高层建筑物沉降的主要来源及特征，包括建筑物本身相联系的原因和自然条件引起的变化。
即：1）内部因素引起的变形合理变形：建筑物自身的构筑形态造成荷载分布不均衡使建筑物发生变形，这种变形一般小于允许变形值，随着时间的推移而趋于稳定。
施工误差变形：由于施工误差而造成荷载分布和预计分布不符，从而造成建筑物变形，这种变形对局部来讲一般很小，但考虑从下部到上部的累积变形间的相互影响时，它是建筑物达到危险变形的一个重要因素。
2）外部因素引起的变形基础形变：由于建筑物的重量，使基础上的土壤被压实，引起建筑物沉降。
其余因素引起的变形：由于基础的地质构造不均匀，季节性和周期性的温度和地下水的变化引起以及受风力引起的摆动等。
这里不包括偶然性的地震因素。
建筑物产生沉降后一定要对其沉降量值进行分析，建筑物正常的沉降，是循着：从缓慢——活跃——缓慢——稳定的过程。
我们通常最关心的是建筑物最大沉降量，有关要求是H（建筑物总高）×0.02％。
但这是对一个建筑物完工后一定时期的概略标准，却不是建筑物从施工至使用后1——2年里的各个时期的最大沉降量的要求。
而各时期的最大沉降量的要求是及时和非常重要的，而且因各地的地质构造情况不同和各个时期时间性不同，所以的设计系数也不同。
2．沉降观测一般的说，高层建筑物的沉降的观测多采用精密水准测量、液体静力水准测量、微水准测量、三角测量和地面摄影测量的方法。
大型和高层建筑的沉降观测的内容主要是测定建、构筑物均匀沉陷和不均匀沉陷。
建筑物沉降观测作业及数据处理方法论文
建筑物沉降观测作业及数据处理方法探析摘要：随着社会的不断发展，随着人们追求的物质文明不断地提高，建筑设计、施工技术水平日趋完善，各类建筑物不再只追求实用，而更加追求个性化，标新立异。
以河北园博园主展馆的变形监测实例介绍了建筑物变形监测的周期、点位布设等技术设计，并分析了仪器及设计路线的精度，通过观测成果的整理和分析，掌握了建筑物的沉降动态，验证了建筑物的设计，绘制了建筑沉降等值线图，为确保建筑物今后的正常施工和安全运营提供了可靠的依据。
关键字：沉降观测；二等水准路线；观测方案设计中图分类号：s611 文献标识码：a 文章编号：工程概况河北省园博园位于石家庄市正定新区，主展馆占地面积10686.6平方米，总建筑面积：21565.07平方米，建筑物高度26.3米。
建筑物结构为框架结构，地上3层，局部夹层，基础形式采用独立基础。
为了确保主展馆建筑质量，对该建筑物施工过程进行变形监测。
随着施工的进展，建筑荷载不断加强，因此，着重对建筑的沉降量进行观测。
基准点、观测点的布设基准点根据施工地的地质结构和园博园整体建筑特点，并且考虑与园区内其他构筑物变形监测共享基准点，特在园博园东北角、西北角、西南角分别布设了三个观测基准点，以东北角基准点距主展馆最近（约50米），且最为稳定，因此将此点作为主展馆沉降观测的起算点。
基准点埋设混凝土水泥标石，标石采用挖孔灌注桩，孔径60cm，孔深度3.9～5米，桩顶埋设不锈钢标志。
埋设完成后，需地面修建保护井，便于长期保存。
沉降观测点本次观测共布设沉降观测点46个，位置埋设在高出室内地面0.2米处。
观测点突出墙外的部分，要留出装饰层厚度。
采用铸铁或不锈钢镙栓活动标志，美观，便于保存，式样如图1所示。
图1主展馆观测点标志示意图沉降观测方案观测仪器选用为了满足外业观测的精度要求, 高层建筑一般选用可测ⅱ等精密水准的高精度水准仪, 并配置测微器、铟钢水准尺等。
本次观测选用美国天宝公司生产的trimble dini03电子水准仪，标尺采用条码水准标尺，均为经计量部门检定合格，并在检定周期内的仪器。
变形监测数据处理方法
变形监测数据处理方法摘要：随着社会的不断进步以及经济的迅猛发展，现代工程建筑物的规模、造型和难度都有了更高的要求。
近年来，变形监测技术在自然灾害的预防和工程建筑物的倒塌与沉降等各个生产、生活领域都得到了广泛的应用与发展，变形监测也与我们的生产和生活紧密相连。
基于此，本文对变形监测的意义进行阐述，分析了变形监测处理中存在的问题，并提出了变形监测数据的处理方法，望对未来变形监测数据的发展提供一定的帮助。
关键词：变形监测；数据处理方法引言变形监测是测量工程中的重要工作内容，和很多方面的学科（比如地球物理、岩土力学、土木工程等）有着紧密的关联。
近年来，人们除了对发展新的监测方法、手段以及仪器重视外，对变形监测数据的处理方法也愈加重视。
而变形监测工作开展的目的主要是通过变形监测技术得到监测数据，并对监测数据进行处理研究，根据变形数据分析发生变形的原因，并提前做好预防工作。
1、变形监测技术的研究意义变形监测主要是利用各种设备以及先进检测技术对变形体的变形趋势进行持续监测，并不断对变形体的动态形变数据进行记录，再根据对观测数据的智能分析，对变形体的变形趋势建立直观的数学预测模型，当变形超过特定的数值时，则认为是可能发生事故灾害的前兆。
采取科学合理的手段对变形体的形变做好监测，不仅能及时准确地对变形体的稳定性和安全性做出判断，降低事故发生的可能，减少国民经济的损失、保障人身财产安全；同时，通过对监测资料的分析，能够更好地解释变形的机理，为研究灾害预报的理论与方法、制定工程设计规范等提供了重要依据。
2、变形监测数据处理中存在的问题2.1数据模型单一现有变形监测数据模型不能做到真实体现变形体的实际变形机理，且变形体还存在力学参数模糊的问题，因此，当变形体处于环境复杂、变形因素不稳定的情况时，如果使用单一的数据模型进行预报，展现效果比较差。
2.2数据准确度低在变形监测数据资料中，经常会出现数据缺失或是粗差等问题，在这种情况下对继续变形趋势进行预测，得出的结果会因数据缺失或是粗差的影响而使得数据的准确度比较低。
《变形监测与数据处理》复习资料整理总结
《变形监测与数据处理》复习资料整理总结变形监测：对被监测的对象或物体（简称变形体）进行测量以确定其空间位置及内部形态随时间的变化特征。
隧道施工过程中，使用各种类型的仪表和工具，对围岩、支护和衬砌的力学行为以及它们之间的力学关系进行量测和观察，并对其稳定性进行评价，称为监控量测变形监测的时间间隔称为观测周期变形监测又称变形测量或变形观测。
在水平方向所产生的位移叫做建筑物的水平位移，向上的垂直位移叫做上升，而向下的垂直位移叫做建筑物的沉降。
由于建筑物基础的不均匀沉降而使建筑物垂直轴线偏离其设计位置时，叫做建筑物的倾斜。
由基准点、工作基点组成的平面控制网叫做平面监测网也叫水平位移监测网由基准点、工作基点组成的高程控制网叫做高程监测网也叫垂直位移监测网为观测建筑物、构筑物的变形而建立的专用测量控制网叫变形监测网变形监测的目的与意义1分析和评价建筑物的安全状态、2验证设计参数3反馈设计施工质量 4研究正常的变形规律和预报变形的方法变形监测的特点1周期性重复观测2精度要求高3多种观测技术的综合应用4监测网着重于研究点位的变化变形监测系统设计原则针对性、完整性、先进性、可靠性、经济性变形监测方案设计内容变形监测方案有哪些内容：1监测内容2监测方法和仪器3监测精度施测部位和测点布置4监测期限和频度5预警值及报警制度等实施计划6仪器设备及检定要求7观测与数据处理方法提交成果内容。
变形监测系统设计主要内容1技术设计书2有关建筑物自然条件和工艺生产过程的概述3观测的原则方案4控制点及监测点的布置方案5测量的必要精度论证6测量的方法及仪器7成果的整理方法及其它要求或建议。
8观测进度计划表9观测人员的编制及预算资料分析的常用方法：作图分析、统计分析、对比分析、建模分析。
沉降产生的原因1与地基的土力学性质和地基的处理方式有关；2与建筑物基础的设计有关；3与建筑物的上部结构有关，即与建筑物基础的荷载有关；4施工中地下水的升降对建筑物沉降也有较大的影响。
建筑物沉降观测及数据处理
建筑物沉降观测及数据处理摘要：随着我国新型城市的高质量发展，建筑工程的建设规模越来越大，对建筑物沉降观测也逐渐提上日程。
我们了解到，施工期的高层建筑物，以及受地铁及地下空间施工影响的已建成的高层建筑物,都应进行沉降监测。
沉降监测既可保障建筑物施工期间的安全,也可以为以后建筑设计、施工、管理和科学研究提供可靠的数据支持。
基于此，本文主要对建筑物沉降观测及数据处理做论述，希望通过本文的分析研究，给行业内人士以借鉴和启发。
详情如下。
关键词：建筑物；沉降观测；数据处理引言在建筑物荷载作用下，地基因受到荷载而扰动，容易引起建筑物发生沉降，合理范围内的均匀沉降可能对建筑物影响不大，但若建筑物发生不均匀沉降且沉降严重，则会影响到建筑物的安全使用和维护，甚至会直接危害到使用者们的生命财产安全，因此在建设和运营过程中必须要对其进行沉降观测，以便及时发现问题、解决问题。
1建筑物沉降监测根据水平控制网和高程控制网测量成果，测量单位对基坑周围构建物进行沉降监测，及时发现和预警该工程基坑工程施工对周围构建物的影响。
沉降观测时，选择永久使用观测点作为沉降观测基准且观测点数量≥3个。
沉降监测时，该工程采用DSZ1精密水准仪监测，并根据《工程测量规范》（GB50026-2007）、《建筑变形测量规程》（JGJ8-2016）要求开展测量工作。
沉降观测时，分别在建筑四角、大转角、沉降缝、不同结构分界处等位置设置沉降观测点，并沿建筑外墙间隔15m设置沉降观测点。
沉降观测周期根据工程施工进度计划观测，每层观测1次，当建筑物出现较大沉降、不均匀沉降或裂缝时，应适当增加观测频次，每日监测或连续监测并详细记录。
建筑物交付运营后，根据地基土类型和沉降速度确定监测频次，工程项目交付后首年监测3～4次，次年2～3次，第3年后每年1次，直至建筑物基础稳定为止。
建筑物沉降进入稳定阶段判定时，根据沉降量监测结果和时间建立关系曲线，当沉降速度≤0.01～0.04mm/d，可作为建筑进入沉降稳定阶段判断依据。
大型建筑物沉降变形监测与数据处理
编程语言开发 出可以高精 度处理 沉降观测数据的程序 ． 得 到很好 的效果 。
【 关键词 】 沉降变形监测 ； 数据 处￣ ； Ｖ ｉ ｓ ｕ ａ ｌ Ｂ ａ ｓ ｉ ｃ ６ ． ０
图 ３ 柱 上 沉 降 点 埋 设 图
２ 沉 降观 测 的周 期 及 施 测 过程
２ ． １ 沉 降观测周期 沉降观测的周期应能反映 出建筑物 的沉 降变形规律 ， 建（ 构） 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 ． 从而使整个 观测得 不到完整 的观 测结果。 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 ． 只有这样 ． 才能得到准确的沉降情况 或规律 。 待基准点 、 观测点埋好稳 固后 ， 即可进行首次观测 ， 以后的建设期 每增加两层观测一次 ． 直至封顶 ： 封顶后每个月观测 一次 ． 连续观测一 年 若沉降达 到稳定指标 ． 即最后半年内所测各 点的沉 降速率 均小于 ０ ． ０ ４ ｍ ｍ ／ 天． 说 明基础沉降已趋于稳定 ， 即可停止 观测 。若 沉降仍不稳 定． 以后每年观测 １ 次直至沉降稳定为止 。预计 观测总次数为 ２ ３ 次， 观测过程总历时约两年 观测中如突然发生大量沉降 、 各测点沉降量严重不 均匀或建筑物 出现较大裂缝等 异常情况 ． 应进行逐 日或几 天一次 的连续观测 ． 并在 观测记录中注明这些情况 ． 及时 向甲方和设计方汇报 具体的观测时间 ． 以双方的约定为准 ． 封顶后 的观测可根 据施工 及装修进度作适当调整 ２ ． ２ 精密水准测量 使用瑞士产 Ｎ Ａ ２ 型 自动安平精密水准仪加 Ｇ Ｐ Ｍ ３ 光学测微器配 合铟钢水 准标 尺进行 观测 仪器标称精度为± ０ ． ３ ｍ ｍ ／ ｋ ｍ． 观测时精读 至０ ． １ ｍ ｍ ． 估读数取至 ０ ． ０ １ ａ ｒ ｍ 。仪器及 标尺均在检验有效期内使用 ， 并在作业期间定期进行检查校 正。沉 降观测一般应遵循固定仪器 、 固 定观测人员 、 固定水准尺、 固定 观测线路 的原则进行 。 １ ） 高程联测 每次 观测前均首先 联测 基准点 ． 按 照环形闭合 网施测 ． 计算闭合 差． 并按测站数计算各点改正数 ， 以检验基准点的稳定性。 ２ ） 沉降点的观测 根据工程施测方案及观测周期 ． 首次观测应该在观测点设置稳 固 后及时进行 。按《 工程测量规范》 中二 等变形观测 （ 国家一等精密水 准 测量 ） 的技术要求施测 ． 观测采用往返测量或单程双测站观测 ， 并形成 水准闭合环 ． 各沉降观测点要位于水准 闭合路线上 。首次观测应独 立 进行 两次 ． 以提高初始观测值的精 度及成果 的可靠性 。
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沉降观测点采用 Ф36mm 的圆钢预制 ，一 端 加 工 成 球 形 作 为 观 测 立尺点，如图 3 所示。采用冲击钻钻孔置入法埋设，观测点设在一层指 定柱上高出地坪面 20～40cm 处。 基准点及观测点埋置好后，应注意保 护，严防碰动和破坏。
1 基准点和沉降观测点的选取与布设
1.1 基准点埋设 基准点是检验和直接测定观测点的依据，要求在整个观测过程中
图 1 水准基点埋设断面
1.2 沉降观测点埋设 沉降观测点是固定在待测建筑物上的测量标志，埋设位置应保证
施工期间和建筑物竣工后一段时期内能顺利进行观测，并能正确反映 建筑物的沉降情况，因此，应依据建筑物的形状、结构、地质条件、桩形 等因素综合考虑，布设在最能敏感反映建筑物沉降变化的地点。 一般 布设在建筑物四角、差异沉降量大的位置、地质条件有明显不同的区 段以及沉降裂缝的两侧。 埋设时注意观测点与建筑物的联结要牢靠， 使得观测点的变化能真正反映建筑物的变化情况。并根据建筑物的平 面设计图纸绘制沉降观测点布点图，以确定沉降观测点的位置。 在工 作点与沉降观测点之间要建立固定的观测路线，并在架设仪器站点与 转点处做好标记桩，保证各次观测均沿统一路线。
科技信息
○建筑与工程○
ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ
2013 年 第 1 期
图 4 水准网平差计算程序
表 1 第十五期变形监测点高程值
图 5 沉降点沉降趋势图
点号
高 程 值 /m
与前期观测值之差/mm 与首次 观测 值之差/mm 4 结 束 语
1）高程联测 每次观测前均首先联测基准点，按照环形闭合网施测，计算闭合 差，并按测站数计算各点改正数，以检验基准点的稳定性。 2）沉降点的观测 根据工程施测方案及观测周期，首次观测应该在观测点设置稳固 后及时进行。 按《工程测量规范》中二等变形观测（国家一等精密水准 测量）的技术要求施测，观测采用往返测量或单程双测站观测，并形成 水准闭合环，各沉降观测点要位于水准闭合路线上。 首次观测应独立 进行两次，以提高初始观测值的精度及成果的可靠性。
0 引言
随着工业与民用建筑业的发展，各种复杂而大型的工程建筑物日 益增多，这些工程建筑物的兴建，不仅改变了地面原本的状态，而且对 建筑物的地基施加了一定的压力，这就必然会引起地基及周围地层的 变形，这严重威胁到了建筑物的正常使用寿命和建筑物的安全性。 因 此，对大型重点的建筑物进行变形监测、研究变形规律是十分重要的。 同时也为检验设计的合理性、为提高设计的质量提供科学依据。
待基准点、观测点埋好稳固后，即可进行首次观测，以后的建设期 每增加两层观测一次，直至封顶；封顶后每个月观测一次，连续观测一 年。 若沉降达到稳定指标，即最后半年内所测各点的沉降速率均小于 0.04mm/天，说明基础沉降已趋于稳定，即可停止观测。 若沉降仍不稳 定，以后每年观测 1 次直至沉降稳定为止。 预计观测总次数为 23 次， 观测过程总历时约两年。
稳定不变 。 故须埋设在稳定的地方 ，且离开被测建筑物有一定的距离 。 为了便于校核，以验证基准点的稳定性，基准点数目应不少于三个。 基准点的具体埋设位置由甲乙双方共同协商，视现场实际情况而定。
根据本项工程的实际情况， 埋 设 三 个 深 式 永 久 水 准 点 A、B 及 C 作为沉降观测的基准点。其埋设方法采用钻探成孔法，如图 1 所示，顶 部焊接预制球形铜标芯作为观测立尺点，然后设置保护箱盖。
观测中如突然发生大量沉降、各测点沉降量严重不均匀或建筑物 出现较大裂缝等异常情况，应进行逐日或几天一次的连续观测，并在 观测记录中注明这些情况，及时向甲方和设计方汇报。
具体的观测时间，以双方的约定为准，封顶后的观测可根据施工 及装修进度作适当调整。 2.2 精密水准测量
使用瑞士产 NA2 型自动安平精密水准仪加 GPM3 光学测微器 配 合铟钢水准标尺进行观测。 仪器标称精度 为±0.3mm/km，观 测 时 精 读 至 0.1mm，估读数取至 0.01mm。 仪器及标尺均在检验有效期内使用， 并在作业期间定期进行检查校正。 沉降观测一般应遵循固定仪器、固 定观测人员、固定水准尺、固定观测线路的原则进行。
2013 年 第 1 期
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大型建筑物沉降变形监测与数据处理
汤少云 1 徐茂林 2 王秋敏 3 （1.大连九成测绘信息有限公司，辽宁 庄河 116400；2.辽宁科技大学，辽宁 鞍山 114001；
3.大连佳泰土地勘测规划有限公司，辽宁 大连 116011）
3 数据处理
图 2 水准基点、沉降点分布
本次项目 的 沉 降 数 据 处 理 采 用 通 过 自 编 Visual Basic 6.0 编 程 语 言开发的数据平差程序 ，计算出各沉降点的高程值 ，及沉降量等 。 主要 成果如下。
作 者 简 介 ：汤 少 云 （1961— ）， 男 ，本 科 ，辽 宁 大 连 人 ，大 连 九 成 测 绘 信 息 有 限 公 司 。 376
【摘 要】本文结合某重点大型建筑物沉降变 形 监 测 项 目 ，讨 论 了 该 类 大 型 建 筑 物 沉 降 变 形 监 测 的 技 术 与 方 法 ，同 时 应 用 Visual Basic6.0 编程语言开发出可以高精度处理沉降观测数据的程序，得到很好的效果。
【关键词】沉降变形监测；数据处理；Visual Basic 6.0
本项目中，根据 规 范 规 定 及 设 计 要 求 ，布 设 17 个 沉 降 观 测 点 ，编 号分别为 1～17，沉降埋设图
2 沉降观测的周期及施测过程
2.1 沉降观测周期 沉降观测的周期应能反映出建筑物的沉降变形规律，建(构)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，从而使整个观测得不到完整的观 测结果 。 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，只有这样，才能得到准确的沉降情况或规律。