变形监测测量规程说明正文

11总则1.0.11于概括除建筑物本身(基础与上部结构)变形之外的建筑地2概括除获得变形信息的观测作业之外的变形分析、预报等3建筑变形测量，虽属于工程测量范畴，但在技术方法、精度要求等方面与工程控制测量、地形测量、施工测量等有诸多不同之处，且已具有相对独立的技术体系，应作为一门专业测量考虑。1.0.2将建筑变形分为沉降与位移两类，是以观测项目的主要变形性质为依据并顾及建筑设计、施工习惯用语而确定的，即：沉降类包括建筑物(基础)沉降、基坑回弹、地基土分层沉降、建筑场地沉降等；位移类包括建筑物水平位移、建筑物主体倾斜、裂缝、挠度、日照变形、风振变形以及场地滑坡等。曾考虑将建筑变形分为垂直位移与水平位移两类，但依此则较难归纳有些观测项目，如建筑物主体倾斜，既可2以从测定顶部水平位移来确定，也可从测出基础沉降差来确定；挠度观测中，基础挠度系由测定基础上各测点的垂直位移来获取，而建筑物主体挠度则为测定主体上各测点的水平位移来获取；滑坡观测，通常须测出观测点的水平位移与垂直位移；至于裂缝更不好称作水平或垂直位移了。因此未采用这种分类。其它变形分类方法，如分为静态变形和动态变形，或分为长周期变形、短周期变形和瞬时变形等，考虑到依此1.0.3确定测量精度所依据的变形允许值，多数在现行国家建筑标准中已有规定，应遵照采用。但也有一些还尚无标准规定，如特殊工程项目的变形允许值等，则要按设计、施工要求执行。本规程在分析、规定测量精度中所依据的建筑标准，主要为：《建筑地基基础设计规范》GBJ7-89、《膨胀土地区建筑技术规范》GBJ112-87、《混凝土结构设计规范》GBJ10-89、《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规定》JZ102-79、《钢结构设计规范》GBJ17-88、《钢结构工程施工及验收规范》GBJ205-83、《烟囱工程施工及验收规范》GBJ78-85等。常规测量仪器的检验在现行国家测量规范中已有详细规定，本规程除结合变形观测特点规定其必要的检验技术要求外，对于仪器的检验项目、方法及维护要求，均规定按照现行国家测量规范有关规定执行，即：水准仪、水准标尺应按《国家一、二等水准测量规范》GB12897-91、《国3家三、四等水准测量规范》GB12898-91、《大地形变测量规范(水准测量)》(国家地震局编制)的规定执行；经纬仪应按《国家三角测量和精密导线测量规范》(国家测绘总局制定)的规定执行；电磁波测距仪应按《中、短程光电测距规范》ZBA76002-87、《大地形变测量规范(三角测量与电磁波测距)》(国家地震局编制)等的规定执行。42一般规定2.0.1将“确切反映实际变形程度或变形趋势”作为建筑变形测量的基本要求，是由变形测量性质所决定的，应1从测量目的考虑，只有使测量成果资料符合上述1)有效监视新建建筑物和工程设施在施工及使用(运营)2)有效监测已建建筑物(包括古建筑)和工程设施以及建筑场地的稳定性，为建筑物维修、保护、特殊性土地3)在检查、处理有关工程质量事故中，藉以作出正4)为验证有关建筑地基基础、工程结构设计的理论5)在结合典型工程、典型地质条件开展的变形规律与预报以及变形理论与测量方法的研究工作中，依据对系统、可信的观测资料的综合分析，获得有价值的结论与新2测量成果质量取决于作业质量，各个测量环节要1)施测方案首先要与拟测变形的类型范围、大小及2)测量方法与工具的选择，主要取决于测量精度，5而测量精度则需根据变形值与变形速度来确定，测量误差应控制在与变形允许值相比小到在一定概率下可忽略的程度；3)基准点要保持其稳定性，应选设在变形影响范围之外的位置，而观测点则需选设在变形体上能反映变形特另外，由于建筑变形测量处于测绘学与土建工程学科的边缘，人员的技术素质与工作方法也要与之相适应。测量工作者除了努力提高有关现代测量理论与技术水平外，还应学习必要的土力学和土木工程知识，并在工作中重视与建筑设计、施工或科研单位的密切配合，如在编制施测方案过程中，应与有关设计、施工、岩土工程人员协商，合理解决诸如点位选设、观测周期等问题；在施测过程中，对于发现的变形异常情况，应及时通报有关单位，以采取2.0.3关于变形测量的实施。1本规程从一般情况考虑，规定高程宜采用测区原有高程系统，坐标可采用独立坐标系统，但这并不排除在需要时，高程采用正常高系统和1985国家高程基准，坐标采用高斯正形投影三度带平面直角坐标系统，以及无条件时高程采用独立基准。2变形观测周期，应以能系统反映所测变形的变化过程而又不遗漏其变化时刻为原则，应根据单位时间内变63观测数据处理所采用的基准(参照系)，应与实际变形接近或一致，以使计算的变形值与实际变形值(或理论变形值)之差控制在观测精度之内，避免把测量误差作为变形信息。2.0.4将建筑变形分为总体变形与区段变形，是从分析各种建筑变形性质并顾及观测的特点来归纳确定的。总体变形，是指观测目标(变形体)均为动点、需要依据稳定基准(点)测定的变形，包括地基与基础的绝对变形与相对变形。具体而言，对于沉降，则为绝对沉降(如沉降量、平均沉降量等)和相对沉降(如沉降差、基础倾斜、局部倾斜等)；对于位移，则为绝对位移(如建筑物基础水平位移、滑坡位移等)和相对位移(如基础的位移差、挠曲等)。区段变形，是指观测目标具有相对定点，只需从定点或邻近测站点(工作基点)测定的变形，包括独立的局部地基变形、建筑物整体性变形及结构段变形。具体而言，对于沉降则为局部地基沉降(如基坑回弹、地基土分层沉降等)、建筑物整体性变形(如桥梁等工程设施的整体垂直挠曲)和结构段变形(如平置构件挠度等)；对于位移，则为局部地基位移(如受基础施工影响的位移、档土设施位移等)、建筑物整体性变形(如建筑物的顶部水平位移，全高垂直度偏差、工程设施的水平轴线偏差等)和结构段变形(如高层建筑层间相对位移、竖直构件的挠度、垂直偏差等)。72.0.5建筑变形测量的等级划分及其精度要求，系根据11)等级划分。采用特、一、二、三级，并分别代表特高精度、高精度、中等精度、低精度等四个等级精度档次。这里列出“特级”是借鉴于原苏联标准的规定思路；等级精度档次的提法是参考德国标准的规定；等级精度则是按照与我国国家水准测量等级精度指标相靠拢，并能概括国内现行有关标准对沉降水准测量精度规定来碓定的。有关标准的规定见表1。等级定名，取用“级”而未采用“等”，主要考虑到沉降观测水准测量与国家、城市、工程水准测量有若干不同，采用不同的名称区分将有利于保持各自系列的完整性。两者的不同之处有：前者的“级”主要反映测量精度档次、等级之间不具有象后者所规定“等”之间的“高级控制低级”功能；前者属小范围高精度测量，为适应各种建筑工程需要，在布网、视线长度、观测线路条数、精度分析等方面均与后者大面积、比较大面积的水准测量有所不同等。搜集的国内外有关标准规定的等级划分及其精度要求列于表1表1有关标准规定的等级及其精度要求标准名称等级划分及其精度指标m0(mm)德国工业标准DIN4107《建筑物沉降观分四档，规定观测高差中误差(mm)为：特高精度±0.1±0.18(1978年)±0.3(指相邻观测点间高差中误差)高精度±0.5±3.0沉降终值的10%(指观测点相对控制点的高差中误差)±0.3±0.5/Q±3.0/Q前苏联建筑物沉降观测规定。载于《大型工程建筑物的变形观测》(1974年)分五等，规定每公里高差中数的偶然中误差(mm)为：——±0.28(d=5m，r=2)Ⅰ等±0.50(d=50m，r=4)Ⅱ等±0.84(d=65m，r=2)Ⅲ等±1.67(d=75m，r=2)Ⅳ等±6.68(d=100m，r=1)±0.03±0.16±0.30±0.65±3.00国标《国家一、二等水准测量规范》、《国家三、四等水准测量规范》(1992年)分四等，规定每公里往返测高差中数的偶然中误差(mm)一等0.45(d3.0m)二等1.0(d50m)三等3.0(d75m)四等5.0(d100m)0.110.321.162.24国标《工程测量规范》GB50026-93分四等，规定变形点的高程中误差，相邻变形点高差中误差(mm)分别为：一等±0.3，±0.1(d15m)二等±0.5，±0.3(d35m)三等±1.0，±0.5(d=50m)四等±2.0，±1.0(d=100m)±0.1±0.3±0.5±1.0国标《建筑地基基础设计规范》GBJ-89按Ⅱ级水准测量精度，d=20～30m，采用闭合法(如按国家二等精度，d取30m)(±0.25)国标《地基与基础工程施工及验收规范》GBJ202-83分两等，规定采用闭合法，闭合差(mm)为：二等水准测量±0.4n三等水准测量±1.0n±0.20±0.50国标《膨胀土地区建筑技术规范》GBJ112-87采用闭合法，d＜35m要求：水准点高程测定误差不应大于±1.0mm观测点测定精度不应大于±2.0mm05./Q10./Q续表1标准名称等级划分及其精度指标m0(mm)北京市《建筑物地基变形观测技术条例》分两级，规定一测站高差中误差与闭合差(mm)为：Ⅰ级±0.05±0.1n(d＜20m)Ⅱ级±0.12±0.25n(d＜25m)±0.05±0.129(1978年)上海市《地基基础设计规范》(1975年)分两档，规定水准闭合差(mm)主要建筑物＜0.5n一般建筑物＜1.0n±0.25±0.50天津市《建筑物地基变形观测技术规则》(1980年)按Ⅱ等水准测量精度规定：闭合差为±0.4n±0.2苏联建筑法规《建筑工程勘察规范》CHUΠ10207-87规定变形点相对于基准点的平均误差在高程上不应超过5mm25./Q注:1表中的等级和精度指标用词，均为原标准的原词；2表中的d为视线长度、r为观测线路条数、n为测站数、Q为权倒数、m0为按各个标准规定精度指标换算的测站高差中误差。2)等级精度指标。以观测点测站高差中误差作为等级精度指标，是从适应小范围测量使用方便考虑的。对于测段长度一般多为数百米、水准线路长度总和很少超过10km且计划线路与按测站实测长度往往出入很大的沉降水准测量而言，以测站为单位规定观测限差、以测站高差为单位权观测值处理观测数据，比取1km为单位、以1km高差为单位权观测值更加方便合理。从表1可知，多数沉降测量规范也是采用测站高差中误差作为规定测量精度3)一、二、三级的等级精度指标。以国家水准测量规范规定的每公里往返测高差中数的偶然中误差ＭΔ为依据，由下列换算式计算出单程观测测站高差中误差μ，则可得沉降水准测量等级精度指标m0。如表2Md250(2.1)10式中d为本规程规定的各等级水准测量路线长度(m)。表2一、二、三级的等级精度指标m0计算等级M△(mm)d(m)换算的μ值(mm)取用的m0值(mm)一级0.45≤30≤0.16≤0.15二级1.0≤50≤0.45≤0.50三级3.0≤75≤1.64≤1.504)特级的等级精度指标。我国国家水准测量规范没有这个等级的精度指标，现依据有关标准的规定，分析确(1)1所列北京市建筑物地基变形观测标准规定的Ⅰ级μ=±0.05mm(d＜20m、r=2)换算为本规程特级(d≤10m)μ值为≤0.035mm(2)1所列原苏联建筑物沉降观测标准的特高精度等级MΔ=±0.28mm(d=5m,r=2)，换算为本规程的特级μ值≤0.056mm(3)DS05的观测精度，取本规程第3.3.1条中计算DS05型仪器md经验公式，代入d≤10mm,则得μ≤0.054mm上列三个μ值比较接近，平均数值为0.05mm，因此取特级的m0=0.05mm。这样与一、二、三级的m0取值比较可知，相邻级的指标比例均约为1:3，比较均匀，也体现5)按实测的沉降测量工程项目精度统计，检验规定11统计80年代以来国内完成的工程项目65项。其中，按几何水准测量的60项，按静力水准测量的4项，按短边测距高程观测的1项。项目包括精密工程、科研工程、高层建筑、工业与民用建筑、古建筑及场地沉降。如北京正负电子对撞机工程、首都机场砼道面翘度观测、长江航运船模试验水池工程、中央彩电中