大型場館沉降監測與數據分析探究

張彬彬 林賜偉

摘 要：伴隨經濟社會的發展、建筑施工技術的提升，城市建筑中大型場館與高層建筑不斷涌現，探究大型場館在施工過程中的主體沉降情況，對于掌握與預測主體變形規律、確保建筑施工安全，具有重要的經濟與實踐價值。本文以某體育場館建設過程中的主體沉降監測為例，闡述其監測點位的布設原則、施測流程，并對采集到的數據進行了系統性分析，對類似工程的開展提供了參考依據。

關鍵詞：場館主體沉降；周期性監測；數據分析

大型場館等構筑物在施工建設與交付運營階段，因受巖土性質、地下水、外力與地質條件的制約，加之構筑物荷載的變化，使得構筑物主體在垂直方向產生下沉與上浮現象，若超過一定閾值，則易導致主體產生撓度與傾斜，甚至引發主體裂隙，須嚴格依照建筑物變形監測規范，掌握其沉降與形變規律，客觀預測其發展趨勢，有效保障構筑物的施工與運營安全。

1 沉降監測相關理論概述

建筑物主體沉降監測，即依托基準點與工作基點，通過對布設于構筑物主體關鍵部位的監測點實行周期性高程數據采集的方式，統計與研究建筑物主體各部分的沉降變形情況，進而判定其穩定狀態的觀測工作。

監測點的布設，應客觀反映監測對象的實際狀態及其變化趨勢，監測點布置在內力及變形關鍵特征點上，并滿足監控要求，且不妨礙監測對象的正常工作，減少對施工作業的不利影響。

監測設施均要做明顯標記，監測點是監測工作的重要標志，需要現場各方的共同保護，以保證數據的連續性并能夠及時準確地獲得數據；依照“五定”原則實施開展，通過固定觀測人員、固定監測設備、固定觀測路線、固定數據量測方式與固定數據采集環境，來盡量控制與減弱人為與環境因素對監測成果可靠性的影響，使得周期性監測數據具備可比性、確定性與可靠性。

2 沉降監測的技術要求

建筑物沉降監測實施，所參照的規范依據有《建筑變形測量規范》、《建筑地基基礎設計規范》和《國家一、二等水準測量規范》等，其中所涉及的三類點位分別為：

基準點、工作基點與監測點，其中前兩類作為水準環路起算的基準，對數據精度、點位穩定性的要求也最為嚴格，但相對于監測對象相對較少的工程項目，基準點可兼做工作基點使用，但要通過開展周期性復測、聯測等來確保起算點的穩定性；對于主體監測基準點的數據采集，往往按照二等水準測量的相關要求開展，其數據技術指標如表1所示：

3 大型場館沉降監測實例與工程數據分析

現有福州市馬尾區某綜合性體育場館工程，其施工建設與運營階段需對其主體開展相關的沉降監測工作，自2013年05月13日起至2014年11月25日止，實施周期性數據采集，并對相關數據進行匯總分析。

本項目所監測的綜合體育館布設了52個沉降觀測點，觀測時間從2013年05月13日開始到2014年11月25日結束，歷時561天，共進行沉降觀測14次。

沉降觀測采用瑞士產高精度水準儀NA2，配合GPM3平行玻璃板測微器，按逆時針方向進行環形閉合路線觀測，最后閉合于基準點上。每個測站儀器擺設的位置距前后標尺盡可能相等。在變形影響范圍外設置三個基準點，在每次觀測前對基準點進行復核。

通過定期地測量觀測點相對于穩定的水準點的高差以計算觀測點的高程，并將不同時間所得同一觀測點的高程加以比較，從而得出觀測點在該時間段內的沉降量。環形閉合差按三等水準精度要求，fn≤0.6，n為測站數。

本綜合性場館的監測點中累計沉降量最大值為17.95mm，發生在M8#測點；沉降速率最大值為0.188mm/d，發生在M6#測點（2013年05月28日），最后第二個觀測周期的平均沉降速率為0.009mm/d；最后一個觀測周期的平均沉降速率為0.009mm/日且各點的沉降速率均已小于0.02mm/d。

根據《建筑變形測量規范》的相關規定，若最后兩觀測周期的平均沉降速率小于0.02mm/d，可以認為整體趨于穩定，如果各點的沉降速率均小于0.02mm/d，即可對監測對象終止觀測；根據監測數據分析，該綜合體育館已趨于相對穩定狀態，故停止對該綜合場館的主體沉降監測工作。

4 結語

作為大型場館施工建設的必要環節，其實際沉降監測中存在數據采集密度大、主體監測時間久、數據平差要求高等特點，因而加強大型場館的沉降監測工作，對掌握建筑物主體沉降變化規律、維護施工建設安全具有極其重要的客觀意義。

本文以沉降監測的概述與相關技術指標為理論基礎，以福州市馬尾區某綜合性體育場館沉降監測項目為工程依托，探究其數據采集的相關方法與數據處理分析的成果，有利于類似沉降監測工程的科學實施。

參考文獻：

[1] 王巨才，李文杰，李蘭勇.形體異常建筑物的沉降監測與預測[J].礦山測量，2006（02）.

[2] 吳志剛.沉降監測成果質量檢查方法研究[J].山西建筑，2013（23）.

[3] 韋書東.數字水準儀在建筑物沉降監測控制網中的應用[J].安徽理工大學學報（自然科學版）.，2009（01）.

[4] 張弘笙.某建筑物的沉降監測方案與精度分析[J].工程與建設，2009（05）.

作者簡介：

張彬彬（1989 -），現為福建省建筑工程質量檢測中心有限公司助理工程師，主要從事地基基礎檢測、地基基礎監測等相關工作；林賜偉（1990 -），福建省建筑工程質量檢測中心有限公司助理工程師，從事地基基礎檢測、地基基礎監測等方面的研究。