在城市進行建筑物沉降觀測時基準點的埋設及其穩定性檢驗

摘 "要：該文通過沉降觀測基準點的埋設類型、埋設方式及各個類型的優缺點等論述分析，從埋設基準點的經濟成本、埋設方法簡易程度、基準點的穩定性、觀測方便程度等綜合考慮，得出在城市進行沉降觀測時，墻上水準點作為沉降觀測基準點是比較理想的埋設方式。同時采用“限差檢驗法”，詳細分析推導出基準點穩定性檢驗公式，通過實例說明該方法檢驗基準點穩定性既簡單方便，又能快速判斷基準點是否穩定。

關鍵詞：沉降觀測；基準點；埋設；限差檢驗法；穩定性檢驗

中圖分類號：TU196.2 " " "文獻標志碼：A " " " " "文章編號：2095-2945（2024）20-0154-05

Abstract： Based on the discussion and analysis of the embedment type， embedment mode and the advantages and disadvantages of each type of settlement observation benchmark， this paper comprehensively considers the economic cost of embedment the benchmark， the simplicity of the embedment method， the stability of the benchmark， the convenience of observation and so on. It is concluded that when the settlement observation is carried out in the city， it is an ideal way to bury the benchmark on the wall as the benchmark of settlement observation. At the same time， the stability test formula of the benchmark is analyzed and deduced in detail by using the \"finite difference method\". The example shows that this method is not only simple and convenient to test the stability of the benchmark， but also can quickly judge whether the benchmark is stable or not.

Keywords： settlement observation; benchmark; embedment; finite difference method; stability test

當前，隨著城鎮老舊小區改造、棚戶區改造等項目的開展，需要進行建筑物的沉降觀測，而建筑物的沉降觀測是以基準點為基礎開展工作?！盎鶞庶c是進行建筑物變形測量工作的基礎和參照。對基準點的最基本要求就是在建筑變形測量全過程中應保持穩定可靠。[1]”因此，在進行建筑物沉降觀測前，基準點在哪兒埋設、如何埋設、埋設后的基準點是否穩定等問題必須得到確定和解決。

1 "基準點埋設

“建筑變形測量的基準點應設置在變形影響范圍以外且位置穩定、易于長期保存的地方。[1]”建筑物沉降觀測基準點的埋設受周圍環境、地理地質等多種因素影響。因此，選擇基準點在哪兒埋設、如何埋設，要根據具體工程項目所處位置的周圍環境、地理環境、地質條件等進行埋設。根據文獻[1]、[2]有3種埋設方式。

直埋型基準點：這是最常用的埋設方式，根據地質地層條件，又分為淺埋型基準點和深埋型基準點。

淺埋型基準點適用于地表水較淺或雨水較少，基巖層或原狀土等穩定層較淺的地區。它埋設成本較低，但注意埋設深度應當在當地凍土線0.5 m以下。埋設方式常為混凝土普通水準標石和淺埋鋼管水準標石[1]。

當埋設場地內原狀土或基巖等穩定層較深時，可采用深埋型基準點。由于深埋型基準點一般是用鉆機打孔的方式進行埋設，并在基巖底采用混凝土現澆，因此埋設成本比較高，埋設工藝也比較復雜[2]。最常用的埋設方式為深埋鋼管水準基點標石和深埋雙金屬管水準基點標石[1]。

墻上水準基準點：就是在距離大于擬建工程建筑基礎最大深度的2倍、且比較穩固的建筑物上安裝觀測標志。一般選擇埋設在建筑物一層的柱體上。墻上水準基準點的埋設與建筑物沉降觀測點埋設方法一致，埋設方法簡單，埋設成本較低，但是容易受到觸碰等周圍環境的影響，應加設防護圈或防護盒，埋設方式如圖1所示。

基巖型基準點：就是在裸露的基巖或巖壁上設置水準基準點標志。這種方式的特點是埋設簡單，埋設成本低，受外界環境、凍土層影響小，是穩定性最好的一種埋設方式。但是適合埋設基準點標志的裸露基巖或巖壁在大多數工程項目中是很少的。

在工程實踐中，基準點的選定是一個難點。從埋設基準點的經濟成本、埋設方法簡易程度、基準點的穩定性而言，基巖型基準點優于墻上水準基準點，墻上水準基準點優于深埋型基準點。對于具體工程項目，要從埋設基準點的經濟成本、埋設方法簡易程度、基準點的穩定性、觀測方便程度等綜合考慮，要具體問題具體分析，選擇一種較為適合的方式埋設基準點。

在城市中，樓房林立，大街小巷貫穿其中，道路地下管線密布。因此在城市進行沉降觀測時，根據城市樓房多的特點，在那些比較穩固的、不受擬建工程影響的建筑物上埋設基準點成了一種理想的選擇。

近年來，在城市進行沉降觀測時，采用墻上水準基準點的埋設方法，既經濟、穩定，又方便、實用，很好地解決了在城市里埋設基準點比較困難的問題。實踐證明，在許多城市建設項目中，利用原建筑物上沉降觀測點作為基準點進行沉降觀測，取得了良好的觀測效果。圖2是一些墻上水準基準點埋設的實例。

2 "基準點穩定性檢驗

無論采用哪一種埋設方式，在長期的沉降觀測中，都要定期對基準點進行復測，根據測量結果對基準點的穩定性進行檢驗分析?；鶞庶c穩定性檢驗方法很多，如文獻[3]、[4]、[5]所介紹的“平均間隙法”、文獻[6]所介紹的t檢驗法、文獻[7]所介紹的VT檢驗法等，這些方法都是基于數理統計原理的基準點穩定性檢驗方法。現在討論一種基于“限差檢驗法”[8]的基準點穩定性檢驗方法。

2.1 "“限差檢驗法”的思路

在2個觀測周期中，對各基準點組成的水準網中基準點進行同一線路、同一方法等基本相同環境條件下的兩次連續觀測，經過獨立平差計算后，得到兩次觀測平差值之間的差值，這個差值是由基準點變形和測量誤差疊加引起的。假如基準點沒有變形，那么這兩次觀測平差值的差值是由基準點測量誤差引起的。因此，基于這一思路，當兩次觀測高差值的差值不大于測量中誤差的極限值時，說明基準點是穩定的。

2.2 "“限差檢驗法”的穩定性檢驗原理

將各個基準點組成水準網后，確定測量等級。按照JGJ 8—2016《建筑變形測量規范》的等級要求，采用相應的水準儀型號、標尺類型、觀測順序、往返測或單程雙測站方式進行水準測量。觀測完成后，對所有基準點分別按兩兩組合，計算本期平均值后的高差值與上期平均值后的高差值之間的差值。由兩次高差的差值是否不大于測量中誤差的極限誤差，來判斷基準點的穩定性。

2.3 "兩次觀測高差的差值的中誤差計算分析

2.3.1 "往返測量兩基準點高差測量中誤差

經過n個測站測定的A、B兩基準點間的高差為

3 "工程實例

蘭州市某單位遷建職工家屬樓項目是4幢地下2層地上33層的高層住宅樓。該擬建工程項目場地北側為邊坡擋土墻，南側為街道，西側為2棟1990年代5層磚混結構、基礎為樁筏基礎的住宅樓，東側為3棟1990年末4層磚混結構、基礎為樁筏基礎的住宅樓。該項目基坑深度7.4 m，東側建筑物距基坑東側上口線18～20 m，西側建筑物距基坑西側上口線16 m，北側擋土墻坡底距北側基坑上口線15 m，南側上開口線10 m。

東、西側5棟建筑物上均有原進行沉降觀測時留下的沉降觀測點標識。選取周邊建筑物上的4個原有沉降觀測點作為沉降觀測基準點CJZ1、CJZ2、CJZ3、CJZ4（詳細位置如圖3所示）。

為了防止在施工期間基準點遭碰撞或破壞，給每個選取的基準點加裝保護環。將沉降觀測基準點CJZ1、CJZ2、CJZ3、CJZ4布設成如圖4所示的沉降觀測基準點網圖，采用Leica DNA03電子水準儀、按JGJ 8—2016《建筑變形測量規范》二等水準要求往返觀測。

2020年6月28日進行了第一次觀測，2020年8月29日進行了第二次觀測。每次測量后，對所有基準點分別按兩兩組合，計算第二次平均后的高差數據與第一次平均后的高差數據之間的差值，再根據公式（10）計算兩期高差之差的限差，其中σ取值為0.5 mm，兩期高差觀測值、測站數、兩期高差之差、兩期高差之差的限差見表1。

從表1的計算結果可以看出，兩次測量的兩基準點的高差之間差值均小于其限差值，因此基準點CJZ1、CJZ2、CJZ3、CJZ4是穩定的。

4 "結論

1）實踐證明，在城市進行沉降觀測時，選取穩定、可靠、觀測方便的建筑物上的沉降觀測點作為基準點，是比較優先的埋設方式。為了免受周圍環境、施工作業等影響，應為其安裝保護盒或保護環。如果擬建項目場地有裸露基巖或巖壁，那么選擇基巖型基準點是最優的埋設方式?？傊?，要根據擬建項目場地具體情況具體分析，合理選擇埋設基準點。

2）沉降觀測基準點穩定性檢驗采用“限差檢驗法”，操作起來簡單、方便。只要計算出沉降觀測基準網內的兩期所有兩兩基準點的高差之間的差值是否超過限差值，就可以快速判斷基準點是否穩定。但是該方法也有局限性。當出現多個差值超限不能判斷基準點穩定性時，此時需要結合基準點埋設情況、周邊環境變化情況進行具體問題具體分析，合理判斷哪些點是穩定的，哪些點是不穩定的。

3）通過上述實例說明，利用原建筑物上的沉降觀測點作為基準點，既經濟方便，又穩定可靠。同時采用“限差檢驗法”非常方便快速地檢驗基準點的穩定性。

參考文獻：

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