静力水准测量法在房建工程沉降观测中的应用

静力水准测量法在房建工程沉降观测中的应用

赵德永1关中渤2杨海龙3

中国建筑第八工程局有限公司华北公司 天津  300450

摘要：近年来，建筑项目逐步增多，此类项目具备基坑规模大、主体结构复杂的特点，给建筑项目施工带来了一定安全隐患。在对建筑物进行沉降观测及其预测的过程中，相关单位首先需要对工程概况做到全面明确，然后以此为依据，结合相应的观测与计算方法来进行沉降观测方案的合理制定，并做好观测点的布设以及质量精度评价工作，最后再对具体的沉降情况进行分析。通过这样的方式，才可以确保建筑物沉降观测、预测的效果，为相应的处理措施应用提供有力支撑。

关键词：静力水准测量法；房建工程；沉降观测；应用

引言

近年来，随着我国建筑行业的蓬勃发展和城镇化水平的不断提高，、超建筑在城市中越发普遍。然而，随着楼层的不断增加、荷载逐渐增大，建筑物的沉降量逐渐加大。为了建筑物建设与运营的安全，在建筑物施工过程中必须对其沉降量进行监测，以便及时发现问题并做相应处理，保证建筑物的正常使用寿命和安全性。建筑物发生沉降的原因既有外部因素的影响，也有内部因素的制约，归纳起来主要包括地基基础处理不合理、建筑场地选址不当、规划不合理、基础方案失误等。

1变形监测的特点

1.1周期性重复观测

变形观测的主要任务是周期性地对观测点进行重复观测，以求得其在观测周期内的变化量。周期性是指观测的时间间隔是固定的，不能随意更改；重复性是指观测的条件、方法和要求等基本相同。在观测时，每一期观测应等精度进行，测量人员、仪器、作业条件都应相对固定。比如在进行沉降观测时，要求在规定的日期，按照设计的路线和精度进行观测，水准网形原则上不准改变，测量仪器一般也不能更换，对于某些测量要求较高的情况，连测站位置也应基本不变。

1.2多学科综合分析

变形监测的分析涉及的学科领域较多，比如地质学、工程力学、岩土知识、土木工程等，还会涉及计算机软件编程、图形图像处理知识。

2静力水准测量法在房建工程沉降观测中的应用

2.1测量原理

静力水准仪系统是测量高差及其变化的精密仪器，所有测点的垂直位移均是相对其中一点变化，该点的垂直位移是相对恒定的，以便能精确计算出静力水准仪系统各测点的沉降变化。具体工作原理：将各个需要监测的点使用管道连接，内部液体保持在同一水平线上，利用高精密度传感器测量出各个容器的液位，悬吊式的自由浮筒为其传感器，假设在监测过程中，监测点位置发生变化，仪器内的液体也会同时发生变化，传感器就能自动感应到浮筒的悬浮力，从而可以得到基准点高程及监测点高程变化。

2.2沉降观测程序要求

沉降观测严格遵循监测点必须固定、仪器设备必须固定、技术人员必须固定、观测路线固定、方法程序必须固定、外业观测条件要大概相同的原则。按照此程序观测可以减小测量误差对外业采集数据质量的影响。除此之外，每一测站的观测程序必须严格按照规范的要求执行；观测时应尽量避免强光直射，成像清晰、稳定后才能读数；外业采集数据的相关计算、校核都必须在现场完成，做到边记录边计算边校核；控制网应定期检测。

2.3沉降观测记录整理

在观测沉降时，应该保证随时性的测量数据予以记录。在观测活动完成以后，及时将观测的数据记录在表格中，若存在异常现象需查明原因，并对其进行复测，并对异常现象进行处理。在观测正常的情况下，计算出多次观测结果的平均值，并获取观测点的高程与沉降量，绘制出沉降曲线图。对沉降观测的结果进行研究分析，及时将观测结果反馈给城建部门及地方主管部门，为类似工程项目总结出沉降规律，同时还可以分析出对建筑物沉降造成影响的各项因素，为施工单位提供施工指导，为勘察设计单位提供参考数据。由于受到施工及生产活动的影响，观测点、水准点所处的环境有极有可能会产生波动，这种波动会导致后续的观测过程中，前期设置的观测点与水准点无法实现通视。例如，在第一次观测时，记录基础工程的施工进度；第二次观测时，主体结构的施工已经完成；第三次观测时，外部脚手架已经全部搭设完成。假如按照既定的观测方案实施观测活动，那么可能会出现无法通视的现象。为有效避免对正常观测活动造成影响，应提前作出精细的规划，估测出产生障碍物的具体部位，并对测量设备安装的最佳位置进行分析，选择相对比较稳定的沉降观测点作为临时性的水准点，各个水准点之间可以形成闭合状态。

2.4监测内容、方法、频率

1）监测内容：观测裂缝发展、垂直和水平位移。2）工作方法：采用莱卡全站仪观测监测点的空间坐标及高程，使用卷尺量测裂缝的变化宽度。3）工作程序：观测点每隔40m在边坡最高位置进行设置，一般设置在开挖线外2m，采用钢筋混凝土进行固定桩位，通过主要控制点对埋设的桩位位移、高程进行测量。4）工作频率：以7d为1个周期，遇到特殊天气需要在雨后增加1次监测。边坡完成后至通车前，周期延长至14d，通车后1.5a内，1个月观测1次，过程中根据现场情况进行加密，若变形明显加大，应持续监测。

2.5图像处理

建筑物沉降监测的目的是通过不同时期对同一监测点的坐标测量获取建筑物在一段时间内的相对沉降量。基于学习的超分辨率算法应用在建筑物沉降检测图像数据处理中,主要是为了使建筑物检测图像的边缘轮廓更明显,有利于做建筑物检测图像特征点匹配。采用FSRCNN算法对建筑物沉降检测图像进行图像重建,其优点为直接将原始低分辨图像(LR)作为模型输入,在模型末端引入反卷积层代替双线性插值(Bicubic)操作,从而保证网络模型的计算复杂度仅与LR图像大小成比例;在映射层的前后分别设置了压缩层和扩展层,在保证网络模型精度的同时,减少了过多网络模型参数对其运行速度的影响;所以构建了五步神经网络模型,分别为特征提取、特征压缩、非线性映射、特征扩展以及高分辨率重建。

2.6优化沉降观测管理

首先，建筑所有施工人员必须严格落实质量保证体系，加强每一名施工人员质量观念，形成“质量第一”的观念，保证干挂空心陶瓷板沉降观测质量。其次，施工现场观测人员应该熟练掌握施工测量、干挂空心陶瓷板观测等的专业知识与技能，而且面对观测过程中的突发问题可以及时做出应对。再次，干挂空心陶瓷板施工期间，采用观测仪器设备务必提前组织检定，确定合格之后进场。仪器设备使用过程中也不能忽略维护、保养，使其能够始终维持在最佳的运行状态。最后，按照委托方所提高资料，编制干挂空心陶瓷板沉降观测技术方案。施工人员做好技术交底，针对观测全过程展开质量控制，对于一些关键的观测环节，还需设置质量管控点。

结语

综上所述，在建筑物沉降量观测中，相关单位一定要做好观测方案的设计，并通过合理的技术措施来进行观测。通过这样的方式，才可以获得准确的观测结果，实现建筑沉降与变形情况的及时获悉，使其得到及时有效的处理，最大限度地确保建筑的质量与安全。

参考文献

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