城市轨道交通工程周边建筑物沉降监测指导手册

城市轨道交通工程周边建筑物沉降监测指导手册一、引言城市轨道交通工程在建设和运营过程中，由于施工活动如盾构掘进、基坑开挖等，会对周边土体产生扰动，进而可能导致周边建筑物出现沉降。为确保周边建筑物的安全稳定，保障轨道交通工程的顺利实施和周边居民的正常生活，对周边建筑物进行沉降监测至关重要。本指导手册旨在为城市轨道交通工程周边建筑物沉降监测工作提供全面、详细的操作指南。二、监测准备（一）资料收集1.收集轨道交通工程相关资料，包括工程设计图纸、施工方案、地质勘察报告等。了解工程的施工工艺、施工进度计划以及工程区域的地质条件，如土层分布、地下水位等，以便分析可能对周边建筑物产生的影响。2.收集周边建筑物的详细资料，如建筑物的基础类型（桩基础、条形基础等）、结构形式（框架结构、砖混结构等）、建造年代、层数、高度等。这些信息有助于评估建筑物的自身承载能力和对沉降的敏感程度。3.收集周边环境资料，包括周边地下管线分布情况（如给排水、燃气、电力等管线）、周边道路状况等。地下管线的变形可能会影响建筑物的正常使用，道路的交通荷载也可能对建筑物沉降产生一定影响。（二）监测方案制定1.根据收集到的资料和工程实际情况，确定监测项目。一般包括建筑物的沉降量、沉降速率、倾斜等。对于一些特殊建筑物或有特殊要求的情况，还可增加裂缝监测、水平位移监测等项目。2.确定监测点的布置原则和数量。监测点应布置在能反映建筑物沉降特征的位置，如建筑物的角点、中点、沉降缝两侧等。监测点的数量应根据建筑物的规模、形状和复杂程度合理确定，一般每栋建筑物不少于4个监测点。3.确定监测周期和频率。监测周期应从轨道交通工程施工前开始，直至工程竣工后一段时间，以全面掌握建筑物在整个施工过程及后期的沉降变化情况。监测频率应根据施工进度和建筑物的沉降情况动态调整，在施工高峰期和建筑物沉降变化较大时，应适当增加监测频率。4.选择合适的监测方法和仪器设备。常用的沉降监测方法有水准测量法、静力水准测量法等。水准测量法是最常用的方法，具有测量精度高、操作简便等优点；静力水准测量法适用于自动化监测，可实现实时数据采集。监测仪器设备应具有较高的精度和可靠性，如高精度水准仪、电子水准仪、静力水准系统等，并定期进行校准和维护。（三）人员培训对参与监测工作的人员进行专业培训，使其熟悉监测方案、监测方法和仪器设备的操作使用。培训内容包括沉降监测的基本原理、监测点的布置和保护、仪器设备的操作规范、数据处理和分析方法等。通过培训，提高监测人员的业务水平和责任心，确保监测工作的质量和数据的准确性。三、监测点布置（一）建筑物本体监测点布置1.对于一般建筑物，在建筑物的角点、纵横墙交接处、沉降缝两侧等位置布置监测点。监测点应埋设在建筑物的基础上或靠近基础的结构上，以准确反映建筑物的沉降情况。2.对于大型建筑物或形状不规则的建筑物，除在上述位置布置监测点外，还应在建筑物的中间部位、不同结构形式的交界处等位置增设监测点，以全面掌握建筑物的沉降分布情况。3.监测点的埋设应牢固可靠，避免受到外界因素的干扰和破坏。一般采用金属标志或混凝土标志，标志应露出地面一定高度，便于观测。（二）周边环境监测点布置1.在轨道交通工程与周边建筑物之间的土体中布置土体沉降监测点，以了解施工对土体的扰动情况和土体的沉降变化规律。土体沉降监测点可采用分层沉降标或深层沉降标，根据地质条件和工程需要确定埋设深度和数量。2.在周边地下管线附近布置管线沉降监测点，监测地下管线的沉降情况。管线沉降监测点可采用抱箍式标志或直接在管线上钻孔埋设标志，标志应与管线紧密连接，确保监测数据的准确性。四、监测方法与实施（一）水准测量法1.测量原理：水准测量法是利用水准仪提供的水平视线，测量两点之间的高差，从而计算出监测点的高程变化。通过多次测量同一监测点的高程，可得到该监测点的沉降量。2.测量步骤建立水准控制网：在监测区域内选择稳定可靠的点作为水准控制点，建立水准控制网。水准控制点应定期进行复核，确保其高程的准确性。观测前准备：检查水准仪的各项性能指标，如视准轴与水准管轴的平行度等，确保仪器处于良好的工作状态。准备好水准尺，检查水准尺的刻度是否清晰、尺身是否垂直。观测：按照水准测量的操作规程进行观测，一般采用往返测或单程双转点法进行测量，以提高测量精度。观测时，应严格控制视线长度、前后视距差等测量误差，确保测量数据的准确性。数据记录与处理：将观测数据及时记录在测量手簿上，记录内容包括观测日期、时间、观测点编号、后视读数、前视读数等。观测结束后，对测量数据进行平差计算，计算出各监测点的高程和沉降量。（二）静力水准测量法1.测量原理：静力水准测量法是利用连通管原理，通过测量各监测点之间的液体高差来确定监测点的沉降变化。静力水准系统由多个静力水准仪和连通管组成，各静力水准仪通过连通管相连，当某个监测点发生沉降时，该点的静力水准仪内的液面会发生变化，通过测量液面的变化量即可得到该监测点的沉降量。2.测量步骤系统安装：根据监测方案的要求，在各监测点安装静力水准仪，并通过连通管将各静力水准仪连接起来。安装过程中，应确保静力水准仪的水平度和连通管的密封性，避免液体泄漏和气体进入。初始化：在系统安装完成后，对静力水准系统进行初始化，即测量各静力水准仪在初始状态下的液面高度，作为后续测量的基准值。数据采集：通过数据采集仪定期采集各静力水准仪的液面高度数据，并将数据传输到计算机中进行处理。数据采集频率可根据监测要求进行设置。数据处理：对采集到的数据进行处理，计算出各监测点的沉降量和沉降速率。在数据处理过程中，应考虑温度、气压等因素对测量结果的影响，并进行相应的修正。五、数据处理与分析（一）数据整理1.对每次监测得到的数据进行整理，检查数据的完整性和准确性。剔除明显错误或异常的数据，如观测过程中出现的仪器故障、人为误读等原因导致的数据异常。2.将整理后的数据录入到计算机中，建立监测数据库，便于数据的管理和查询。监测数据库应包括监测点编号、监测日期、高程、沉降量、沉降速率等信息。（二）数据分析方法1.绘制沉降时间曲线：以监测时间为横坐标，沉降量为纵坐标，绘制各监测点的沉降时间曲线。通过沉降时间曲线可以直观地反映建筑物的沉降变化趋势，判断建筑物的沉降是否稳定。2.计算沉降速率：根据相邻两次监测的沉降量和时间间隔，计算各监测点的沉降速率。沉降速率是判断建筑物沉降是否正常的重要指标之一，当沉降速率超过一定限值时，应及时分析原因并采取相应的措施。3.进行回归分析：对沉降时间曲线进行回归分析，建立沉降与时间的数学模型，预测建筑物的未来沉降趋势。常用的回归分析方法有线性回归、非线性回归等。（三）数据预警1.根据建筑物的设计要求、工程经验和相关规范标准，确定沉降预警值。沉降预警值一般包括沉降量预警值和沉降速率预警值。2.当监测数据达到或超过预警值时，应立即发出预警信号，并及时通知相关部门和人员。相关部门和人员应迅速对预警情况进行分析和处理，采取增加监测频率、调整施工参数、对建筑物进行加固等措施，确保建筑物的安全。六、监测成果提交（一）监测报告内容1.监测工作概况：包括监测项目名称、监测目的、监测范围、监测周期、监测方法和仪器设备等。2.监测点布置情况：包括监测点的位置、数量、埋设方式等，并附监测点布置图。3.监测数据及分析结果：包括各监测点的沉降量、沉降速率、沉降时间曲线等，并对监测数据进行分析和评价，判断建筑物的沉降是否正常。4.预警情况及处理措施：记录监测过程中出现的预警情况、采取的处理措施和处理效果。5.结论与建议：根据监测结果，对建筑物的安全状况进行评估，提出进一步的监测建议和工程措施建议。（二）报告提交时间和方式监测报告应按照监测方案的要求定期提交，一般分为阶段性监测报告和最终监测报告。阶段性监测报告应在每个监测阶段结束后及时提交，最终监测报告应在监测工作结束后提交。监测报告可采用书面报告和电子报告相结合的方式提交，书面报告应打印装订成册，电子报告应采用通用的数据格式存储。七、质量控制与安全管理（一）质量控制1.建立质量管理制度，明确监测工作的质量目标和质量责任。对监测工作的各个环节进行质量控制，包括监测方案的制定、监测点的布置、仪器设备的操作使用、数据处理和分析等。2.定期对监测仪器设备进行校准和维护，确保仪器设备的精度和可靠性。校准和维护工作应按照仪器设备的使用说明书和相关规范标准进行，并做好记录。3.对监测数据进行质量检查和审核，采用不同的方法对同一监测点的数据进行对比分析，确保监测数据的准确性和一致性。（二）安全管理1.制定安全管理