工程建筑物的變形觀測

江超

摘要：建筑物的變形觀測在工程測量工作中起著非常重要的作用，它能保證建筑物在興建到運營期間的的安全。因此，本文對建筑物變形觀測的基本原理及具體實施措施進行論述，也是很有必要的。

關鍵詞 ：建筑物；變形觀測；工程測量；安全；基本原理；實施措施

1、前言

隨著我國建筑事業的發展，形狀怪異、結構復雜的高大建筑日益增多，變形觀測工作愈來愈受到人們的重視。這一工作從建筑物施工開始一直到工程結束及后期運營期間都需要進行不斷的監測，及時發現并解決問題，保證建筑物的安全，進而保證人員及財產的安全。

2、建筑物變形觀測的原理

2.1 建筑物變形原因

對于建筑物變形原因歸納起來主要有三點。一是與建筑物自身原因，即建筑物自身荷重大小、結構類型、高度及動荷載的作用等引起建筑物變形；二是外界自然條件及變化的影響，即建筑物地基地質條件、水文地質條件、土壤的特性、外界溫度等都能引起建筑物變形。三是建筑物施工及運營期間工作安排有失合理，如勘察設計、施工、運營中人員管理的欠缺等。且這些因素之間都是相互聯系，相互制約的。

2.2 建筑物變形分類

建筑物的變形分靜態變形和動態變形兩種形式。前者指其變形值是時間的函數；而后者是在外力作用下產生的變形，表示建筑物在某一時刻的瞬時變形。兩種類型相互作用，共同影響。

2.3 變形觀測的主要任務

長期對需要觀測點進行重復觀測，并記錄各觀測周期的數據，通過對周期內觀測的數據進行統計歸納，求得其變化量，這便是變形觀測的主要任務。

2.4 變形觀測的主要內容

1）變形觀測類型

其類型包括沉降觀測、傾斜觀測、裂縫觀測、位移觀測。沉降觀測主要用于觀測地基的沉陷；傾斜觀測和裂縫觀測主要用于觀測建筑物自身情況；位移觀測主要用于工業企業、科學試驗及軍事設施的各種設備等的觀測。

2）變形觀測方法

在我國，對于不同內容的變形觀測，其精度要求在測量規范中都有明確規定。不同等級，不同精度的變形觀測，所采用的觀測方法也不相同。如可采取經緯儀導線測量、廣電測距儀、三角測量、幾何水準測量等方法。

3）變形觀測的頻率

變形觀測的頻率或次數取決于建筑物變形值的大小，變形速度快慢和觀測的目的。

4）變形觀測控制網的布設

建筑物變形觀測結果的準確性以及其數據能否正確反映出建筑物的實際變形，與其變形觀測控制網的布設是否合理、全面有直接關系。必須遵循以下幾點原則：

①控制網起算點和終點要穩固的布設在非變形區，且與觀測點不易過遠；

②控制網圖形結構應盡量簡單；

③控制網應盡量布設一次全面網；

④控制網布設要滿足用戶需求為準；

⑤采用先進技術，選用精準儀器；

⑥坐標系統要與建筑施工系統一致。

3、建筑物變形觀測實施措施

3.1 變形觀測的過程

1）前期工作

編寫觀測技術任務書。承擔觀測單位要根據任務書編寫測量工作計劃，此計劃又包括水準測量線路圖，精確度計算及觀平差計算方法。

2）中期工作

沿測繪區水準標石鋪設水準路線，并在國家高程系統中確定其高程與最近一個國家水準高程點之間路線。測量建筑物沉降觀測時，要先對沉降標志進行水準測量，后測量其溫度，并確定地下水位及組成，找出產生沉降的原因。計算閉合環的閉合差，并根據其是否在限值范圍內，評定外業觀測精度，從而計算沉降速度。

3）后期工作

首先補充完整有關建筑物地基沉降及變形資料；其次繪制建筑物溫度和地下水位波動曲線圖；最后記錄建筑物地基及墻壁的直接目測結果。

3.2 變形觀測網的布設

水準基點是測定變形觀測點垂直位移的依據，又是沉降觀測的基準點，其構造與布設要長期保持穩定不變。因此，必須埋設在基巖上，同時為了避免溫度和遮光差的影響，應采用石標。

觀察水準基點高程變化，可將水準基點按近似等邊三角形埋設，以等邊三角形三個頂點為水準基點，以三角形中心到三個頂點等距處設置固定測站，觀測三基準點的高差。

要確保觀測點的位置能真正反映建筑物的沉降，在選擇觀測點時就應該根據建筑物地質條件、建筑物結構、內部應力及與建筑物連接牢固等確定，同時還要選擇在最具代表性的地方。

下面我們介紹一下保證水準基點穩定及長期保存的措施：利用城建部門建立的水準基點和各級平面控制點。在基礎穩定的老建筑上設置墻上水準基點。在隱蔽、安全且視線良好設置淺埋水準基點。

此外，建筑物的形狀、結構、地質條件等也是影響觀測點設置的因素。通常其布測點設置在建筑物主樓、裙樓、四周角點、沉降縫及樁形不同的兩側和地質條件有明顯變化的區域內。

3.3 變形觀測資料的整理

3.3.1 變形觀測資料內容

1）觀測后及時檢測觀測內容記錄，若有遺漏或錯誤及時補充、改正。

2）觀測后根據觀測結果計算處理各種數據，得出我們想要的數據。

3）按順序填寫各種變形值。

4）繪制建筑物變形曲線及變形分布圖。

3.3.2 變形觀測資料分析

1）成因分析，分析地殼變形敏感點與建筑物結構與作用在其上的荷載，得出變形原因及規律。

2）統計分析，分析觀測數據，找出變形規律。

3）預測分析，根據確定的變形數值與影響因素的關系，評估建筑物的安全性。

3.4.1 評定目的

1）確定數據達到要求

2）剔除粗差

3）提前發現錯誤

4）保證提供可靠數據的正確性

3.4 評定意義

3.4.2 誤差限值

備注：

M△h——每公里水準測量往、返測高差中數的偶然中誤差；

Mw ——每公里水準測量往、返測高差中數的全中誤差。

4、結語

隨著城市進程化的發展，形狀怪異、結構復雜的高大建筑物不斷出現，對于這些建筑物的變形觀測的重要性大家可想而之。因此，變形觀測越來越被人們重視，越來越被廣泛應用在各類建筑中。

參考文獻：

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