工程建筑物變形監測技術研究綜述

陸藝雙

（特變電工沈陽電力勘測設計有限公司，沈陽110026）

工程建筑物變形監測技術研究綜述

陸藝雙

（特變電工沈陽電力勘測設計有限公司，沈陽110026）

變形監測技術及其方法正在由之前傳統的、單一的監測模式向著立體式交叉市場的空間模式發展，自從網絡技術、現代化技術的出現，一些高科技的儀器也出現在變形監測中，比如高精度測量儀器、三維激光掃描技術，等等。這些技術手段的引入受到了廣大研究人員的關注和重視，現如今已經成為非常普遍的現代變形監測方法。

工程建筑物；變形監測技術；傳統大地監測法；現代自動化監測法

現代測量技術的發展以及計算機網絡技術的不斷更新，這些技術的出現為變形分析以及變形預報提供了更為堅實的技術支持。本文從工程建筑物的變形監測技術入手，分析了現代測量技術在工程建筑物變形監測領域中的應用。

1　變形監測方法

1.1變形監測非大地監測方法

我們在使用變形監測的非大地觀測儀器時，需要將其固定在變形的形體上或者是與之接近的區域內，不管怎樣安排監測儀器，都要求變形監測儀器要直接接觸到觀測部位，一部分監測儀器的結果是相鄰觀測標志或者是位置的一個位移，而另一部分儀器的最終觀測結果是可以直接測定物理量，進而間接求算幾何量，像后面的這類儀器是比較多的，而且儀器的類型也非常多，一般可以分為機械類、物理類，等等。

1.2變形監測傳統大地測量方法

大地測量方法最終獲得的觀測結果，其幾何意義不僅明確，而且還非常的直觀，因此從古至今都被廣泛的運用在各類的工程建筑物的變形觀測中，比如用于沉降觀測的幾何水準測量，用于位移觀測的三角測量，用于撓度觀測的精密水準測量，等等。隨著科學技術的不斷發展，在工程測量領域也出現了很多新的測量技術，但是在絕大多數情況下，傳統的大地測量方法始終是變形觀測的主要手段之一，而且在一些觀測項目上，常規的大地測量方法與現代化的空間定位技術相比還是有著極其顯著的優勢，比如在建筑物基礎沉降等方面。精密水準測量還是當前精度最高且成果最可靠的方法，但是傳統的大地測量檢測方法也有其弊端存在，傳統的大地測量檢測方法會受到地形等地質條件的制約，并不適合實現自動化監測。

1.3變形監測現代測量方法

1.3.1基于全站儀的變形監測

全站儀變形監測的技術優勢主要在于它的自動化程度高、精度高、三維監測技術，因此它在變形監測中的應用范圍非常廣泛。隨著科學技術的發展以及研究人員的不斷研究，現如今全站儀正向著智能化的方向發展，如新研制出的帶馬達驅動的全站儀在結合了激光技術以及CCD技術之后，可以實現測量過程的全自動化，因此也被業內人士稱為測量機器人。測量機器人可以自動搜索觀測目標，而且在較短時間內完成目標點的觀測，測量機器人與測量數據處理分析軟件系統相結合則能夠進一步實現變形監測的自動化。

1.3.2基于GPS的變形監測

GPS的使用是測量技術的又一項突破性的變革，GPS具有精度高、實時性、全天候作業等優點，再加上實時動態測量技術是以載波相位觀測量為根據的實時差分GPS測量技術。GPS與計算機技術、空間分析技術進行集成能夠實現變形分析的自動化，這樣也能夠實現遠程在線網絡實時監控，因此很多研究人員致力于實用性強、成本低的GPS的變形監測技術，希望可以推動GPS變形監測技術的應用范圍；還有一部分研究人員比較重視研究GPS垂直位移監測精度的研究，其研究目的是為了發揮其測定三維位移的優越性。

2　變形監測分析

隨著我國變形監測技術的發展，監測數據的采集方法也隨著技術手段的更新而不斷成熟，但是從監測數據的實際信息情況來看，變形監測技術依舊是變形監測領域所關注的重點。在對變形監測數據進行處理的時候，研究人員希望通過適當的方法來提取出能夠真實反映變形體變形規律的有效信息，這也能夠為工程設計以及災害的防治提供強有力的科學依據。

3　變形分析與預報的數學模型

變形分析建模主要是運用數學模型來模擬、揭示變形體的變形規律，其最終目的在于理解和預測變形體的動態變形規律。變形分析模型會根據分析目的的不同，分為幾個分析模型和物理分析解釋模型。比如FIG變形分析專門委員會就對其進行了變形模型的分類，如圖1所示。

圖1　變形模型分類Fig.1 Deformationmodelclassification

4　結語

工程變形監測技術的發展是隨著我國工程建筑物的發展而發展的，其發展方向主要是通過多傳感器的集成系統，對變形體進行一個實時的動態監測，從而進一步實現了內外業的一體化，自動化的數據處理，智能化的監測，再加上數字化的輸出結果和可視化的監測信息，使得工程變形監測技術的發展前景越來越好。當前，我國已經開展了工程安全監測等方面的工作，除此之外，利用現代化的系統作為指導標準，對于變形分析與預報來說也是一個非常好的研究方向，這一方向會涉及很多非線性學科的內容，比如信息論、控制論、突變論、分形、混沌理論、系統論，等等。人們在對自然災害的預測預報研究上，已經開始運用突變理論進行滑坡危險性的預測。

總地來講，隨著現代化測量技術的發展以及計算機網絡技術的提高，各種新的理論和方法都為變形分析和變形預報提供了有效的技術支持。

［1］李忠仁.高層建筑的變形監測［C］//重慶市測繪學會第三屆優秀論文評選獲獎論文暨2005-2006年度學術交流會論文選編.2008.

［2］張雷，李立新，劉益瓏.預應力管樁(PHC)施工監測及施工優化［C］//全國巖土與工程學術大會論文集（上冊）.2003.

［3］陳佳佳，陳偉清.工程建筑變形監測及數據處理方法探討［C］//全國測繪科技信息網中南分網第二十四次學術信息交流會論文集.2010.

［4］賀國元，張澤淵，史芳.門架雙樁——錨桿技術在基坑支護中的應用［C］//全國巖土與工程學術大會論文集（下冊）.2003.

［5］邱冬煒.熱力管線穿越地鐵隧道工程變形監測［C］//中國測繪學會第九次全國會員代表大會暨學會成立50周年紀念大會論文集.2009.

Research summary on deformation monitoring technology of engineering works

LUYi-shuang
(TBEA Shenyang Electric Power Survey anDDesign Co.,Ltd.,Shenyang110026,China)

The deformation monitoring technology anDmethods are developeDfromtraditional,singlemonitoringmode to three-dimensional crossmarket spacemode,since the emergence of the network technology,some high-tech equipment also appears in the deformation monitoring,such as high-precision measuring instruments,three-dimensional laser scanning technology anDso on.The introduction of these technicalmeanshasattracteDconcern anDattention of themajority of researchers,which noWhasbecome very commonmodernmethodsofdeformationmonitoring.

Engineering works;Deformation monitoring technology;Traditional grounDmonitoring method;Modern automaticmonitringmethod

TU196

A

1674-8646（2016）03-0146-02

2016-01-19