高層建筑主體傾斜觀測技術探究

陳吉祥

摘 要 本文對高層建筑變形觀測中的主體傾斜觀測技術進行了詳細的闡述，為高層建筑主體傾斜觀測提供技術方案參考。

關鍵詞 高層建筑;變形觀測;傾斜

測定建筑物傾斜的方法有兩類：①直接測定法;②間接推定（通過測量建筑物基礎相對沉降的方法來確定建筑物的傾斜）。

1直接測定法

（1）投點法。觀測時，應在底部觀測點位置安置量測設施（如水平讀數尺等）。在每測站安置經緯儀投影時，應按正倒鏡法以所測每對上下觀測點標志間的水平位移分量，按矢量相加法求得水平位移值（傾斜量）和位移方向（傾斜方向）。

對需要觀測的建筑物，通常對建筑物的四個陽角進行傾斜觀測，綜合分析整棟建筑物的傾斜情況。要求經緯儀應設置在離建筑物較遠的地方（距離最好大于1.5倍建筑物的高度），以減少儀器縱軸不垂直的影響。觀測時瞄準墻頂一點M，向下投影得一點N，投影時經緯儀在固定測站很好地對中嚴格整平，用盤左、盤右兩個度盤位置往下投影，分別量取水平距離，取其平均值即為NN1間的水平距離a。另外，以M點為基準，采用經緯儀測出角度α。H和H1也可用鋼尺直接量取，或用手持式激光測距儀測定。

不便埋設標志的塔形、圓形建筑物以及豎直構件，可以照準視線所切同高邊緣認定的位置或用高度角控制的位置作為觀測點位。

位于地面的測站點和定向點，可根據不同的觀測要求，采用帶有強制對中設備的觀測墩或混凝土標石。

對于一次性傾斜觀測項目，觀測點標志可采用標記形式或直接利用符合位置與照準要求的建筑物特征部位;測站點可采用小標石或臨時性標志。

根據垂直角α可按下式算出高度H=loga，則建筑物的傾斜度I=a/h，建筑物該陽角的傾斜量β=i（H+H1）最后，綜合分析四個陽角的傾斜度，即可描述整幢建筑物的傾斜情況[1]。

（2）測水平角法。對塔形、圓形建筑物或構件，每測站的觀測，應以定向點作為零方向，以所測各觀測點的方向值和至底部中心的距離，計算頂部中心相對底部中心的水平位移分量。對矩形建筑，可在每測站直接觀測頂部觀測點與底部觀測點之間的夾角或上層觀測點與下層觀測點之間的夾角，以所測角值與距離值計算整體的或分層的水平位移分量和位移方向。

（3）前方交會法。所選基線應與觀測點組成最佳構形，交會角宜在60?～120?之間。水平位移計算，可采用直接由兩周期觀測方向值之差解算坐標變化量的方向差交會法，亦可采用按每周期計算觀測點坐標值，再以坐標差計算水平位移的方法。

（4）吊垂球法。應在頂部或需要的高度處觀測點位置上，直接或支出一點懸掛適當重量的垂球，在垂線下的底部固定讀數設備（如毫米格網讀數板），直接讀取或量出上部觀測點相對底部觀測點的水平位移量和位移方向;

（5）激光鉛直儀觀測法。應在頂部適當位置安置接收靶，在其垂線下的地面或地板上安置激光鉛直儀或激光經緯儀，按一定周期觀測，在接收靶上直接讀取或量出頂部的水平位移量和位移方向。作業中儀器應嚴格置平、對中，應旋轉180°觀測兩次取其中數。對超高層建筑，當儀器設在樓體內部時，應考慮大氣湍流影響;

（6）激光位移計自動記錄法。位移計宜安置在建筑物底層或地下室地板上，接收裝置可設在頂層或需要觀測的樓層，激光通道可利用未使用的電梯井或樓梯間隔，測試室宜選在靠近頂部的樓層內。當位移計發射激光時，從測試室的光線示波器上可直接獲取位移圖像及有關參數，并自動記錄成果;

（7）正錘線法。錘線宜選用直徑0.6～1.2mm的不銹鋼絲，上端可錨固在通道頂部或需要高度處所設的支點上。穩定重錘的油箱中應裝有黏性小、不冰凍的液體。觀測時，由底部觀測墩上安置的量測設備（如坐標儀、光學垂線儀、電感式垂線儀），按一定周期測出各測點的水平位移量。

（8）攝影測量法。當建筑物立面上觀測點數量較多或傾斜變形比較明顯時，也可采用近景攝影測量方法[2]。

2間接推定法

（1）傾斜儀測記法。采用的傾斜儀（如水管式傾斜儀、水平擺傾斜儀、氣泡傾斜儀或電子傾斜儀）應具有連續讀數、自動記錄和數字傳輸的功能。監測建筑物上部層面傾斜時，儀器可安置在建筑物基礎面上，以所測樓層或基礎面的水平角變化值反映和分析建筑物傾斜的變化程度;

（2）測定基礎沉降差法。可在基礎上選設觀測點，采用水準測量方法，以所測各周期的基礎沉降差換算求得建筑物整體傾斜度及傾斜方向。

主體傾斜觀測的周期通常按如下方法確定：

1）主體傾斜觀測的周期，可視傾斜速度每1～3個月觀測一次。如遇基礎附近因大量堆載或卸載、場地降雨長期積水等而導致傾斜速度加快時，應及時增加觀測次數。

2）施工期間的觀測周期，應隨施工進度并結合實際情況進行。一般建筑，可在基礎完工后或地下室砌完后開始觀測，大型、高層建筑，可在基礎墊層或基礎底部完成后開始觀測。觀測次數與間隔時間應視地基與加荷情況而定。民用高層建筑可每加高1～5層觀測一次;工業建筑可按不同施工階段（如回填基坑、安裝柱子和屋架、砌筑墻體、設備安裝等）分別進行觀測。如建筑物均勻增高，應至少在增加荷載的25%、50%、75%和100%時各測一次。施工過程中如暫時停工，在停工時及重新開工時應各觀測一次。停工期間，可每隔2～3個月觀測一次。

3結果判定

建筑物主體傾斜的容許值見《建筑變形測量規范》JGJ/T 8-2016[3]相關規定。

參考文獻

[1] 黃聲享，尹暉，蔣征.變形監測數據處理[M].武漢：武漢大學出版社，2003：98-100.

[2] 吳子安.建筑物變形監測數據處理[M].北京：測繪出版社，1989：112-141.

[3] 中華人民共和國行業標準.建筑變形測量規范：JGJ/T 8-2016[S].北京：中國標準出版社，2016.