浅析建筑物变形观测方法及重要性

2015-12-02赵光文湖南交通职业技术学院湖南长沙410132

江西建材 2015年10期

■赵光文 ■湖南交通职业技术学院，湖南长沙 410132

1 建筑物变形的原因

变形测量包括垂直沉降测量、水平位移测量。建筑物作为一个整体，其密度比地面上质的密度大得多，建筑物地面下是软质或弹性物质，在建造过程中或建成后，随着建筑物的高度和荷载的增加，在地基基础上和上部结构的共同作用下，建筑物可能会发生不均匀沉降，轻者将使建筑物产生倾斜或裂缝，影响其正常使用，重者将危机建筑物和人员的安全。因此，建筑物的可靠性和稳定性已经变得尤为重要，只有定期对高层建筑和重要建筑进行变形观测，掌握其变形规律，才能够合理的预测未来变形情况，一旦变形数据异常，就能及时采取预防和改善措施，确保建筑物的安全使用。

2 建筑物沉降观测的主要方法

2.1 水准测量法

建筑物的下沉是逐步产生的，从施工过程中延续到竣工使用后的很长一段时间，因此沉降观测应按照沉降产生的规律进行。水准测量是利用水准仪进行沉降观测的高程测量，是建筑物沉降观测的一种常用方法，也是一种传统而可靠的观测方法。沉降观测应在高程控制网的基础上进行，它根据沉降观测点各个阶段的高程数据，分析建筑物的沉降变形情况。水准测量法适用于不同的建筑物，不同的测量精度要求和不同环境下的施测。

2.2 全自动测量法

随着现代测量仪器的技术改进，全自动仪器设备的研发，改变了最初人工的长时间的监测。全自动仪器主要有全站仪、全自动跟踪测量仪，它们是通过电子信号转换为数字，能够更加精确的进行观测。全自动跟踪测量仪为全天候、全方位、高精度的全自动监测提供了广阔的发展空间，在地铁、隧道、桥梁、高边坡等建造物的沉降观测过程中得到了广泛的应用。

2.3 数字摄影测量法

数字摄影测量是基于数字影像和摄影测量的基本原理，利用计算机数字影像处理技术，提取所摄对像以数字方式表达出几何坐标。利用该方法进行大型建筑物的沉降观测时，不需要接触被测目标，就可以获得及时的沉降数据，并能同时提供多达数个点的瞬间三维空间信息，在国防、经济建设和科学研究中有着广泛的用途，特别适用于重要工程的变形和自动生产线的观测，以及弹体运动轨迹、炮口冲击波等不可接触物体的量测等，测定精度可达到24um。

2.4 GPS 测量法

GPS 测量仪器是利用太空上的GPS 卫星，可以精确定位全球任何地方或近地空间点的三维坐标，观测点之间无需通视，同时观测不受气候条件限制，可进行全天侯连续监测;由于其采集、处理、分析数据过程比较简捷，因此在越来越多的领域逐渐取代了常规的普通光学仪器和电子仪器。

3 建筑物位移观测的主要方法

3.1 视准线法

A 点、B 点是视准线的两个基准点，选取建筑物上P1、P2、P3 为水平位移观测点。观测时将经纬仪安置于A 点，将仪器照准B 点后水平制动。竖直方向转动经纬仪望远镜，分别转至P1、P2、P3 三个点附近，用钢尺分别量取水平位移观测点P1、P2、P3 至A—B 这条视准线的距离。根据前后两次量取的距离，得出这段时间内水平位移量。

3.2 测小角法

P 为建筑物观测点，在距离观测区域一定距离以外选定工作基点A，在一定远处选定一个控制点B 作为零方向。在B 点安置觇牌，用测回法观测水平角∠BAP，测定一段时间内观测点与基准点连线与零方向之间的角度变化值，根据公式(1)计算得出水平位移量。

(1)D 为P 点到A 点的水平距离;(2)ρ〞=206265。

3.3 方向线偏移法

A、B 为选定的基准点，P 为建筑物观测点，A、B、P 基本上在一条直线上。在进行初始测量时，测定AP、BP 水平距离D1、D2 和角度∠APB，在位移观测时测出∠AP'B，若∠AP'B 不等于上次测得的∠APB，则说明发生了水平位移。根据公式(2)计算得出水平位移量。

3.4 前方交会

如已知A、B 点的坐标，P 为建筑物观测点，用仪器测得∠PAB 和∠PBA，根据A、B 的坐标可求得P 点的坐标。根据前后两次测得的坐标，得出这段时间内水平位移量。

4 变形观测的重要性

建筑物变形观测成果资料，是反映建筑工程质量优劣的重要依据之一。在变形观测工作中，应根据实际情况选用最有效的观测方案，对变形观测结果进行科学分析，对出现的问题提出合理的解决办法，准确掌握建筑物的变形规律，及时发现建筑物基础的质量隐患以及建筑物主体是否倾斜，为建筑物设计、施工、运营和防灾减灾提供科学的依据，保证人民的生命财产安全。在现行建筑施工规范中明确规定，建筑物完工交付使用之前，变形观测资料是该项工程能否合格的重要依据。