工程测量变形监测的有效对策探究

李孝雁，黄 飒，刘昌华

(河南理工大学，河南 焦作 454003）

[工程建设与管理]

工程测量变形监测的有效对策探究

李孝雁，黄 飒，刘昌华

(河南理工大学，河南 焦作 454003）

随着社会经济的发展，工程建设事业得到高速的发展，工程建筑形式和结构变得越来越复杂，随之建设规模也在扩大，工程建筑项目逐渐朝着超大化趋势发展，工程测量中变形监测十分重要。本文在分析了建筑变形成因和变形类型以后，集中阐述了变形测量的基本概念，最后分析了工程测量变形监测的过程和方法。

工程测量；变形监测；有效对策

选择监测项目的基本原则一般都是依据电子设备和光学机械设备等的先后顺序进行应用，并且同时分析经济合理性，在正常施工中应用统一的简捷报表和结论。布置监测点的时候主要有以下两方面：第一，圈定布置的监测范围，依据滑动方向来确定滑动范围和滑动方向，以此合理选择典型断面进行测线布置；第二，依据测线来对监测点进行布置。工程测量中，越来越多地应用变形监测技术，逐渐成为工程建筑测量的主要方式。因此，下文着重研究了工程测量变形监测的有效对策。

一、建筑物发生变形的类型及原因

（一）建筑物变形的类型

建筑物变形包括动态变形和静态变形。静态变形实际上是说变形值和时间函数；动态变形主要就是在受到外力作用的影响出现变形。依据外力函数来体现某一时刻动态系统的变形就是变形值，观测结构主要就是展现某时刻建筑物瞬间变形。如某一建筑物爆破的过程中，爆破瞬间影响周围建筑物形成的变形就是动态变形，爆破后某段时间形成的变形就是静态变形。上述两种变形之间相互影响、共同作用。

（二）建筑物变形的原因

第一，自然条件变化引发建筑物的变形。建筑施工中，经常由于大气温度、土壤物理性质、水文地质、工程地质等影响引发建筑出现形变。例如，不同基础地质情况下，建筑物不同部位会出现不同程度的沉降，以至于建筑物形成裂缝、位移以及倾斜等现象。地基自身的塑性变形也会导致建筑形成不均匀沉降，此外，地下水位和温度的周期变化以及季节性变化也会引发规律性变形。第二，建筑物自身结构类型、荷载大小、动荷载、高度等都会在一定程度上引发建筑变形。想要降低上述变形的影响，就需对设计方案进行合理优化。第三，建筑物使用和施工的时候经常出现不合理的工作，以至于促使建筑变形。如大型建筑附近开挖深基坑会影响原有建筑。以上几种变形问题之间相互作用、相互联系，一般都是共同作用于建筑物，但是在不同时间存在不同作用强度。

二、变形监测的基本概述

变形监测实际上就是测量被检测物体或者目标，以便于能够确定内部或者空间形态受时间影响以后变化的特点。一般来说，主要就是验证设计参数、评价建筑物安装情况、研究变形规律、反馈施工质量、预测变形。变形监测的过程中，应该及时了解建筑物性状，及时、准确、科学地研究建筑物变形的实际情况，对于建筑施工、运营来说尤为重要。变形检测应用中包括众多学科，如工程地质、地球物理、结构力学、计算机科学、工程地质等，属于跨学科研究项目，逐渐朝着边缘方向发展；实际运行中包含建筑自身变形观测和基础沉降观测。从基础角度分析监测来说，建筑物不均匀和均匀沉降是主要内容；从建筑物本身角度分析监测来说，观测建筑物裂缝和倾斜是主要内容。但是，观测高层建筑物的时候需要分析动态变形。

三、监测方案及方法

（一）监测方案

设计建筑物监测方案基本步骤为设计中切实满足先控制后变形、先整体后局部的基本原则。也就是说，对变形监测基准工作点和控制网进行逐次布测，在基础工作点和基准点上观测建筑物水平位移以及沉降情况。如果具备相对比较好的观测条件，尽可能不设置或者少设置工作基点，此时可以利用基准点来直接对变形观测点进行测量，以便于提高测量精度和降低工作量。监测方案主要有设计精度、布置测量工作基点和基准网，布设观测点，确定监测频次和周期，选择观测方法，采集监测数据信息，分析整理数据等。依据地质地形条件、桥梁结构特点、变形特征等重点监测工程中垂直位移，利用施工实际情况来确定是否需要监测水平位移。

（二）变形观测方法

1.观测路线的建立

依据变形观测点图纸设计需求以及埋设要求来布置观测点图，以此分析变形观测点的实际位置。在变形观测点和控制点中形成固定观测路线，并且在转点和架设仪器站点位置进行标记，保障能够顺着同一路线观测。

2.观测方法

根据观测周期和监测方案来首次观测变形监测中稳定观测点以后的情况，在重复观测所有观测点高程或者坐标后确定方法，利用高精度测量仪器以及合理的措施，在满足技术标准的前提下进行外业观测。观测陆地垂直位移的时候合理应用光电测距三角高程测量方法或者常规水准测量方式进行观测；观测建筑物垂直位移观测点的过程中需要合理应用高程来进行测量。此外，观测水平位移的时候应该满足实际条件。

3.观测的注意事项

第一，依据监测建筑物的实际规范需求来进行分析，检验处理水准基点稳定性，并依据相对稳定或者稳定点来作为分析建筑变形的基本参考点；第二，正式进行观测之前，应该及时验证观测应用设备和仪器，保留相关的检验记录；第三，观测水准点的时候，需要保障具备一致的前、后视观测尺寸；第四，依据国家相关标准规定的线路来实施观测，操作中应该应用固定观测人员和相同的设备仪器；第五，观测过程中尽可能避免阳光直射，同时需要具备相同的观测环境；第六，保障能够随时观测、随时验证，操作中需要一次完成观测，不可以中断；第七，雨季前、后应该进行联测，对水准点高程进行检查。

四、变形监测的精度、观测仪器和观测周期

（一）变形监测精度

变形观测物体的级别、观测目的、预测计量精度决定测量精度和等级。依据建筑施工的基本要求和规范，需要具备1mm的监测精度，2mm的收敛监测精度。为了确保监测建筑物体的实际精度，施工操作中不可以随便更换观测设备和相关观测人员，并且每次观测的时候需要具备相同观测路线和观测顺序。

（二）测量仪器设备

选择监测仪器设备的过程中，需要切实符合精度的设计要求，确保监测具备一定经济性和先进性，最大限度应用一些高效、快速的操作方式。操作过程中，依据施工现场的实际情况，监测建筑物体中合理应用TPS402全站仪精密水准仪等设备来观测测距；有机结合三维位移观测、收敛监测仪器等设备来观测隧道收敛情况。三维位移观测应用中包括相对位移观测法和绝对坐标观测法两种。

（三）变形监测周期

确定变形监测周期的基本原则，系统反应观测变形过程，但是不会疏忽变化时刻，依据外界因素的影响情况以及单位时间内变形量大小来对周期进行确定。如果出现异常变形的时候，此时应该适当增加观测次数。变形周期确定中依据实际情况，有机结合监理和业务的建议，根据工地实际情况，结合业主、监理的意见，在稳定区域设置观测点的时候，需要距离掌子面25m，在得到基本数据信息以后隔天监测一次25-50m的位置，距离掌子面50m的位置需要每周监测一次，并且连续进行四周，完成以后每月进行一次。监测中如果出现比较小的位移量以及区域稳定变形的时候，可以适当放宽观测间隔，若出现异常数据或比较大变形值的时候，此时应该增加观测频率，及时为监理人员提供相关报告。实际监测中，大部分单位都是每周进行一次监测。监测以后应该向相关部门及时提供监测资料和报告，保障监理工程师能够及时获得满足合同需求的资料。施工过程中，在完成第一次全面监测稳定以后的埋设观测点，对于高层大型建筑来说，需要及时观测每层的情况，直到所有层都满足观测标准，同时，其他类型建筑不低于5次。完成施工以后，一般每年、每季度都需要对建筑物进行一次监测，第二年间隔半年进行一次，以后可以每年监测一次建筑。实际操作中如果出现特殊的现象，此时可以临时增加监测次数。实际监测过程中值得注重的是，需要依据设计、规定、时间需求进行操作。

五、位移观测点的布设

布设位移观测的时候依据基坑观测为基本案例进行分析，主要包括以下几方面的内容：

（一）建立沉降、位移监测基准点

依据工程项目施工现场实际情况来充分分析观测精度要求和基准点稳定性，在距离工程现场基坑5倍开挖深度以外距离的土体中合理设置7个基准点，以便于能够互相校核，对上述七个基准点进行编号，依次为WJ1、WJ2、WJ3、WJ4、CJ1、CJ2、CJ3；布设3个沉降基准点和4个位移基准点的时候，需要具备高于基坑深度5倍的距基坑边，但是需要保证能够低于压力影响范围。4个位移基准点布设的时候，需要每个基准点都能够和每边构成直线水平位移观测点，从而可以建立一定的位移监测网。

（二）布置基坑支护围护结构顶部沉降观测点以及水平位移观测点

埋设观测点的过程中，应该合理结合被观测目标和观测点，保障观测点变化情况可以充分展现被观测目标实际变化特点。在搅拌桩顶部位置设置住宅楼群位的水平位移观测点、在水平位移附近地面上布设沉降观测点，基坑支护结构顶部变形合理设置其他沉降观测点和水平位移观测点，在基坑支护结构顶部安装Ф16膨胀螺栓作为观测标志。依据施工现场测量规范需求和平面尺寸，设计过程中总共包括测量观测点和水平位移观测点在内的9个观测点。

（三）布设基坑附近沉降观测点

依据设计图纸来布设基坑周围房屋沉降四十个观测点，对上述观测点进行编号为FW1～FW40。

（四）布设基坑附近地下水位观测孔

依据设计实际需求和规范标准，在建筑基坑四周布设四个水位观测孔，对其进行编号是SW 1～SW 42，利用油压XY-100型钻机成孔来进行处理，确保形成11m深的孔，然后进行塑料套管、构成滤管成井的相关工作。

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TU

A

1673-0046（2016）9-0173-02