浅谈建筑物变形的观察测量技术

余海清

摘要：随着建筑技术的发展、城市用地的紧缺，高层建筑物越来越多，为了监视建筑物在施工的过程和使用中的安全，需在施工过程及使用过程中对其进行变形观测；另一方面，为了进行科学研究以及为以后的地基基础设计提供一些经验数据，也需对建筑物进行变形观测。本文主要介绍了现代建筑物变形（水平和垂直位移）观察测量的重要性和技术的发展进步，然后重点介绍了如何加强改进在建筑物变形观察测量的技术等内容。

关键词：建筑物变形 垂直位移 水平位移 观察测量

1.前言

工程建筑物的变形观测，是随着我国建设事业的发展而兴起的。由于各种因素的影响，工程建筑物在施工及运营过程中，都会产生变形。这种变形在一定限度之内是正常的，但如果超过了规定的限度，就影响建筑物的正常施工和运营，严重时还会危及建筑物的安全。因此，在工程建筑物的施工和运营期间，必须对其进行监视观测，即变形观测。

通过变形观测取得第一手资料，一方面可以监视工程建筑物的状态和工作情况，在发现不正常现象时一，应及时分析原因，采取措施，防止事故发生。并改变运营方式，以保证安全。另一方面通过在施工和运营期间对工程建筑物原体进行观测，分析研究，可以验证地基与基础的计算方法、工程结构的设计方法，对不同的地基与工程结构规定合理的允许沉陷与变形的数值，为工程建筑物的设计、施工、管理和科学研究工作提供资料。

2.建筑物变形观察测量技术探讨

2.1 建筑物变形观测的精度和频率

工程建筑物的变形观测能否达到预定的目的，要受很多因素的影响。其中，最根本的因素是观测点的布置、观测的精度与频率，以及每次观测所进行的时间。变形观测的精度要求，取决于该工程建筑物预计的允许变形值的大小和进行观测的目的。

观测的频率取决于变形值的大小和变形速度，以及观测的目的。通常要求观测的次数，既能反映出变化的过程，又不遗漏变化的时刻。

2.2 建筑物水平位移观测

水平位移观测的任务是测定建筑物在平面位置上随时间变化的移动量。当要测定某大型建筑物的水平位移时，可以根据建筑物的形状和大小，布设各种形式的控制网进行水平位移观测，当要测定建筑物在某一特定方向上的位移量时，这时可以在垂直于待测定的方向上建立一条基准线，定期地测量观测标志偏离荃线的距离，就可以了解建筑物的水平位移情况。

（1）基准线法

基准线法一般用于测定建筑物在某一特定方向上的位移量，基准线的建立方法有视准线法、引张线法、激光准直法等。

（2）角度前方交会法

在测定大型工程建筑物的水平位移时，可利用变形影响范围以外的控制点月]前方交会法进行。

（3）角度后方交会

为了测定单体建筑物的水平位移，可在被测建筑物本体上设立测站，要求测站必须和建筑物连成一个整体。在建筑物周围变形范围以外，设立4-5个固定方向，要求测站点和观测点都有强制归心设备，以克服偏心误差的影响。

2.3 建筑物位移监测网的布设

（1）水平位移监测网布设要求

水平位移的监测网，可采用三角网、导线网、边角网、三边网和轴线等形式；

水平位移的监测网，宜采用独立坐标系，并进行一次布网；

控制点宜采用有强制归心装置的观测墩，照准标志宜采用强制对中装置的靓牌。

（2）垂直位移监测网布设要求

垂直位移的监测网，可布设成闭合环、结点网或附和水准路线形式；

水准基点，应埋设在变形区以外的基岩或原状土层上，亦可利用稳固的建筑物、构筑物，设立墙上水准点；

水准基点的标石型式，可根据现场条件和任务的需要埋设。

2.4 建筑物位移观测点的布设

（1）建筑物水平位移观测点的布设要求

观测点的位置，对建筑物应选在墙角、柱基及裂缝两边等处；

建筑物上的观测点、可采用墙上或基础标志，土体上的观测点，可采用混凝土标志。

（2）建筑物垂直位移观测点的布设要求

建筑物的四角、大转角处及延外墙每10-15m处或每隔2-3根柱基上；

高低层建筑物、新旧建筑物、纵横墙等交接处的两侧；

建筑物裂缝和沉降缝两侧、基础埋深相差悬殊处、人工地基与天然地基接壤处、不同结构的分界处及填挖方分界处；

邻近堆置重物处、受震动有显著影响的部位及基础下的暗沟处；

片筏基础、箱形基础底板或接近基础的结构部分之四角处及其中部位置；

沉降观测点的标志，可根据不同的建筑结构类型和建筑材料，采用墙(柱)标志、基础标志和隐蔽式标志等型式。

3.变形测量中的问题与处理措施

（1）曲线在中间某点突然回升。发生这种现象的原因，多半是因为水准点或观测点被碰动所致，而且只有当水准点碰动后低于被碰动前的标高及观测点被碰动后高于被碰动前的标高时，才会出现回升现象的可能。

由于水准点或观测点被碰动，其外形必有损伤，比较容易发现。如水准点被碰动时，可改用其他水准点来继续观测。如观测点被碰动后已松动，则必须另行埋设新点。若碰动后点位尚牢固，则可继续使用，但因为标高改变，对这个问题必须进行合理的处理，其办法是：选择结构、荷重及地质等条件都相同的临近另一沉降观测点，取该点在同一期间内的沉降量，作为被碰动观测点的沉降量。此法虽不能真正反映观测点的沉降量，但如果选择适当，可得到比较接近实际情况的结果。

（2）曲线自某点起渐渐回升。产生此种现象一般是由于水准点下沉所致，如采用设置于建筑物上的水准点，由于建筑物尚未稳定而下沉；或者新埋设的水准点，由于埋设地点不当，时间不长，以致发生下沉现象。水准点是逐渐下沉的，而沉降较小，但建筑物初期沉降量较大，即当建筑物沉降量大于水准点沉降量时，曲线不发生回升，到了后期，建筑物下沉逐渐稳定，如水准点继续下沉，则曲线就会发生逐渐回升现象。

因此在选择或理设水准点时，特别在建筑物上设置水准点时，应保证其点位的稳定性，如已查明确系水准点下沉的原因，则应测出水准点的下沉量，以便修正观测点的标高。

（3）曲线的波浪起伏现象。曲线在后期呈现波浪起伏现象，此种现象在沉降观测中最常遇到。其原因往往不是建筑物下沉所致，而常常是测量误差所造成的。曲线在前期波浪起伏所以不突出，是因建筑物下沉量大于测量误差之故，但到后期，由于建筑物下沉极微或己接近稳定，因此在曲线上就出现测量误差比较突出的现象。处理这种现象时，应根据整个情况进行分析，决定自某点起，将波浪形曲线改成水平线。

（4）曲线中断现象。产生这种现象的原因是有的观测点在现场不具备观测条件，而产生漏测情况，致使某一期此观测点没有沉降值，而使沉降曲线中断。

为了将曲线连接起来使其连续，可按照处理曲线在中间某点突然回升现象的办法，估求出未作观测期间的沉降量。

结语

建筑物的变形观测包括水平位移观测及垂直位移观测，通过对变形观测所得到的数据进行分析，从而对建筑物的运行状态进行判断，当发现不正常状况时，需及时对其进行分析，找出原因并采取措施，以保证建筑施工及使用的安全。◆

参考文献：

1.王文辉.建筑物水平位移监测方法的改进.地矿测绘.2000（4）

2.赵曾.房屋沉降监测的误差分析.山西建筑.2008（23）

3.李仲.华宇大厦沉降监测与分析.山西建筑.2007（12）

4.顾孝烈.测量学.上海：同济大学出版社.2006

作者单位：望城县开发建设投资总公司