建筑物主体倾斜测量方法的调整

张马斌

(山西省建筑科学研究院，山西太原 030001)

0 引言

建筑物倾斜变形关系着建筑物健康运行，攸关人民生命财产安全。由于全站型电子速测仪的普及使用，使得该项测量易于进行。但由于现场环境的不同，原有的方法往往得适当调整。

1 建筑物的变形监测简介

变形监测是指对特定的建(构)筑物在其荷载情况下，在其外部周围(不受影响)布设观测网作为基准点，在监测建(构)筑物上布设观测点，定期地测量监测点相对基准点的变化量，对其定期监测的数值进行比较，完成对建筑物及其地基在建筑物本身的荷载或者受外力的作用下一定时间段内所产生的变形量及其数据的统计、分析和处理工作。变形监测项目主要包括沉降、倾斜、位移等等。

1.1 变形监测的目的

从宇宙中的每一颗星球到我们的地球以及区域、城市，甚至是一个具体的建筑物的构件都存在着变形。变形是一直存在的，但变形超过一定的限度后就会给我们的生命和财产带来危险。一个工程从施工开始到竣工结束，以及建成后使用的很长一段时间，高楼(沉降)、大坝(位移)、高烟囱(倾斜)等变形是不可避免的，所以变形监测的一个重要目的是检查各种工程建筑物和地质构造的稳定性，通过数据的统计对变形进行几何分析，掌握规律，预测预报变形，达到工程安全运行的目的。变形监测的另外一个重要的作用是科学研究，解释变形的成因，验证工程建筑物的设计理论及地壳运动的假说、地质勘察资料和设计数据的可靠程度，研究变形的原因和规律，改进工程建筑物设计，建立正确的变形预报的理论与方法。

1.2 变形监测的特点

1)对精度的要求高。与其他测量工作对比，变形监测要求的精度更高。在实用的过程中，一般要求精度达到1 mm。在对建筑物变形监测中，为了准确、真实、客观地反映出建筑物的变形情况，测量的误差要求小于变形量的1/10～1/20。

2)重复监测。变形观测网必须相隔一定时间进行重复监测，只有重复监测，才能从监测点的坐标或高程的变化中发现变形。

3)内业的数据处理要严密。有许多变形体的变形都相对较小，经常与测量误差处于相同的数量级，所以要对变形数据进行严密的平差，运用一些办法从含有观测误差的观测值中分析出真实、客观的变形信息。

4)与诸多学科交叉。变形监测工作不仅需要测量知识，还与土木工程和动力学工程等多学科知识相互交叉，只有这样才能有逻辑、条理性的分析变形信息。

5)责任重大。由于变形量都是微小变化，监测测量工作要求严格认真、一丝不苟，从带有误差的监测值中分析并找出变形监测的规律，从而及时预报危害变形，使人们可以避免灾害，保证人们的生命和财产安全，因此变形监测的责任重大。

2 主体倾斜观测方法与调整

实际工作中，由于投点法要求将经纬仪安置在离建筑物的距离大于其高度的1.5倍以上的固定测站上，对现场要求较高，而沉降可以满足实际需求，所以此文着重于主体倾斜观测方法的选择与调整。

2.1 主体倾斜观测方法及数据分析

对于主体倾斜测量一般采用投点法。投点法的理论方法如下:

观测的时候，应该在底部观测点的位置上安置测量设施(如水平读数尺等)。在每测站安置经纬仪投影时，应按正倒镜法测量每对上下观测点标志间的水平位移的分量，按矢量相加法求得水平位移值(倾斜量)和位移方向(倾斜方向)。

对需要观测的建筑物，通常对建筑物的四个阳角进行倾斜观测，综合分析整栋建筑物的倾斜情况。其中经纬仪要求尽量设置在离建筑物较远的地方(距离最好大于1.5倍建筑物的高度)，尽量避免仪器纵轴不垂直的影响。观测的时候瞄准墙顶一点，向下投影得一点N，投影时经纬仪在固定测站应该对中严格整平，用盘左、盘右两个度盘位置分别往下投影，然后量取水平距离，取其平均值即为NN间的水平距离a。以M点为基准，然后用经纬仪测出角度α。H和H1也可用钢尺量取，或用手持式激光测距仪测量。

最后，通过对四个阳角的倾斜度的综合分析，可以描述整幢建筑物的倾斜情况。

2.2 其他辅助手段

随着科技的发展，变形监测测量仪器的功能越发完善，配件也越来越丰富，对测量数据的真实性及精度的提高给予了很大帮助。如:反射片，弯管目镜(见图1)。

2.3 倾斜观测调整实例

1)工程概况。

该住宅楼位于双塔西街南侧，太原供电分公司西侧，楼高4层，地下1层，砖混结构。2011年12月11日该住宅楼北侧道路路面塌陷，地下室积水。

受建设单位委托，我院对该建筑进行沉降观测。

2)使用仪器。

本项目沉降观测采用天宝DiNi03型电子水准仪及配套的2 m铟钢尺，建筑倾斜观测采用拓普康GTS-332N型全站仪。

3)工程建筑物变形观测的过程。

图1 测量仪器配件图

由于场地的实际情况，地面下沉，投点数据不准确，所以在宿舍隔离墙接近墙角处找一条平行于地面的直线AB与EF，并将点投到AB与EF处，观测点尽量固定且垂直于墙面。

如图2所示，将经纬仪安置在离建筑物的距离大于其高度的1.5倍以上的固定测站上，瞄准上部的观测点M，用盘左和盘右分中投点法定出下面观测点C。用同样的方法，在与原观测方向相互垂直的另一方向，定出上观测点N与下观测点D。相隔一段时间后，在原固定测站上安置经纬仪，分别瞄准上观测点M，N，仍用盘左、盘右分中投点法得 C'，D'，若 C与 C'，D与 D'不重合，则发生倾斜。用尺量出倾斜位移量CC'，DD'，然后求得建筑物的总倾斜位移量E，即E2=CC'2+DD'2。则建筑物的倾斜度i=E/H=tanα。

图2 建筑物变形观测示意图

3 结语

由于工作环境的复杂，很多时候满足不了工作的标准与精度。但为了达到建筑变形测量的目的，我们只有通过与实际环境结合，多次测量减小误差的办法完成工作要求。

［1］合肥工业大学.测量学［M］.第4版.北京:中国建筑工业出版社，1995.

［2］GB 50026-2007，工程测量规范［S］.

［3］郭宗河.测量学实用教程［M］.北京:中国电力出版社，2006.

［4］刘 波，刘娟丽，邓 军.变形监测技术研究进展综述［J］.山西建筑，2011，37(23):205-206.