高层建筑主体倾斜观测技术探究

陈吉祥

摘 要 本文对高层建筑变形观测中的主体倾斜观测技术进行了详细的阐述，为高层建筑主体倾斜观测提供技术方案参考。

关键词 高层建筑;变形观测;倾斜

测定建筑物倾斜的方法有两类：①直接测定法;②间接推定（通过测量建筑物基础相对沉降的方法来确定建筑物的倾斜）。

1直接测定法

（1）投点法。观测时，应在底部观测点位置安置量测设施（如水平读数尺等）。在每测站安置经纬仪投影时，应按正倒镜法以所测每对上下观测点标志间的水平位移分量，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。要求经纬仪应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），以减少仪器纵轴不垂直的影响。观测时瞄准墙顶一点M，向下投影得一点N，投影时经纬仪在固定测站很好地對中严格整平，用盘左、盘右两个度盘位置往下投影，分别量取水平距离，取其平均值即为NN1间的水平距离a。另外，以M点为基准，采用经纬仪测出角度α。H和H1也可用钢尺直接量取，或用手持式激光测距仪测定。

不便埋设标志的塔形、圆形建筑物以及竖直构件，可以照准视线所切同高边缘认定的位置或用高度角控制的位置作为观测点位。

位于地面的测站点和定向点，可根据不同的观测要求，采用带有强制对中设备的观测墩或混凝土标石。

对于一次性倾斜观测项目，观测点标志可采用标记形式或直接利用符合位置与照准要求的建筑物特征部位;测站点可采用小标石或临时性标志。

根据垂直角α可按下式算出高度H=loga，则建筑物的倾斜度I=a/h，建筑物该阳角的倾斜量β=i（H+H1）最后，综合分析四个阳角的倾斜度，即可描述整幢建筑物的倾斜情况[1]。

（2）测水平角法。对塔形、圆形建筑物或构件，每测站的观测，应以定向点作为零方向，以所测各观测点的方向值和至底部中心的距离，计算顶部中心相对底部中心的水平位移分量。对矩形建筑，可在每测站直接观测顶部观测点与底部观测点之间的夹角或上层观测点与下层观测点之间的夹角，以所测角值与距离值计算整体的或分层的水平位移分量和位移方向。

（3）前方交会法。所选基线应与观测点组成最佳构形，交会角宜在60?～120?之间。水平位移计算，可采用直接由两周期观测方向值之差解算坐标变化量的方向差交会法，亦可采用按每周期计算观测点坐标值，再以坐标差计算水平位移的方法。

（4）吊垂球法。应在顶部或需要的高度处观测点位置上，直接或支出一点悬挂适当重量的垂球，在垂线下的底部固定读数设备（如毫米格网读数板），直接读取或量出上部观测点相对底部观测点的水平位移量和位移方向;

（5）激光铅直仪观测法。应在顶部适当位置安置接收靶，在其垂线下的地面或地板上安置激光铅直仪或激光经纬仪，按一定周期观测，在接收靶上直接读取或量出顶部的水平位移量和位移方向。作业中仪器应严格置平、对中，应旋转180°观测两次取其中数。对超高层建筑，当仪器设在楼体内部时，应考虑大气湍流影响;

（6）激光位移计自动记录法。位移计宜安置在建筑物底层或地下室地板上，接收装置可设在顶层或需要观测的楼层，激光通道可利用未使用的电梯井或楼梯间隔，测试室宜选在靠近顶部的楼层内。当位移计发射激光时，从测试室的光线示波器上可直接获取位移图像及有关参数，并自动记录成果;

（7）正锤线法。锤线宜选用直径0.6～1.2mm的不锈钢丝，上端可锚固在通道顶部或需要高度处所设的支点上。稳定重锤的油箱中应装有黏性小、不冰冻的液体。观测时，由底部观测墩上安置的量测设备（如坐标仪、光学垂线仪、电感式垂线仪），按一定周期测出各测点的水平位移量。

（8）摄影测量法。当建筑物立面上观测点数量较多或倾斜变形比较明显时，也可采用近景摄影测量方法[2]。

2间接推定法

（1）倾斜仪测记法。采用的倾斜仪（如水管式倾斜仪、水平摆倾斜仪、气泡倾斜仪或电子倾斜仪）应具有连续读数、自动记录和数字传输的功能。监测建筑物上部层面倾斜时，仪器可安置在建筑物基础面上，以所测楼层或基础面的水平角变化值反映和分析建筑物倾斜的变化程度;

（2）测定基础沉降差法。可在基础上选设观测点，采用水准测量方法，以所测各周期的基础沉降差换算求得建筑物整体倾斜度及倾斜方向。

主体倾斜观测的周期通常按如下方法确定：

1）主体倾斜观测的周期，可视倾斜速度每1～3个月观测一次。如遇基础附近因大量堆载或卸载、场地降雨长期积水等而导致倾斜速度加快时，应及时增加观测次数。

2）施工期间的观测周期，应随施工进度并结合实际情况进行。一般建筑，可在基础完工后或地下室砌完后开始观测，大型、高层建筑，可在基础垫层或基础底部完成后开始观测。观测次数与间隔时间应视地基与加荷情况而定。民用高层建筑可每加高1～5层观测一次;工业建筑可按不同施工阶段（如回填基坑、安装柱子和屋架、砌筑墙体、设备安装等）分别进行观测。如建筑物均匀增高，应至少在增加荷载的25%、50%、75%和100%时各测一次。施工过程中如暂时停工，在停工时及重新开工时应各观测一次。停工期间，可每隔2～3个月观测一次。

3结果判定

建筑物主体倾斜的容许值见《建筑变形测量规范》JGJ/T 8-2016[3]相关规定。

参考文献

[1] 黄声享，尹晖，蒋征.变形监测数据处理[M].武汉：武汉大学出版社，2003：98-100.

[2] 吴子安.建筑物变形监测数据处理[M].北京：测绘出版社，1989：112-141.

[3] 中华人民共和国行业标准.建筑变形测量规范：JGJ/T 8-2016[S].北京：中国标准出版社，2016.