淺談建筑物的變形觀測方法及常見問題的處理

孫偉　程柳清

（1.四川省川建勘察設(shè)計(jì)院　四川　成都　610000　2.四川旭普信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司　四川　成都　610000）

淺談建筑物的變形觀測方法及常見問題的處理

孫偉1程柳清2

（1.四川省川建勘察設(shè)計(jì)院四川成都6100002.四川旭普信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司四川成都610000）

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人們生活水平的提高以及城市化步伐的加快，人們無論對建筑物的外觀還是安全系數(shù)的要求都越來越高。本文主要講述建筑物變形的觀測方法、在具體實(shí)施過程中可能遇到的問題以及相關(guān)處理措施的分析。

建筑物；觀測方法；變形；處理方法

引言

計(jì)算機(jī)、數(shù)碼技術(shù)和現(xiàn)代測繪技術(shù)的進(jìn)步，推動了建筑物變形觀測方法的轉(zhuǎn)型，由傳統(tǒng)的人工手動測量方法發(fā)展成高水平的機(jī)械自動化、數(shù)碼精準(zhǔn)拍攝計(jì)算測量、GPS定位系統(tǒng)等多種現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)相結(jié)合的測量方法。與傳統(tǒng)測量方法相比，它具有效率高、測量全面、數(shù)據(jù)計(jì)算精確等特點(diǎn)，從而可以把誤差控制在合理的范圍內(nèi)，使測量結(jié)果和相關(guān)分析報(bào)告更加真實(shí)、可靠，為具體建筑中的外觀和安全工程建設(shè)提供依據(jù)。相關(guān)施工人應(yīng)根據(jù)建筑物的實(shí)際情況，針對性地選擇測量方法，合理地安排測量步驟。在此過程中測量人員應(yīng)保持嚴(yán)謹(jǐn)、客觀的態(tài)度，準(zhǔn)確、真實(shí)反映測量結(jié)果并對出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析和處理。

1　變形測量的含義、具體內(nèi)容和步驟

變形測量又稱變形監(jiān)測（變形觀測），是對承受不同負(fù)荷的物體進(jìn)行形狀、位置和大小的觀察和測量，看其是否隨著時間的變化發(fā)生了形變或位移。建筑物的變形觀測包含六個方面的內(nèi)容：沉降、傾斜、水平位移、日照和風(fēng)振、撓度以及裂縫。其中沉降、位移和裂縫觀測是整個變形觀測的主要工作。實(shí)際實(shí)施中的具體步驟可以分為以下幾點(diǎn)：①選擇合適的位置作為永久觀測點(diǎn)。②再選擇幾個輔助觀測點(diǎn)。③利用測量技術(shù)進(jìn)行觀察和測量。④針對測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行精確合理的計(jì)算。⑤分析整理計(jì)算結(jié)果，得出結(jié)論。

2　建筑物的變形觀測方法

2.1建筑物沉降觀測的方法

在建筑物地基建設(shè)的過程中，土層結(jié)構(gòu)和受力情況會發(fā)生變化，會出現(xiàn)土體回彈，地基不堪負(fù)重發(fā)生形變等情況。這些將會影響整體受力的平衡，從而出現(xiàn)建筑物沉降的現(xiàn)象。更有甚者，由于地質(zhì)構(gòu)造和地基結(jié)構(gòu)的不同，會發(fā)生沉降不均勻，以至于建筑物發(fā)生傾斜和裂縫。為了保證建筑物的安全性和穩(wěn)定性。必須對建筑的沉降進(jìn)行觀測。下面將介紹幾種常用的建筑物沉降觀測的方法：

2.1.1水準(zhǔn)測量

在建筑物沉降觀測中普遍采用的方法就是水準(zhǔn)測量法。它是以選擇的定點(diǎn)為基點(diǎn)，利用水準(zhǔn)儀進(jìn)行觀測，測算不同點(diǎn)上建筑物偏離基點(diǎn)的程度。以此來判斷建筑是否發(fā)生沉降變形以及發(fā)生沉降變形的程度。這種方法的使用范圍廣泛，能滿足各種要求的沉降觀測而且方便可靠。

2.1.2自動化測量

計(jì)算機(jī)技術(shù)和機(jī)械自動化的飛速發(fā)展，帶動了建筑物變形觀測方法的創(chuàng)新和進(jìn)步。全自動的測量儀器降低了觀測過程對人員的需求，特別是跟蹤技術(shù)的推廣和應(yīng)用更是克服了時間、天氣、位置的限制。這使測量過程更加全面，結(jié)果更加真實(shí)可靠。自動化測量的實(shí)用性強(qiáng)，能完成較高難度的測量工作。

2.1.3GPS技術(shù)

定時測距導(dǎo)航衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)可以提供全天候、全方位、高精度的定位服務(wù)。這項(xiàng)技術(shù)在建筑物變形觀測中的應(yīng)用，使整個流程更加簡化精確。動態(tài)定位準(zhǔn)確地反應(yīng)了建筑物發(fā)生沉降變形的情況。

2.1.4數(shù)字拍攝技術(shù)

隨著技術(shù)工藝的發(fā)展和成熟，數(shù)字拍攝廣泛地應(yīng)用于各行各業(yè)中，尤其是自動化產(chǎn)業(yè)的監(jiān)督和建筑工程的測量。在變形觀測中利用數(shù)字拍攝技術(shù)，只需拍攝到建筑物，然后自動建立起三維空間坐標(biāo)，通過測算分析建筑物的沉降變形情況，可將誤差控制在很小的范圍內(nèi)。

2.2建筑物（水平）位移觀測的方法

在對建筑物發(fā)生水平位移的觀測中，選擇適合的觀測方法很重要。同時還要借助圖表進(jìn)行分析整理，例如，水平位移觀測點(diǎn)位布置圖、水平位移觀測成果表和水平位移曲線圖等。具體的觀測方法如下：

2.2.1基準(zhǔn)線法

基準(zhǔn)線法是根據(jù)兩點(diǎn)可以連成一條線的法則，利用經(jīng)緯測量儀和特定的尺子對水平和豎直角度進(jìn)行測量的方法。在使用此方法的過程中，需要謹(jǐn)慎選擇基準(zhǔn)點(diǎn)和觀測點(diǎn)。

2.2.2極坐標(biāo)法

與笛卡爾直角坐標(biāo)系中用二維坐標(biāo)定位不同，極坐標(biāo)法對某一點(diǎn)的表示更加具體，從距離和角度兩個方面描述。所以，在建筑物（水平）位移觀測中使用極坐標(biāo)法能更加具體地對建筑物的位置和水平位移進(jìn)行描述。但是測角、測距、讀數(shù)的不仔細(xì)都可能導(dǎo)致誤差的出現(xiàn)，所以要注意選擇合適的位置和時間段，謹(jǐn)慎操作，便能縮小誤差。

2.2.3前方交會法

已知兩點(diǎn)的坐標(biāo)，為了測算第三個未知點(diǎn)的坐標(biāo)，需要觀測已知兩個點(diǎn)的角度，這種測算位置點(diǎn)具體未知的方法就是前方交會法。通過此方法確定被建筑物的方位，通過不同時間點(diǎn)上方位的不同來確定水平方向上的位移。

2.2.4精密導(dǎo)線測量法

精密導(dǎo)線測量是測繪科學(xué)與技術(shù)中一種傳統(tǒng)的測量方法。通過導(dǎo)線測量把誤差控制在極小的范圍內(nèi)來確定相鄰兩點(diǎn)的精確位置。在水平位移觀測中，采用精密導(dǎo)線測量法，需要選擇合適的建筑物作為參照物。

2.2.5后方交會法

后方交會法是工程測量學(xué)中的一種方法。首先要選好待定點(diǎn)，然后以待定點(diǎn)為基準(zhǔn)對多個點(diǎn)進(jìn)行水平觀測，再根據(jù)多個點(diǎn)的坐標(biāo)和角度計(jì)算出基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)和方位。在實(shí)際建筑物變形觀測中，被觀測的建筑物就是基準(zhǔn)點(diǎn)，但要選擇周圍合適的建筑物作為計(jì)算的參考點(diǎn)。

2.3建筑物裂縫觀測的方法

建筑物發(fā)生裂縫時需要對裂縫的長寬、走向及其發(fā)展趨勢進(jìn)行了解和分析。觀測人員要根據(jù)建筑物裂縫的具體情況鎖定要監(jiān)測的裂縫數(shù)量并針對性地安排監(jiān)測過程、選擇監(jiān)測方法。建筑物裂縫觀測的方法主要有：

2.3.1標(biāo)志觀測法

為實(shí)時了解和把握建筑物裂縫的發(fā)展趨勢，可以設(shè)置標(biāo)志對其進(jìn)行觀察。標(biāo)志觀測法可以分成三種：石膏板法、釘釘法和鐵板法。下面對這三種方法進(jìn)行具體的描述：①石膏法：就是根據(jù)裂縫的大小選擇相應(yīng)尺度的石膏板，并將其固定在裂縫兩側(cè)。根據(jù)石膏板裂縫的程度來判斷建筑物裂縫的變化情況。②釘釘法：這種方法適用于建筑物出現(xiàn)較大裂縫的情況。在裂縫兩側(cè)的邊緣釘上兩顆相對的釘子，根據(jù)釘子之間距離的測算結(jié)果分析建筑物裂縫的發(fā)展變化。而且釘釘法還可以預(yù)測災(zāi)害。③鐵板法：把兩塊白鐵板平行地放在裂縫上，并使一部分重疊起來，在建筑表面的白鐵板邊緣用有色油漆做標(biāo)記。如果裂縫變大，則邊緣處的標(biāo)記會被鐵板覆蓋。標(biāo)志觀測法只能在建筑物發(fā)生裂縫的情況不嚴(yán)重時使用。

2.3.2測縫計(jì)和傳感器觀測法

在裂縫較寬、較大或者人工測量不安全的情況下，可以選用測縫計(jì)和傳感器對建筑物的裂縫進(jìn)行測量。這種方法的自動化程度高，可以克服環(huán)境的限制。

3　建筑物變形觀測過程中可能遇到的問題

在建筑物變形觀測過程中可能遇到的問題不光有建筑物本身出現(xiàn)的狀況，還有測量人員和測量儀器的問題。具體有這些：

（1）建筑物觀測部門對具體工作沒有明確的目標(biāo)和具體的要求。

（2）第一次觀測后，彎線回升；彎線突然在中間的某點(diǎn)發(fā)生回升；以及漸漸回升等。

（3）在實(shí)施過程中，觀測儀器出現(xiàn)了故障，相關(guān)人員沒有發(fā)現(xiàn)。

（4）觀測點(diǎn)和觀測時間的選擇不合理，不能實(shí)施觀測。

（5）觀測人員態(tài)度不嚴(yán)謹(jǐn)，弄虛作假，玩忽職守，導(dǎo)致結(jié)果不合理、觀測誤差大等。

4　相關(guān)問題的解決措施

（1）加強(qiáng)觀測工程隊(duì)伍的管理，提高人員的專業(yè)素質(zhì)和執(zhí)業(yè)水平。

（2）根據(jù)觀測工作的要求選擇測量儀器，并定期對其進(jìn)行檢查。

（3）在實(shí)施觀測工作前，要做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作和緊急應(yīng)對預(yù)案，做到目標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)明確，分工合理。

（4）注意觀測點(diǎn)的選擇，特別是沉降觀測點(diǎn)的固定要牢固。盡量避免在墻體周圍進(jìn)行設(shè)點(diǎn)，否則不但會給觀測工程的具體工作增添不必要的麻煩，還會影響測量的準(zhǔn)確性。

（5）觀測人員要固定，避免出現(xiàn)因工作人員不了解情況而做出錯誤判斷和決策的情況。

（6）嚴(yán)格執(zhí)行測量規(guī)范要求，不隨意更換觀測儀器，按照固定的觀測路線進(jìn)行觀測。

（7）盡量減少天氣因素的影響，避免在惡劣天氣下進(jìn)行觀測。

（8）當(dāng)出現(xiàn)異常狀況時，要及時向上級反應(yīng)匯報(bào)，必要時，配合相關(guān)部門進(jìn)行補(bǔ)救改正等。

5　結(jié)束語

建筑物的地基和結(jié)構(gòu)是建筑工程的重要組成部分，它關(guān)系著整棟建筑的牢固。當(dāng)建筑物出現(xiàn)沉降、傾斜、水平位移時，不僅會對框架的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響，還會引起居民的恐慌。定期對水平位移等現(xiàn)象進(jìn)行檢測，能及時發(fā)現(xiàn)問題，并采取相應(yīng)措施，保證建筑物的安全。人們對建筑物穩(wěn)定性和安全性的要求只會越來越高，這就需要筑物變形觀測技術(shù)的改革和創(chuàng)新。毫無疑問，建筑物變形觀測將成為建筑業(yè)重點(diǎn)發(fā)展的項(xiàng)目之一。

[1]吳來瑞，鄧學(xué)才.建筑施工測量手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2013（12）.

[2]《建筑地基基礎(chǔ)施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50302）[S].

[3]王鳳亮.房屋建筑工程中地基處理施工技術(shù)的探討[J].現(xiàn)代裝飾（理論），2013（07）.

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