淺談高層建筑變形監(jiān)測

郭中華 馮博

摘要：高層建筑變形監(jiān)測是通過對建筑物外型進行變形方面的監(jiān)測，對建筑物外形狀態(tài)進行判定，一旦出出現(xiàn)安全范圍外的變形事故，及時分析高層建筑變形原因，實施糾偏措施，從而有效保障人民生命財產(chǎn)安全。因此，本文分析了高層建筑變形監(jiān)測的基本特點與高層建筑變形監(jiān)測的實施過程，從而力圖實現(xiàn)一定的學(xué)術(shù)研究意義與現(xiàn)實實踐意義。

關(guān)鍵詞：高層建筑；變形；監(jiān)測

1 引言

建筑物變形是指建筑物在施工建設(shè)與運營管理過程中由于地下水結(jié)構(gòu)、氣候溫度變化、建筑物材料折損、建筑物荷載變化等作用下建筑物發(fā)生垂直升降、水平位移等一系列外形變化狀態(tài)的統(tǒng)稱。而建筑物變形監(jiān)測分析是指借助相應(yīng)測量儀器和技術(shù)標準、規(guī)范，對建筑物外形進行及時的監(jiān)測與分析。

高層建筑由于其建筑規(guī)模和經(jīng)濟規(guī)模都比較大，因此高層建筑施工和運營過程中變形監(jiān)測都尤為重要。一方面，對高層建筑實施不定期的監(jiān)測有助于及時發(fā)現(xiàn)高層建筑存在的問題，分析問題的原因，提出解決問題的對策，從而保障人民生命財產(chǎn)安全；另一方面，高層建筑變形監(jiān)測數(shù)據(jù)、技術(shù)標準、解決對策等對行業(yè)內(nèi)其他建筑物變形監(jiān)測有重要的學(xué)術(shù)借鑒意義。

2 高層建筑變形監(jiān)測的特點

2.1 主要目的是安全監(jiān)測

高層建筑變形監(jiān)測重要目的在于對高層建筑的安全進行監(jiān)測，而這又分為外部監(jiān)測和內(nèi)部監(jiān)測兩個部分。內(nèi)部監(jiān)測主要是借助專業(yè)化的技術(shù)設(shè)備對高層建筑內(nèi)部應(yīng)力、建筑物內(nèi)部溫度變化、建筑物動力特性等方面進行不定期監(jiān)測。外部監(jiān)測主要是通過觀察、測量數(shù)據(jù)等對高層建筑沉降、位移、傾斜及裂縫等方面進行觀測。在高層建筑安全監(jiān)測中，外部監(jiān)測和內(nèi)部監(jiān)測相輔相成，應(yīng)同時進行，協(xié)同分析。

2.2 監(jiān)測精度要求高

由于高層建筑外形數(shù)據(jù)“牽一發(fā)而動全身”，高層建筑外形數(shù)據(jù)微小的變化就會對建筑整體的穩(wěn)定性及安全性構(gòu)成極大的威脅，同時不利于外形變化原因的分析與對策的研究，因此，相較于其他建筑變形監(jiān)測，高層建筑變形監(jiān)測要求極高的精確度，從而保障監(jiān)測有效性。

2.3 多次重復(fù)性監(jiān)測

高層建筑變形監(jiān)測是一項周期性、重復(fù)性的監(jiān)測工作。以高層建筑沉降監(jiān)測為例，變形監(jiān)測時需要對同一監(jiān)測點在不同監(jiān)測周期的坐標差和高程差進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和計算。一方面，要根據(jù)季節(jié)和地質(zhì)周期的不同進行周期性數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析，結(jié)合季節(jié)及地質(zhì)周期變化因素進行原因與對策分析；另一方面，需要借助各種技術(shù)設(shè)備對瞬時坐標差和高程差進行計算分析，保障數(shù)據(jù)及時性。

2.4 嚴格的數(shù)據(jù)分析方法

高層建筑變形監(jiān)測涉及繁多數(shù)據(jù)，由于建筑本身短期內(nèi)變化較小，因此很多數(shù)據(jù)誤差極小難以區(qū)分，因此對高層建筑外形數(shù)據(jù)分析時需要借助專業(yè)的軟件和嚴格的數(shù)據(jù)分析方法對浩瀚的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。

3 高層建筑變形監(jiān)測實施過程

3.1 高層建筑變形監(jiān)測方案設(shè)計

高層建筑變形監(jiān)測方案設(shè)計具體內(nèi)容包括以下方面： （1）國家建筑安全管理實施規(guī)范。 （2）建筑行業(yè)內(nèi)要求建筑變形監(jiān)測需要統(tǒng)計的數(shù)據(jù)信息。 （3）其他建筑變形監(jiān)測經(jīng)驗。（4）高層建筑本身所處的地質(zhì)條件、水文環(huán)境、氣候條件。通過以上技術(shù)標準及行業(yè)規(guī)范的統(tǒng)計與分析，高層建筑變形監(jiān)測主要對建筑物垂直沉降、水平位移、裂縫大小、傾斜程度等方面數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。

3.2 高層建筑變形監(jiān)測方案實施

3.2.1 確定監(jiān)測精度與監(jiān)測方法

高層建筑變形監(jiān)測精度的確定主要依據(jù)以下幾個方面：高層建筑在不同時間周期上的平均變化量；行業(yè)技術(shù)規(guī)范內(nèi)固定變化量；高層建筑技術(shù)規(guī)范中最小變形值；建筑地質(zhì)環(huán)境、水文環(huán)境允許值。而高層建筑監(jiān)測方法主要根據(jù)行業(yè)內(nèi)其他建筑變形監(jiān)測的經(jīng)驗結(jié)合本建筑周圍環(huán)境制定特色化的監(jiān)測方案。

3.2.2 制定變形監(jiān)測周期

變形監(jiān)測周期的確定主要取決于高層建筑的變形值大小、變形速度以及高層建筑變形監(jiān)測目的。制定變形監(jiān)測周期的基本依據(jù)在于高層建筑的建筑目的、變形速度、變形監(jiān)測精度要求和高層建筑外部環(huán)境特點。一般高層建筑變形監(jiān)測周期可以利用公式：來進行計算。公式中hM表示設(shè)置的不同監(jiān)測點的高程差；V表示高層建筑的沉降速度；K表示不同監(jiān)測點之間的沉降量與誤差之間的比例。根據(jù)公式計算，一般高層建筑運營階段第一年變形監(jiān)測需要每季度進行監(jiān)測，而第二年基本可以每半年進行一次變形監(jiān)測，其他時間可以每年進行一次監(jiān)測。在高層建筑變形監(jiān)測中要隨時統(tǒng)計分析第一手的數(shù)據(jù)資料，從而有效保障監(jiān)測精度。

3.2.3 嚴格要求監(jiān)測人員及技術(shù)設(shè)備

高層建筑變形監(jiān)測人員需要具備專業(yè)的測量理論知識和實踐經(jīng)驗，從而對監(jiān)測結(jié)果有效分析，對監(jiān)測問題制定相應(yīng)的解決方案。而專業(yè)化的技術(shù)設(shè)備必須滿足高層建筑變形監(jiān)測精度的要求。

3.2.4 科學(xué)布置變形監(jiān)測點

高層建筑變形監(jiān)測點的設(shè)置直接關(guān)系到是否能夠?qū)Ω邔咏ㄖO(shè)計變形量、變形速度、變形頻率的高精度有直接的關(guān)系，因此高層建筑變形監(jiān)測變形監(jiān)測點的布置尤為重要。例如高層建筑沉降監(jiān)測點的布置中需要在建筑本身至少設(shè)置三個不受建筑施工影響的水準點，同時在每次的變形監(jiān)測之前都需要對水準點進行檢驗，測試水準點的穩(wěn)定性。

3.2.5 有效記錄分析監(jiān)測結(jié)果

高層建筑變形監(jiān)測結(jié)果的分析記錄一定要利用科學(xué)的表格進行統(tǒng)計、確保數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果的及時性、準確性。而對于統(tǒng)計結(jié)果的分析需要利用專業(yè)化的分析方法和模型。

4 結(jié)論

高層建筑變形監(jiān)測是建筑運營階段的一項重要工程，對高層建筑本身的安全性及穩(wěn)定性有重要的意義，而高層建筑變形監(jiān)測不僅需要專業(yè)化的理論知識基礎(chǔ)，同時需要先進的變形監(jiān)測經(jīng)驗指導(dǎo)，多方面資源的組織與協(xié)調(diào)才能保障高層建筑變形監(jiān)測的有效性。

參考文獻：

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