房屋建筑結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測工作中主要問題研究

李永博

【摘要】從預防性保護的角度出發(fā)，對房屋進行變形的檢測能有效的避免一些嚴重安全事故的發(fā)生，保護人們的人身和財產(chǎn)安全。尤其是現(xiàn)在的高層及超高層建筑，其變形檢測問題在建筑物施工過程中就因質(zhì)量要求而引起人們的重視。房屋建筑結(jié)構(gòu)的變形檢測問題在我國起步較晚，并且相關技術(shù)的成熟程度不夠，導致變形檢測過程中出現(xiàn)了諸多問題。本文主要講述了房屋建筑結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測的內(nèi)容、特點，并對觀測周期的確定以及變形檢測常用的方法等幾個方面的問題進行了分析，希望能對房屋建筑結(jié)構(gòu)變形檢測體系的構(gòu)建提供相應的參考。

【關鍵詞】房屋建筑結(jié)構(gòu);變形監(jiān)測;主要問題

近年來，當人們的房屋結(jié)構(gòu)主要為樓房結(jié)構(gòu)以及樓層高度逐漸提高的前提下，對建筑物結(jié)構(gòu)的安全性監(jiān)控逐漸成為人們的研究熱點。房屋建筑結(jié)構(gòu)在施工過程中會因施工材料特性、施工方法和構(gòu)件結(jié)構(gòu)設計等原因出現(xiàn)一定誤差，需要通過變形檢測等手段進行檢驗和修正;房屋長時間使用的過程中，也會因氣候或構(gòu)件缺陷、材料老化等原因?qū)е挛⑿∽冃蔚某霈F(xiàn)，需要通過變形監(jiān)測的手段予以發(fā)現(xiàn)并提前預防災害的發(fā)生。但房屋建筑結(jié)構(gòu)即使出現(xiàn)變形，其變形幅度也十分微小，非專業(yè)檢測手段根本難以發(fā)現(xiàn)，這就對房屋建筑結(jié)構(gòu)變形檢測工作造成了極大的困擾。因此，監(jiān)測和診斷超房屋結(jié)構(gòu)的健康狀況，及時發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)損傷，對可能出現(xiàn)的災害進行預測，評估服役結(jié)構(gòu)的安全性、可靠性、耐久性和適用性具有非常重要的現(xiàn)實意義此。

一、房屋建筑結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測內(nèi)容

1.?房屋建筑結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測

從20世紀90年代以來，房屋建筑結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測手段的硬件和軟件迅速發(fā)展，監(jiān)測范圍不斷擴大。其主要監(jiān)測內(nèi)容有沉降監(jiān)測、傾斜監(jiān)測、裂紋監(jiān)測等。

2.?基坑工程周圍環(huán)境監(jiān)測

在城市建筑密集地區(qū)施工，不僅要求保證房屋建筑本身的安全性，還必須保證鄰近建筑的安全使用。在基坑開挖以及以后的施工過程中，由于地下水位下降、荷載增加以及其它一些不確定因素，必然引起周圍環(huán)境變化，這在工程中稱為基坑工程環(huán)境效應。在基坑工程中，必須對周圍的房屋建筑進行安全監(jiān)測，以確保其安全使用，其中主要是對房屋建筑進行沉降觀測和傾斜觀測。

二、房屋建筑結(jié)構(gòu)變形檢測特點

由于沉降監(jiān)測在土木工程起初主要應用于橋梁結(jié)構(gòu)上，形成的橋梁的監(jiān)測理論是基于歐拉梁的形式，如曲率模態(tài)，它只考慮了彎曲變形的影響?房屋建筑結(jié)構(gòu)體系一般采用筒中筒?、框筒、框剪結(jié)構(gòu)，因此在側(cè)向荷載作用下，還需要考慮剪切變形的影響。直接將橋梁監(jiān)測理論應用于房屋建筑還需要進一步探討?。

不同于橋梁或普通建筑，房屋建筑結(jié)構(gòu)（尤其是超高層結(jié)構(gòu)）具有非常大的高度，風荷載往往成為結(jié)構(gòu)的控制荷載。在側(cè)向荷載作用下，房屋建筑結(jié)構(gòu)的水平位移過大容易引起結(jié)構(gòu)損壞或失穩(wěn)，從而影響結(jié)構(gòu)的可靠性和安全性。因此，對房屋建筑結(jié)構(gòu)的水平位移監(jiān)測與控制是房屋建筑變形監(jiān)測的重要內(nèi)容。以往橋梁或普通建筑位移監(jiān)測主要使用加速度傳感器、激光全站儀或位移計，但由于房屋建筑獨特的結(jié)構(gòu)體系、動力特性和周邊環(huán)境，這些方法一定程度上應用于房屋建筑結(jié)構(gòu)還不太成熟，水平位移監(jiān)測相對比較難。目前，?還未有成熟的理論和技術(shù)來監(jiān)測房屋建筑結(jié)構(gòu)的水平位移。

三、觀測周期的確定

房屋建筑結(jié)構(gòu)變形是一個漸變過程，是時間的函數(shù)，而且變形速度不均勻，但變形觀測次數(shù)是有限的，因此，合理的選擇連續(xù)觀測的周期，正確分析變形結(jié)果是確保房屋建筑結(jié)構(gòu)自身安全的重要因素。變形觀測從房屋建筑施工開始，到停止使用結(jié)束，貫穿整個過程，相鄰兩次變形觀測的時間間隔就是一個觀測周期。

對于沉降觀測，從分析變形過程出發(fā)，變形速度值比變形絕對值具有更重要的意義。對于傾斜觀測，房屋建筑主體傾斜觀測的周期，可視傾斜速度，一般每1～3個月觀測一次，若由于基礎附近大量堆放或卸載等導致傾斜速度加快時，應及時增加觀測次數(shù)。另外，?應避開強日照和風荷載較大的時間段，以免使測量誤差過大而影響觀測分析結(jié)果的真實性和可靠性。水平位移觀測的周期，對于不良地基土地區(qū)的觀測，亦可與沉降觀測協(xié)調(diào)考慮確定;對于受基礎施工影響的相關觀測量，應按施工進度的需要確定，可每天或隔幾天觀測一次，直至施工結(jié)束。

四、房屋建筑結(jié)構(gòu)變形檢測常用方法

變形監(jiān)測目的是為了實時的了解房屋建筑的變形情況，確保房屋建筑的安全使用，就靜態(tài)變形監(jiān)測而言，?監(jiān)測方法包括常規(guī)地面測量方法、近景攝影測量以及特定條件下采取一些特殊的測量方法。

1.?房屋建筑沉降監(jiān)測方法

沉降觀測常用水準測量的方法，也可以采用液體靜力水準測量的方法。一般房屋建筑物和深基坑開挖的沉降觀測，通常用精密水準儀，按國家二等水準技術(shù)要求施測，將觀測點布設成閉合環(huán)或附合水準路線聯(lián)測到水準基點上。采用水準測量進行變形監(jiān)測，必須做到固定觀測時間、固定觀測路線、固定觀測人員、固定觀測儀器。

2.?傾斜監(jiān)測方法

傾斜觀測方法比較多，對于基坑監(jiān)測，常采用鉆孔測斜儀對支護樁進行傾斜觀測。對于房屋建筑上部的傾斜觀測，傳統(tǒng)的測量方法包括經(jīng)緯儀投點法、全站儀坐標測量法等等，在實際工程中常采用回歸平面法。

3.?水平監(jiān)測方法

水平位移觀測根據(jù)房屋建筑類型不同采用不同的方法，直線型建筑常用基準線法、引張線法、距離丈量法;曲線型建筑常用測角前方交會、精密導線法;房屋建筑頂部相對于底部的偏移、豎直中心是否鉛直（撓度）可用測角前方交會法、經(jīng)緯儀投點法等。

4.?裂紋監(jiān)測方法

當基礎撓度過大時，房屋建筑可能由于剪力破壞而出現(xiàn)裂縫。裂縫觀測可在裂縫兩端分別固定一鐵片，其中一片緊壓在另一片上，在邊緣涂上油漆，當裂縫發(fā)生變化時，便會露出未涂漆的部分，這個就是裂縫的變化量，采用千分尺或游標卡尺量取其變化量。

五、結(jié)束語

房屋建筑結(jié)構(gòu)具有不同于橋梁結(jié)構(gòu)的特殊性，因此，在房屋建筑結(jié)構(gòu)變形檢測的過程中不能照搬橋梁結(jié)構(gòu)變形檢測的方法和設備，應針對房屋結(jié)構(gòu)本身的特定作相應的調(diào)整。但是，對與橋梁結(jié)構(gòu)變形檢測過程中的一些成熟的經(jīng)驗，在房屋建筑結(jié)構(gòu)變形檢測過程中可以借鑒和參考。另外，我們應積極學習國外先進的房屋建筑結(jié)構(gòu)變形檢測技術(shù)，探索并建立起一套符合我國建筑結(jié)構(gòu)特點和氣候特點的，完善的房屋建筑結(jié)構(gòu)變形檢測體系。

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