基坑周邊建筑物變形測(cè)量的實(shí)施與數(shù)據(jù)處理方法

李孝煥

摘 要：建筑物的變形測(cè)量受建筑物密集程度和外部環(huán)境的影響，本文主要對(duì)基坑周邊建筑物變形測(cè)量的實(shí)施與數(shù)據(jù)處理方法進(jìn)行詳細(xì)論述。

關(guān)鍵詞：建筑物；變形；測(cè)量方法；數(shù)據(jù)處理；綜合分析

一、建筑物變形測(cè)量的基本內(nèi)容

建筑物變形測(cè)量，顧名思義，就是建筑物和它的地基在承受自身重量或者外力的情況下，觀察和測(cè)量在一段時(shí)間內(nèi)建筑物和地基發(fā)生的形變。在實(shí)際測(cè)量過程中，建筑物的密集程度、土地性質(zhì)、地質(zhì)條件、周邊環(huán)境等都會(huì)對(duì)測(cè)量的進(jìn)行產(chǎn)生影響。因此，建筑物變形測(cè)量要處理的實(shí)際情形有很多，本文主要分析基坑周邊建筑物變形測(cè)量的實(shí)施與數(shù)據(jù)處理方法。

二、基坑周邊建筑物變形的測(cè)量

本文以某市華潤(rùn)萬家超市為例，該華潤(rùn)萬家超市位于繁華商業(yè)區(qū)，周邊是一叢大廈、高等寫字樓，人流量和車流量非常大。經(jīng)調(diào)查，該超市基坑的開挖深度為12.5m，挖掘地質(zhì)是以流土、淤泥為主。傳統(tǒng)的建筑物變形觀測(cè)方法有沉降觀測(cè)、傾斜觀測(cè)還有裂縫觀測(cè)，根據(jù)這些方法的原則和長(zhǎng)處進(jìn)行選擇，對(duì)基坑周邊建筑物變形的測(cè)量進(jìn)行較為準(zhǔn)確地估算。

1.工程概況

根據(jù)實(shí)際測(cè)量情況和設(shè)計(jì)要求，該項(xiàng)目的的傾斜觀測(cè)得出的傾斜度誤差不大于3°，總傾斜量不大于50mm（設(shè)經(jīng)緯儀測(cè)量建筑物變形前后的投點(diǎn)位移量為A，在實(shí)現(xiàn)垂直方向上的偏移量為B，總位移量為A與B的平方和）；沉降觀測(cè)得到每個(gè)高度誤差均小于0.5mm，地面水平位移觀測(cè)坐標(biāo)誤差均不大于11mm。

該觀測(cè)項(xiàng)目歷時(shí)共21個(gè)月，前后一共觀測(cè)了30次。

2.控制點(diǎn)的布置

控制點(diǎn)的布置是建筑物變形測(cè)量的實(shí)施的基本要求，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，該施工項(xiàng)目一共設(shè)立了4個(gè)水平位移基準(zhǔn)點(diǎn)和2個(gè)檢核點(diǎn)，4個(gè)沉降基準(zhǔn)點(diǎn)。再將這些基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)號(hào)，傾斜位移基準(zhǔn)點(diǎn)為KH1-KH4，檢核點(diǎn)分別為KH7和KH8，沉降基準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)記為KV1，KV2，KV3，KV5。本次觀測(cè)沒有設(shè)置傾斜位移觀測(cè)基點(diǎn)，而是把傾斜位移基準(zhǔn)點(diǎn)與沉降基準(zhǔn)點(diǎn)結(jié)合成傾斜兼沉降觀測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)HV。

除了設(shè)置基準(zhǔn)點(diǎn)以外，還在工程建筑物中設(shè)立觀測(cè)點(diǎn)，主要有沉降觀測(cè)點(diǎn)、傾斜觀測(cè)點(diǎn)和裂縫觀測(cè)點(diǎn)。

沉降觀測(cè)點(diǎn)分為工程觀測(cè)點(diǎn)和地基觀測(cè)點(diǎn)，其中工程觀測(cè)點(diǎn)主要是對(duì)建筑物的沉降觀測(cè)設(shè)置的點(diǎn)，用不銹鋼螺紋釘（有效防誤差）在建筑物柱體上進(jìn)行打鉆取點(diǎn)，以螺紋釘為中心的點(diǎn)直徑保持在1.5mm以下，以此為觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行取直徑設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。本次對(duì)于地基的觀測(cè)是對(duì)典型的水泥地面的觀測(cè)，因此也可以效仿工程觀測(cè)點(diǎn)的方法，用相對(duì)較大一號(hào)的不銹鋼螺紋釘嵌入地面，螺釘下側(cè)可以根據(jù)一般標(biāo)準(zhǔn)插入土壤中。沉降觀測(cè)點(diǎn)的直徑標(biāo)準(zhǔn)為不大于1mm，觀測(cè)的誤差一般會(huì)隨著中心點(diǎn)的中心直徑的增大而增大。

對(duì)于建筑物主體的傾斜觀測(cè)，主要是根據(jù)立體幾何學(xué)的方法來進(jìn)行。建筑物傾斜變形測(cè)量的一般方法是測(cè)量建筑物頂部相對(duì)于底部的偏差量，對(duì)建筑物的高度進(jìn)行測(cè)量，再把兩個(gè)參數(shù)代入偏差度公式進(jìn)行計(jì)算，就可以得到建筑物的傾斜度。如圖1所示：P和Q點(diǎn)在同一豎直線上，Q

圖 1

點(diǎn)在建筑物傾斜之后發(fā)生偏移，偏移之后位于T點(diǎn)，產(chǎn)生的位移長(zhǎng)度為B（單位：mm），h為建筑物高度，建筑物的傾斜度計(jì)算公式為：

建筑物的底部偏移量不等于傾斜總量，總的傾斜量要至少在兩個(gè)地方測(cè)量其底部偏移量再進(jìn)行綜合計(jì)算。圖1中，在一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)處測(cè)得建筑物偏移量B之后，可以在此處做個(gè)標(biāo)記之后換到該位置的垂直方向處進(jìn)行觀測(cè)，在經(jīng)緯儀的幫助下，可以很方便的求出此處的建筑物底部偏移量A 。那么就可以代入下面的傾斜總量公式進(jìn)行計(jì)算：

對(duì)于裂縫的觀測(cè)，一般先要用高像素的照相機(jī)將所有的裂紋拍攝下來，編號(hào)統(tǒng)計(jì)之后再進(jìn)行觀察測(cè)量。根據(jù)做好的記錄，在裂縫的外側(cè)用粗黑線描出裂縫的輪廓，再用精準(zhǔn)的測(cè)量工具對(duì)裂縫的兩邊進(jìn)行測(cè)量，求平均數(shù)得出裂縫的長(zhǎng)度和寬度。裂縫的深度一般采用專門的測(cè)量深度的工具來測(cè)量，本次由于觀測(cè)中出現(xiàn)裂縫的次數(shù)不夠大，因此無需測(cè)量雷鋒深度，這里不再贅述。與沉降觀測(cè)和傾斜觀測(cè)不同，裂縫觀測(cè)對(duì)于裂縫的方向和在建筑物上所處的位置等非長(zhǎng)計(jì)量因素應(yīng)當(dāng)十分重視。

三、觀測(cè)數(shù)據(jù)的處理

建筑物變形的測(cè)量數(shù)據(jù)的處理方法一般運(yùn)用回歸分析來處理分析，根據(jù)多次的實(shí)驗(yàn)證明，回歸分析法目前是分析處理建筑物變形測(cè)量數(shù)據(jù)的最佳辦法?；貧w分析法一般需要較大的數(shù)據(jù)和明顯的特征分布趨勢(shì)。實(shí)際的處理過程中，要對(duì)測(cè)量所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行細(xì)心篩選，以此避免這些數(shù)據(jù)對(duì)于整體分析的影響。在觀測(cè)過程中，為了防止方法不同引起的誤差，所以具體采用的方法是一模一樣的。

在沉降觀測(cè)、傾斜觀測(cè)中，觀測(cè)點(diǎn)所對(duì)的方向不同，但是相對(duì)的垂直高度和距建筑物的距離應(yīng)當(dāng)相同，即觀測(cè)點(diǎn)的位置選擇一定不能影響觀測(cè)的具體結(jié)果，觀測(cè)點(diǎn)反映的真是誤差應(yīng)當(dāng)是一致的，千萬不能出現(xiàn)不同觀測(cè)點(diǎn)的誤差同時(shí)出現(xiàn)正數(shù)和負(fù)數(shù)的現(xiàn)象。由于選取的觀測(cè)點(diǎn)較多，如果只有一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)出現(xiàn)數(shù)據(jù)偏差過大可以剔除這個(gè)觀測(cè)點(diǎn)。本次項(xiàng)目充分考慮實(shí)際情況，舍去了沉降觀測(cè)點(diǎn)KV1的所有數(shù)據(jù)，將觀測(cè)點(diǎn)KV1，KV3，KV4處測(cè)得的數(shù)據(jù)作為最終分析數(shù)據(jù)來處理。由不同觀測(cè)點(diǎn)測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析計(jì)算，利用Excel和擬基準(zhǔn)計(jì)算軟件得到圖表形式的計(jì)算結(jié)果，并再將計(jì)算結(jié)果繪制成沉降變形量-時(shí)間特性曲線和傾斜變形量-時(shí)間特性曲線。再運(yùn)用圖線分析軟件對(duì)曲線進(jìn)行分析，得到各個(gè)觀測(cè)點(diǎn)測(cè)得建筑物變形量的變化率和變化趨勢(shì)。

根據(jù)本次項(xiàng)目的建筑物變形測(cè)量數(shù)據(jù)處理的結(jié)果可以得知，在21個(gè)月的30次觀測(cè)過程中，建筑物共下沉26mm，水平位移約28.3mm，沒有超過該項(xiàng)目要求的30mm，但是這個(gè)差距并不是很大，所以要及時(shí)采取適當(dāng)?shù)拇胧┻M(jìn)行整改。如果變形量超過35mm警戒線的話，就要上報(bào)相關(guān)部門，對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行停工處理。

四、結(jié)語

在整個(gè)觀測(cè)過程中，基準(zhǔn)點(diǎn)的選擇首當(dāng)其沖，觀測(cè)點(diǎn)的選取是關(guān)鍵。應(yīng)當(dāng)對(duì)建筑物的變形量進(jìn)行多次測(cè)量和數(shù)據(jù)分析，每次測(cè)量選取的基準(zhǔn)點(diǎn)和觀測(cè)點(diǎn)要根據(jù)實(shí)際情況來進(jìn)行改善?，F(xiàn)代的測(cè)量工具相較于傳統(tǒng)的測(cè)量工具更加具體化、特殊化，極大地避免了傳統(tǒng)測(cè)量工具的笨重和繁瑣。采用高水平的計(jì)算軟件、數(shù)據(jù)處理軟件和圖形繪制軟件能大大簡(jiǎn)化測(cè)量數(shù)據(jù)的處理，更加清晰的分析建筑物變形量的變化趨勢(shì)和方向，從而減少測(cè)量的時(shí)間，提升測(cè)量數(shù)據(jù)的精確度，提高工作效率。

城市現(xiàn)代化的進(jìn)程使得城市更加的繁華，建筑的布局和安全系數(shù)顯得尤為重要，因此要加大對(duì)建筑物尤其是繁華地帶建筑物的變形量的測(cè)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]王焱.《淺析建筑物的變形測(cè)量》.《科學(xué)與財(cái)富》[J].2013.

[2]李平基.《建筑物變形觀測(cè)方法及實(shí)施》.《廣西工學(xué)院學(xué)報(bào)》[J].2007.