1、1对建筑物进行变形观测的应用探析摘要：高屋建筑变形监测是判别建筑物的质量、保证建筑物永固安全的必备步骤，进行变形监测、分析与预报，是用来指导施工和确保施工质量的一种理论依据。 关键词：建筑物；变形观测；方法 中图分类号： 文献标识号：A 文章编号：2306-1499（2013）02- 1.引言 随着我国社会和城市经济的高速发展，高层建筑物、大型水利工程、桥梁工程等越来越多地出现在我们的身边、周围。这些高大建筑物在给大众带来舒适、便捷的同时，也带来了许多安全方面的隐患。为了保证建筑物的安全可靠性，避免造成不必要的财产损失和人员伤亡，需要定期地对建筑物进行沉降观测，获得沉降变形数据，一般，建筑物沉
2、降观测数据为一系列包含有噪声的并且波动性较大的短序列离散数据，对这些沉降变形数据进行处理分析，正确地预测出建筑物的变形趋势，以便及时采取适当的预防对策，才能有效防止灾害的发生，保障建筑物的使用安全和寿命。 2.建筑物变形观测的方法分析 通常，测定建筑物及其地基在建筑物本身的荷载或受外力作用下，一定时间段内所产生的变形量及其数据的分析和处理工作。内容包括沉降、倾斜、位移、挠曲、风振等变形观测项目。其目的是监视建筑物在2施工过程中和竣工后，投入使用中的安全情况；验证地质勘察资料和设计数据的可靠程度；研究变形的原因和规律，以改进设计理论和施工方法。 2.1 建筑物地基和基础变形观测 2.1.1 基坑
3、回弹测量 在基坑开挖前、中、后期，测出事先埋设在基底面上的观测点，由于基坑开挖引起的高程变化。开挖前和开挖后两次的高程差为基坑的总回弹量。 2.1.2 地基分层沉降测量 测出埋设在不同土层上的观测点因荷载增加而引起的高程变化，以求得各土层的沉降量和受压层的最大深度。 2.1.3 建筑物的沉降测量 测出建筑物或基础上的观测点，因时间推移或因地基发生变化所引起的高程差异，比较不同周期的观测值即得沉降量。 以上内容都属于以垂直位移为主的变形观测，其方法是首先按建筑场地地形、地质条件和对变形观测的精度要求，合理布设变形控制网点（见工程控制测量） 。在建筑物附近比较稳固的位置埋设工作基点，直接用以测定建
4、筑物上的观测点的位移，尽可能在变形影响以外的稳固位置埋设基准点（检查点） ，用以检核工作基点本身的稳固性（见地面沉降和水平位移观测） 。工作基点与基准点一般都组成网形，用精密水准测量的方法来施测和检验。高程变化值的测定通常采用精密水准方法，也可用液体静力水准仪、气泡倾斜仪、电子水准器等进行测量。 32.2 建筑物上部变形观测 2.2.1 倾斜观测 测定建筑物顶部由于地基有差异沉降或受外力作用而产生的垂直偏差。通常在顶部和墙基设置观测点，定期观测其相对位移值，也可直接观测顶部中心点相对于底部中心点的位移值，然后推算建筑物的倾斜度。2.2.2 位移观测 测定建筑物因受侧向荷载的影响而产生的水平位移
5、量，观测点的建立视工程情况和位移的方向而定。 2.2.3 裂缝观测 测出建筑物因基础有局部不均匀沉降而使墙体出现的裂缝。一般在裂缝两侧设置观测标志，定期观测其位置变化，以取得裂缝的大小和走向等资料。 2.2.4 挠度观测 测定建筑物受力后产生的挠曲程度。一般测定设置在建筑物垂直面内不同高度观测点相对于底点的水平位移值。 2.2.5 摆动和转动观测 测定高层建筑物和高耸构筑物在风振、地震、日照等外力作用下的摆动量和扭曲程度。 上述内容多属于以水平位移为主的变形观测，其方法除在稳定地区建立变形控制网，检验工作基点或基准点的稳固性外，通常使用测角前方交会法、经纬仪投影法、观测水平角法、激光准直法和垂
6、线观测法等，4来定期测定观测点的位置变化。对于特定方向的水平位移，还可用视准线法和引张线法进行观测。近年来，开始应用的近景摄影测量方法，对于测定地基基础与建筑物沉降、建筑物倾斜、测求裂缝参数、模型变形状态参数，以及建筑机械构件变形的检验等方面都有一定的效果。近景摄影测量通常使用摄影经纬仪、普通摄影机或高速摄影机，按正直、等偏、交向等摄影方式，可在一定时间段或瞬间连续记录建筑物和试验模型的大量点位变形信息。并使用立体坐标量测仪、电子计算机、精密立体测图仪或解析测图仪，按解析法或模拟解析法，测定观测点随时间所产生的二维或三维相对变形量。所摄得的像片，作为档案资料还可在其他任何时候进行检核量测。 3
7、.变形观测的数据处理与分析 首先，将观测成果进行初步整理，再以时间或荷载为横坐标，以累计变形量为纵坐标，绘制各种变形过程线，以便初步了解变形的幅度、趋势和建筑物的安全情况。其次，要对观测资料进行归纳和分析。通常采用回归分析的方法，先选择合适的拟合方法，再按最小二乘法与统计检验的原理求得回归方程，从而找出变形的规律性。由此方程即可根据各个自变量来推求所需因变量（即变形值） ，以推算、预报今后的变形情况，研究应采取的措施。对于基准点、工作基点和观测点稳固性的检验，在有固定的起算点时，用统计检验的方法，根据定期重复观测的结果，用最小二乘法计算各点的离差矢量，进行 F（两个正态母体的方差是否相等）检验
8、，以判断水准点高程的变化是由于水准点的升降还是由于观测的误差所引起。在没有固定的起算点时，采用秩亏自由网平差方法计算5各点的位移值，根据定期重复观测成果，判断其稳定性。 随着高大建筑的增多和古建筑的维修，变形观测工作愈来愈受到人们的重视。变形控制网的布设，已在研究应用优化设计的理论和方法；观测方法除了沿用一些行之有效的传统观测仪器和方法外，将逐步应用全能激光测量仪、自动垂直仪、电子测斜仪、位移摄影探索器等光电、电子仪器和摄影测量技术，使测量过程日趋自动化；观测数据的处理，已广泛应用数理统计的方法来检验点位的稳定性，由单一变量统计分析发展到多变量动态的定性定量统计分析，对建筑物的安全将提供更可靠
9、的预测与预报。 4.结束语 对于建筑物，尤其是高层建筑来说，必须进行变形监测、分析与预报，是用来指导施工和确保施工质量的一种理论依据。目前，建筑物沉降变形分析与预测技术应用上，还有很多方法、模型值得进一步的探究和应用实践，如回归分析法、灰色预测法、双曲线模型等进行沉降变形分析与预测，就还有很多值得继续深究的环节，今后，这方面的话题，本人还将不断探索下去。 参考文献 1.陈刚。建筑物沉降变形监测数据处理与预测方法研究D，江西理工大学，2011 2.宋蕾，张俊中，张健雄.灰色预测在建筑物沉降变形分析中的应用J，城市勘测，2011 年第 03 期 3.陈伟清。建筑物沉降变形分析与预测技术应用J，勘察科学技术，62007 年 3 期
