摘要：本文簡要介紹了高層建筑物變形觀測的常用方法，對高層建筑物的沉降原因，沉降觀測周期和頻率等數(shù)據進行了討論;對變形數(shù)據精度詳細的分析，并對觀測中常見的問題及其處理方法。

　　關鍵詞：變形觀測、測量觀測方法、精度分析

　　Abstract: this paper briefly introduces the tall building deformation observation commonly used method, the settlement of high-rise buildings to reason, settlement observation period and frequency, and data are discussed; For a detailed analysis of the deformation data and accuracy, and for the observed common problem and its processing method.

　　Keywords: deformation observation, measuring observation method, precision analysis

　　中圖分類號：[TU208.3] 文獻標識碼：A 文章編號：

　　引言：

　　隨著高層建筑物的增高和荷載的增加，在地基基礎上和上部結構的共同作用下，建筑物將發(fā)生不均勻沉降，輕者將使建筑物產生傾斜或裂縫，影響正常使用，重者將危機建筑物的安全。因此，建筑物的穩(wěn)定性和可靠性已經成為人們關注的焦點，只有定期對高層建筑和重要建筑進行變形觀測，掌握其變形規(guī)律，才能合理預測未來的變形大小，及時采取預防或善后措施，確保建筑物的安全使用。高層建筑的變形觀測包括沉降觀測、傾斜觀測和裂縫觀測。其中沉降觀測是變形觀測的重點，在沉降觀測工作實踐中，應根據實際情況選用最有效的觀測方法，并科學分析、處理沉降觀測結果，對沉降觀測中常見的問題提出合理的解決辦法，準確掌握建筑物的沉降變化規(guī)律，為建筑物設計和防災減災提供科學的依據。

　　一、建筑物的變形監(jiān)測主要分類

　　(1)工業(yè)與民用建筑:主要包括基礎的沉降觀測與建筑物本身的變形觀測。基礎的變形監(jiān)測主要內容是基礎的均勻沉陷與不均勻沉陷;建筑物本身的監(jiān)測主要包括自身的傾斜和裂縫觀測。對于高層或超高層建筑以及一些重要建筑物，還要對其進行動態(tài)觀測，如在日照或臺風中振動幅值、頻率、撓度等。

　　(2)地下工程：主要包括隧道、深基坑(大于7米)等。其中隧道除了對隧道本身的變形進行監(jiān)測外，還要對由于隧道開挖引起的地面沉降、地面建筑變形(主要為沉降和傾斜)進行監(jiān)測;深基坑施工監(jiān)測內容主要包括周邊環(huán)境變形監(jiān)測和基坑圍護體系監(jiān)測兩大類。其中周邊環(huán)境變形監(jiān)測包括周邊建筑物沉降、地下管線沉降、地表沉降等;基坑圍護體系(包括基坑支護、土體、水力系統(tǒng))監(jiān)測包括圍護墻頂沉降、圍護墻頂位移、圍護墻深部水平位移、立柱牙隆沉、支撐軸力監(jiān)測、坑外地下水位監(jiān)測、土壓力監(jiān)測、孔隙水壓力監(jiān)測、土體分層沉降等。

　　(3)水工建筑物:主要為各種大壩。對于土石壩，重點是觀測其水平位移，垂直位移、滲透以及裂縫;混凝土大壩重點觀測水平位移、垂直位移和伸縮縫的變形。科學、準確、及時地分析和預報工程及工程建筑物的變形狀況，對工程建筑物的施工和運營管理極為重要。在變形監(jiān)測中，變形數(shù)據具有信息眾多和周期長等特點，傳統(tǒng)的管理系統(tǒng)與處理方式己經不能滿足研究的需要。因此，需要建立一個適應于不同類型的、不同時空的、不同性質的多源、多維監(jiān)測數(shù)據的采集、存儲、綜合分析與表達的建筑物變形監(jiān)測分析系統(tǒng)，而常規(guī)的建筑物變形監(jiān)測系統(tǒng)是無法滿足上述要求的。

　　二、建筑物的變形監(jiān)測的方法

　　目前建筑物變形監(jiān)測，由傳統(tǒng)的單一監(jiān)測手段向點、線、面立體交叉的空間模式發(fā)展。但傳統(tǒng)的全站儀、精密水準測量仍然是高精度變形信息獲取的主要方法。縱觀國內外變形監(jiān)測方法的發(fā)展，建筑物變形監(jiān)測技術主要有下幾個方面:

　　(1)測量機器人，也稱是全自動跟蹤全站儀。它為建筑物變形的自動監(jiān)測提供了一個很好的技術手段，實現(xiàn)了一定范圍內的無人職守、全天候、全方位的自動監(jiān)測。使用這種技術可以達到亞mm級精度。

　　(2)攝影測量技術。利用攝影測量的方法進行建筑物變形監(jiān)測，通過內業(yè)量測和數(shù)據處理得到變形體的2維或者是3維坐標，比較不同時刻相同目標點的位移情況。通過對攝影的相片轉換成數(shù)字影像或直接用CCD相機獲得變形體的數(shù)字影像，再利用數(shù)字影像處理技術和數(shù)字影像匹配技術獲得同名像點的坐標，進而獲得變形點的坐標，這種處理方式將在變形監(jiān)測中發(fā)揮越來越大的作用。

　　(3)全球定位系統(tǒng)GPS的應用是測量技術的一項革命性變革。在建筑物變形監(jiān)測方面，應用GPS測量不僅具有精度高、速度快、操作便捷等特點，而且利用GPS和計算機技術、數(shù)據通訊技術及數(shù)據處理與分析技術進行集成，可實現(xiàn)從數(shù)據采集、傳輸、管理到變形分析及預報的自動化，達到遠程網絡實時監(jiān)控的目的。前GPS用于變形監(jiān)測測量平面位置精度可達1-2mm，高程精度可達2-3mm,目前在變形監(jiān)測領域GPS正朝著一機多天線技術和偽衛(wèi)星定位技術的方向發(fā)展。

　　(4)合成孔徑雷達干涉測量。合成孔徑雷達干涉測量 (SynthetioAPerture Radar，Interi貽rometry，InSAR)，是一種新型的極具潛力的空間對地觀測技術。InSAR技術使用星載或者機載雷達信號的相位信息提取地球表面三維信息，能全天候、全天時地獲取大面積地面精確三維信息。目前，在hiSAR基礎上擴展的差分干涉技術 (differentialInSAR，d一InSAR)和GPS/InSAR集成技術，己在研究地震變形、火山運動、冰川漂移、城市沉降、山體滑坡、大壩監(jiān)測等方面表現(xiàn)出極好的前。

　　(5)三維激光掃描技術。它是上世紀九十年代中期激光應用研究的又一項重大突破。通過高精度，高密集對監(jiān)測對象進行立體空間面狀掃描，獲取監(jiān)測體的整體數(shù)據，通過定期或周期對監(jiān)測體的掃描數(shù)據對比分析，做出對檢測對象的正確評估。目前國外已在該領域做了大量的研究，

　　三、精度分析

　　根據工程的實際情況，及此次變形觀測的目的，變形觀測精度要求應符合《工程測量規(guī)范》

　　由變形測量的等級劃分和要求，根據本工程具體情況，可將本餐廳的變形觀測劃為第三等級，其精度要求按相應規(guī)定來要求。觀測點高程中誤差為±1.0 mm，相鄰點高差中誤差為±0.50 mm。觀測技術要求按照《工程測量規(guī)范》二等水準測量的技術要求來施測。

　　四、 沉降觀測實例分析

　　1、概況

　　某住宅樓為16層結構，施工期間需對該樓進行六次沉降觀測，布設沉降觀測點共6個

　　2、檢測儀器

　　水準儀DS1型;2m精密銦鋼水準標尺(兩根);

　　3、現(xiàn)場觀測 此次沉降觀測采用儀器兩次測高法進行觀測;現(xiàn)場觀測時，整個觀測過程為一閉合回路;受現(xiàn)場條件限制時，可使用適當?shù)霓D點進行觀測。

　　4、原始記錄整理

　　每次觀測結束后，應及時計算出每次觀測后各個測點的相對高程，同時計算出各個測點的本次沉降量和累計沉降量。計算如下：

　　(1)、本次沉降=本次高程-上次高程

　　(2)、累計沉降=本次高程-首次高程

　　5、觀測結果總結

　　(1)沉降量-時間曲線圖(S-t)

　　取1#測點、2#測點、4#測點、6#測點為例，沉降量-時間曲線圖如下所示：

　　(2)沉降速率-時間曲線圖(V-t)

　　取1#測點、2#測點、4#測點、6#測點為例，沉降速率-時間曲線圖如下所示：

　　從沉降觀測成果中可得，自2004年03月01日～2004年05月16日, 該樓的平均沉降量為6.69mm，最大沉降量為4#測點7.30mm，最小沉降量為6#測點6.19mm。最近一次平均沉降速率為0.0168mm/d，其中最近一次最大沉降速率為1#測點，最大值0.0233mm/d。

　　五、結束語

　　當前，隨著城市化進程的深入發(fā)展，高層建筑不斷涌現(xiàn)，對于高層建筑變形觀測的重要性正越來越被人們認同。隨著現(xiàn)代測繪技術的發(fā)展，建筑物沉降觀測方法已由傳統(tǒng)的水準測量發(fā)展到全自動測量、數(shù)字攝影測量、GPS測量等多種方法相結合，實現(xiàn)快速、全面、準確獲取建筑物沉降數(shù)據的目的。通過科學分析并妥善處理外業(yè)測量和成果整理中的主要問題，使沉降觀測結果和沉降變化規(guī)律更加真實、可靠、為建筑物設計、施工、管理和防災減災提供科學的依據。

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　　基金項目：新世紀廣西高等教育教學改革工程立項項目，編號：2009C134。

　　廣西高等學校優(yōu)秀教材立項項目，編號：77(2007138號)