張馬斌

(山西省建筑科學(xué)研究院，山西太原 030001)

0 引言

建筑物傾斜變形關(guān)系著建筑物健康運(yùn)行，攸關(guān)人民生命財(cái)產(chǎn)安全。由于全站型電子速測(cè)儀的普及使用，使得該項(xiàng)測(cè)量易于進(jìn)行。但由于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的不同，原有的方法往往得適當(dāng)調(diào)整。

1 建筑物的變形監(jiān)測(cè)簡(jiǎn)介

變形監(jiān)測(cè)是指對(duì)特定的建(構(gòu))筑物在其荷載情況下，在其外部周圍(不受影響)布設(shè)觀測(cè)網(wǎng)作為基準(zhǔn)點(diǎn)，在監(jiān)測(cè)建(構(gòu))筑物上布設(shè)觀測(cè)點(diǎn)，定期地測(cè)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)相對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)的變化量，對(duì)其定期監(jiān)測(cè)的數(shù)值進(jìn)行比較，完成對(duì)建筑物及其地基在建筑物本身的荷載或者受外力的作用下一定時(shí)間段內(nèi)所產(chǎn)生的變形量及其數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、分析和處理工作。變形監(jiān)測(cè)項(xiàng)目主要包括沉降、傾斜、位移等等。

1.1 變形監(jiān)測(cè)的目的

從宇宙中的每一顆星球到我們的地球以及區(qū)域、城市，甚至是一個(gè)具體的建筑物的構(gòu)件都存在著變形。變形是一直存在的，但變形超過(guò)一定的限度后就會(huì)給我們的生命和財(cái)產(chǎn)帶來(lái)危險(xiǎn)。一個(gè)工程從施工開始到竣工結(jié)束，以及建成后使用的很長(zhǎng)一段時(shí)間，高樓(沉降)、大壩(位移)、高煙囪(傾斜)等變形是不可避免的，所以變形監(jiān)測(cè)的一個(gè)重要目的是檢查各種工程建筑物和地質(zhì)構(gòu)造的穩(wěn)定性，通過(guò)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)對(duì)變形進(jìn)行幾何分析，掌握規(guī)律，預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)變形，達(dá)到工程安全運(yùn)行的目的。變形監(jiān)測(cè)的另外一個(gè)重要的作用是科學(xué)研究，解釋變形的成因，驗(yàn)證工程建筑物的設(shè)計(jì)理論及地殼運(yùn)動(dòng)的假說(shuō)、地質(zhì)勘察資料和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的可靠程度，研究變形的原因和規(guī)律，改進(jìn)工程建筑物設(shè)計(jì)，建立正確的變形預(yù)報(bào)的理論與方法。

1.2 變形監(jiān)測(cè)的特點(diǎn)

1)對(duì)精度的要求高。與其他測(cè)量工作對(duì)比，變形監(jiān)測(cè)要求的精度更高。在實(shí)用的過(guò)程中，一般要求精度達(dá)到1 mm。在對(duì)建筑物變形監(jiān)測(cè)中，為了準(zhǔn)確、真實(shí)、客觀地反映出建筑物的變形情況，測(cè)量的誤差要求小于變形量的1/10～1/20。

2)重復(fù)監(jiān)測(cè)。變形觀測(cè)網(wǎng)必須相隔一定時(shí)間進(jìn)行重復(fù)監(jiān)測(cè)，只有重復(fù)監(jiān)測(cè)，才能從監(jiān)測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)或高程的變化中發(fā)現(xiàn)變形。

3)內(nèi)業(yè)的數(shù)據(jù)處理要嚴(yán)密。有許多變形體的變形都相對(duì)較小，經(jīng)常與測(cè)量誤差處于相同的數(shù)量級(jí)，所以要對(duì)變形數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)密的平差，運(yùn)用一些辦法從含有觀測(cè)誤差的觀測(cè)值中分析出真實(shí)、客觀的變形信息。

4)與諸多學(xué)科交叉。變形監(jiān)測(cè)工作不僅需要測(cè)量知識(shí)，還與土木工程和動(dòng)力學(xué)工程等多學(xué)科知識(shí)相互交叉，只有這樣才能有邏輯、條理性的分析變形信息。

5)責(zé)任重大。由于變形量都是微小變化，監(jiān)測(cè)測(cè)量工作要求嚴(yán)格認(rèn)真、一絲不茍，從帶有誤差的監(jiān)測(cè)值中分析并找出變形監(jiān)測(cè)的規(guī)律，從而及時(shí)預(yù)報(bào)危害變形，使人們可以避免災(zāi)害，保證人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全，因此變形監(jiān)測(cè)的責(zé)任重大。

2 主體傾斜觀測(cè)方法與調(diào)整

實(shí)際工作中，由于投點(diǎn)法要求將經(jīng)緯儀安置在離建筑物的距離大于其高度的1.5倍以上的固定測(cè)站上，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)要求較高，而沉降可以滿足實(shí)際需求，所以此文著重于主體傾斜觀測(cè)方法的選擇與調(diào)整。

2.1 主體傾斜觀測(cè)方法及數(shù)據(jù)分析

對(duì)于主體傾斜測(cè)量一般采用投點(diǎn)法。投點(diǎn)法的理論方法如下:

觀測(cè)的時(shí)候，應(yīng)該在底部觀測(cè)點(diǎn)的位置上安置測(cè)量設(shè)施(如水平讀數(shù)尺等)。在每測(cè)站安置經(jīng)緯儀投影時(shí)，應(yīng)按正倒鏡法測(cè)量每對(duì)上下觀測(cè)點(diǎn)標(biāo)志間的水平位移的分量，按矢量相加法求得水平位移值(傾斜量)和位移方向(傾斜方向)。

對(duì)需要觀測(cè)的建筑物，通常對(duì)建筑物的四個(gè)陽(yáng)角進(jìn)行傾斜觀測(cè)，綜合分析整棟建筑物的傾斜情況。其中經(jīng)緯儀要求盡量設(shè)置在離建筑物較遠(yuǎn)的地方(距離最好大于1.5倍建筑物的高度)，盡量避免儀器縱軸不垂直的影響。觀測(cè)的時(shí)候瞄準(zhǔn)墻頂一點(diǎn)，向下投影得一點(diǎn)N，投影時(shí)經(jīng)緯儀在固定測(cè)站應(yīng)該對(duì)中嚴(yán)格整平，用盤左、盤右兩個(gè)度盤位置分別往下投影，然后量取水平距離，取其平均值即為NN間的水平距離a。以M點(diǎn)為基準(zhǔn)，然后用經(jīng)緯儀測(cè)出角度α。H和H1也可用鋼尺量取，或用手持式激光測(cè)距儀測(cè)量。

最后，通過(guò)對(duì)四個(gè)陽(yáng)角的傾斜度的綜合分析，可以描述整幢建筑物的傾斜情況。

2.2 其他輔助手段

隨著科技的發(fā)展，變形監(jiān)測(cè)測(cè)量?jī)x器的功能越發(fā)完善，配件也越來(lái)越豐富，對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的真實(shí)性及精度的提高給予了很大幫助。如:反射片，彎管目鏡(見圖1)。

2.3 傾斜觀測(cè)調(diào)整實(shí)例

1)工程概況。

該住宅樓位于雙塔西街南側(cè)，太原供電分公司西側(cè)，樓高4層，地下1層，磚混結(jié)構(gòu)。2011年12月11日該住宅樓北側(cè)道路路面塌陷，地下室積水。

受建設(shè)單位委托，我院對(duì)該建筑進(jìn)行沉降觀測(cè)。

2)使用儀器。

本項(xiàng)目沉降觀測(cè)采用天寶DiNi03型電子水準(zhǔn)儀及配套的2 m銦鋼尺，建筑傾斜觀測(cè)采用拓普康GTS-332N型全站儀。

3)工程建筑物變形觀測(cè)的過(guò)程。

圖1 測(cè)量?jī)x器配件圖

由于場(chǎng)地的實(shí)際情況，地面下沉，投點(diǎn)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，所以在宿舍隔離墻接近墻角處找一條平行于地面的直線AB與EF，并將點(diǎn)投到AB與EF處，觀測(cè)點(diǎn)盡量固定且垂直于墻面。

如圖2所示，將經(jīng)緯儀安置在離建筑物的距離大于其高度的1.5倍以上的固定測(cè)站上，瞄準(zhǔn)上部的觀測(cè)點(diǎn)M，用盤左和盤右分中投點(diǎn)法定出下面觀測(cè)點(diǎn)C。用同樣的方法，在與原觀測(cè)方向相互垂直的另一方向，定出上觀測(cè)點(diǎn)N與下觀測(cè)點(diǎn)D。相隔一段時(shí)間后，在原固定測(cè)站上安置經(jīng)緯儀，分別瞄準(zhǔn)上觀測(cè)點(diǎn)M，N，仍用盤左、盤右分中投點(diǎn)法得 C'，D'，若 C與 C'，D與 D'不重合，則發(fā)生傾斜。用尺量出傾斜位移量CC'，DD'，然后求得建筑物的總傾斜位移量E，即E2=CC'2+DD'2。則建筑物的傾斜度i=E/H=tanα。

圖2 建筑物變形觀測(cè)示意圖

3 結(jié)語(yǔ)

由于工作環(huán)境的復(fù)雜，很多時(shí)候滿足不了工作的標(biāo)準(zhǔn)與精度。但為了達(dá)到建筑變形測(cè)量的目的，我們只有通過(guò)與實(shí)際環(huán)境結(jié)合，多次測(cè)量減小誤差的辦法完成工作要求。

［1］合肥工業(yè)大學(xué).測(cè)量學(xué)［M］.第4版.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1995.

［2］GB 50026-2007，工程測(cè)量規(guī)范［S］.

［3］郭宗河.測(cè)量學(xué)實(shí)用教程［M］.北京:中國(guó)電力出版社，2006.

［4］劉 波，劉娟麗，鄧 軍.變形監(jiān)測(cè)技術(shù)研究進(jìn)展綜述［J］.山西建筑，2011，37(23):205-206.