广东科艺建设工程质量检测鉴定有限公司 523112
摘 要：变形观测是对监测建筑物在施工过程和使用中的安全进行的检测，结合建筑工程沉降与倾斜观测实例，对建筑物变形观测方案进行分析，并对在施工过程中观测的结果进行分析与探讨，对观测数据进行平差计算。文中针对工程建筑物变形观测中观测基准点进行稳定性的平差计算进行探讨，应采用高精度和短周期,以便尽快发现问题,采取必要措施,避免事故发生。
关键词：变形观测；观测精度；观测周期
前言
近年来，各种建筑物及重点工程不断出现,为确保这类建筑物的安全使用,必须进行长期的变形观测,以确定其变形状态。通过变形观测,及时发现对建筑物不利的沉降与倾斜现象,以便采取措施,保证建筑物的安全使用。同时,也为今后的设计提供资料..如果这些工程进行了有效的变形监测,及时发现不利现象,采取措施,就可以减少损失,甚至避免事故发生.建筑物的变形观测在我国还是一门比较年轻的科学,变形观测的技术、观测方案的选取以及观测系统的设计等都还存在着不完善不科学的方面,有待不断的探索与改进。变形观测系统包括观测精度的确定、观测频率和周期的选择以及测点的布设等多方面的内容,合理制定变形观测系统是变形观测过程中非常重要的一项工作,它影响到观测的成本以及成果的精度和可靠性。因此,必须认真仔细的进行设计。
一、变形量测定精度的确定
1.1观测精度指标依据
建筑变形测量应能确切反映建筑物、构筑物及其场地的实际变形程度或变形趋势,并以此作为确定作业方法和检验成果质量的基本要求。由于观测精度直接影响到观测成果的可靠性,同时也涉及到观测方法和仪器设备等,因此,确定合理的精度是很重要的。通常而言,变形的程度是根据变形值和变形速度来确定的,也即根据选定的时间段内变形的变化过程来决定的,显然,有必要使观测精度无论在规定时间段的变形值本身方面,还是在变形的变化速度方面,都能符合“实际上可靠”的原则。所以,变形速度可以根据计算资料,或者根据动负荷的预计来确定。这时,为了确定任一期间变形的大小,必须知道前一段时间变形的数值。因此,根据初步计算的资料或类似方法所求得的最初测量精度,应该在观测过程中根据所观测的结果进行修正。
对于具体工程,变形观测精度指标的确定,还应考虑变形观测分析的目的以及结构的重要性等相关因素,过高的精度要求必然使测量工作复杂,费用和时间增加,这在实际中是不可取的。不同类型的工程建筑物,变形观测的精度要求差别也较大,对于同类型工程建筑物,根据其结构、形状不同,要求的精度也有差异,即使是同一建筑物,不同部位的精度要求也会有所不同,因此,精度指标的确定还应视具体工程而异。
此外,对于高层建筑物的沉降观测,如果简单的以绝对允许沉降量为主要控制指标来确定测量精度,这也是欠妥的。因为建筑物的沉降分均匀沉降和不均匀沉降,前者一般对建筑物不具有破坏性,只有当沉降量过大时,有可能影响建筑物的正常使用;后者则不同,如果超过其允许变形值,则会造成建筑物的破坏,威胁建筑物的安全。因此,为观测建筑物安全所做的沉降观测,应该以不均匀沉降的允许变形值为依据来确定观测精度指标。
1.2观测精度指标的取值
“观测精度的要求决定于预期变形值的大小和观测的目的”。,在施工阶段应以建筑物安全为目的,观测精度可取允许偏差量的1/10至1/20。这也是表明,所需的观测精度取决于变形值的大小,如果允许变形值大,则观测精度要求低,相反则要求高。首先,允许变形值就是建筑物接近临危状态时的变形量,其实质上就是一个被观测的量,观测精度指标应该根据客观要求来规定,而不应该随观测量的大小而变化。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其次,对于不均匀沉降,允许变形值是观测建筑物安全的标准,所以沉降观测的精度必须能准确的反映建筑物的这个允许变形值,虽然此值并不是一个十分准确的临界值,但其允许的偏差是有限度的,不同结构类型和地质条件的建筑物,允许变形值是不同的,当允许变形值较大时,若仍按其大小比例确定测量误差,则有可能大于其允许偏差,从而影响到对建筑物安全的判断
二、变形观测周期的选取
2.1观测周期选定的原则
由于建筑物变形是一个渐变过程,是时间的函数,而且变形速度也是不均匀的,但是,我们进行的变形观测次数是有限的,所以,合理的选择连续观测的周期,对于正确分析变形结果是很重要的,不要盲目的增加观测次数和缩短观测周期,以免在变形变化较小时,前后两次观测数据在观测误差范围内跳动,既浪费人力物力,又达不到观测的目的。重复观测的频率取决于变形的大小、速度以及观测的目的,合理的要求是：首先使系统观测的次数可以判断出变形过程的一般特点,其次又不能错过建筑物的变化时刻。总而言之,建筑物变形观测频率的选择,要根据观测的目的和要求以及建筑物具体的情况来确定,在满足必要精度的前提下,尽量做到高效、省时省力。
2.2沉降观测周期的确定
观测周期在施工阶段应根据荷载的变化确定,因为在施工阶段建筑物的沉降与荷载的关系是主要的.通常应每增加1至2层观测一次.根据观测期间的沉降量调整观测周期,沉降量大,应缩短周期;沉降量小,可增大周期.竣工后,由于荷载已基本稳定,所以这一阶段观测周期应根据观测精度和预估变形量来确定.竣工初期通常以90d为1个周期,随着沉降量的减小而增大观测周期,以能发现变形为目的,变形观测应到建筑物稳定为止.当建筑物有危险迹象时,应提高观测高精度,缩短观测周期,以便尽快发现问题,采取措施,避免事故的发生.
2.3倾斜观测与水平位移观测周期的选择
建筑物主体倾斜观测的周期,根据文献,可视倾斜速度每1至3个月观测一次,若遇基础附近因大量堆载或卸载等原因导致倾斜速度加快时,应及时增加观测次数。在施工期间的观测,可与建筑物的沉降观测同时协调进行,这样就给分析建筑物的变形、评价建筑物的安全提供了更加完备的资料,分析结果也更真实可靠。另外,考虑到温度与风荷载对高层建筑物变形的影响较大,故在倾斜观测时应避开强日照和风荷载较大的时间段,以免使测量误差过大而影响观测分析结果的真实性和可靠性。水平位移观测的周期,对于不良地基土地区的观测,亦可与一并进行的沉降观测协调考虑确定;对于受基础施工影响的有关观测,应按施工进度的需要确定,可逐日或隔数日观测一次,直至施工结束,而对于土体内部侧向位移的观测,则应视变形情况和工程进展而定。
三、变形观测点位的布设
3.1点位布设的原则
测点的布设在变形观测中起着相当重要的作用,布设的优劣、科学与否直接影响到观测数据能否正确反映建筑物的沉降及形变。
测点布设前,应先收集资料,对建筑结构、施工现场和工程进度有一个全面细致的了解,然后根据观测的目的与要求,按以下原则选点:从整体到局部,先设计后施工。即先选取能控制住整体建筑物的点位,后根据局部特征调节、加密;先在图纸上规划设计,然后到实地踏勘、对照、修改、确定、埋设。
3.2点位布设需考虑的因素
现行规范中对观测点如何布设没有明确的规定,传统的方式是沿建筑物外围布设一圈观测点来进行观测,实践证明,这种以封闭线来代表面用内插方法所提供的整体建筑物的形变量与实测的形变量有很大的出入。可见,这种做法是不合理不科学的,有些学者已对此提出了异议。因此,就观测数据的真实性和有效性来看,应该在建筑物的外围和内部均布设测点,才能完善此项工作。
合理的测点布设,考虑的因素是多方面的,对工业与民用建筑的地基基础,主要观测的是均匀沉降和不均匀沉降;对于建筑物本身则主要观测倾斜与裂隙;对高层建筑物特别是高耸建筑物则需要进行震动变形观测等等。岩土类型不同,建筑物的形状不同,地面所承受的压力也不同,所产生的沉降量也会不同,对异形建筑物的形状因素一定要考虑。日光照射引起的温差作用、大气作用、机械振动及施工偏载等因素也会引起高层建筑物的形变。我们只有分析研究引起形变产生的原因,区别对待,有所侧重和针对性,进而确定变形观测的方案,才能合理的布设测点,把这项工作做好。
结语
变形观测监是建筑物竣工验收中重要内容之一。其目的在于了解建筑物的稳定性，视它的安全情况，研究变形规律，检验设计理论及其所采用的计算方法和经验数据。沉降观测的精度与周期应根据观测的目的来确定,一般建筑物的沉降观测用三、四等水准测量就可以了.周期的确定,在施工阶段应根据建筑荷载来定,可每增加1至2层观测一次.竣工后,应根据变形量的大小来定,可以90d至半年观测一次。对已在使用中并有危险迹象的建筑物变形观测,关系到住户的安全.这时应采用较高的精度和较短的周期,尽快获得沉降观测结论,以便采取必要措施.倾斜观测可以采用测小角法观测,该法对观测基准点的要求不高,选点比较灵活。在建筑物密集区,该法的优越性更明显。
参考文献
[1]吴子安，工程建筑物变形观测数据处理[M].北京:测绘出版社,1999
[2]高俊强，建筑物沉降观测精度指标的研究.南京建筑工程学院学报,2001（2）
[3]邹进贵，高层建筑沉降观测技术及应用研究.矿山测量,2002,(1)
论文作者:肖地寿
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年1月下
论文发表时间:2017/5/13
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