宁夏回族自治区基础测绘院
摘要：变形监测是利用专用的仪器和方法对变形体的变形现象进行持续观测、对变形形态进行分析、对变形发展趋势进行预测的各项工作。通过变形观测，可以监测建筑物的变形情况，在建筑物施工及使用阶段提供数据支持，一旦发现建筑物、构筑物异常变形，可以及时进行分析、研究、采取措施、加以处理，防止事故的发生，确保施工建筑物及周边环境的安全。
一、概述
1、变形监测的概念
变形监测是利用专用的仪器和方法对变形体的变形现象进行持续观测、对变形形态进行分析、对变形发展趋势进行预测的各项工作。
2、变形观测的意义
通过变形观测，一方面可以监视建筑物的变形情况，以便一旦发现异常变形可以及时进行分析、研究、采取措施、加以处理，防止事故的发生，确保施工和建筑物的安全。
3、变形监测的特点
重复观测：周期性观测是变形观测最重要的特点，每一周期的测量方法要尽量一致。
高精度：精度一般要达到毫米级，相对精度要达到10-6。
测绘方法综合：变形监测种类多，要求各异，需要多种测量方法结合以达到工程要求。
数据处理要求严密：变形监测数据处理手段多样、要求严密。
观测：一般情况下要遵循“三固定”原则：固定观测人员、固定观测仪器、固定观测路线和观测方法。特殊情况下要兼顾观测时间的要求。记录周围相关的环境因素。
计算：平差计算必须是严密平差，采用统一基准处理数据。
二、技术设计
1、变形监测的任务及要求
变形监测技术设计是根据变形体的特点、类型、监测目的、任务要求以及测区条件确定精度等级，监测方法、基准网的精度估算和布设观测周期、项目预警值、仪器设备等内容。
2、变形监测设计的主要内容
a.任务概况：变形监测工程任务来源、地理位置、周边环境（有无塌陷、震动源）、地形地势、地下水位、范围等。
b.变形监测精度及估算：变形监测的等级及精度要求取决于设计变形允许值和监测目的，变形监测中误差不超过设计允许值得1/20～1/10或1 ～ 2毫米。
c.测量精度应根据变形速率、变形幅度、测量要求来确定。
d.相邻变形观测点高差中误差指标是为了适合一些只要求相对沉降量的监测项目规定。
e.变形及观测点的高程中误差和点位中误差，是指相对于邻近基准点的中误差。
f.变形监测周期的确定：变形观测周期的确定以能反映变形体变形过程。
g.若变形发生显著变化，应及时增加观测频率。
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h.监测控制网的布设：变形监测控制网分为基准网、监测网。
i.监测控制网的布设变形监测控制网分为基准网、监测网。水平位移监测网可以布设三角形网、导线网、GNSS网；对于小型项目可以布设成监测基线；垂直位移监测网一般布设为环形水准网；大型项目采用国家高程系统，小型项目可采用独立高程系统，并进行一次布网。不论采用那种坐标系统，必须在技术设计书中说明。
j.变形监测点的布设。基准点：稳定、位置可靠，每个工程至少3个（16版规范要求特级、一级基准点不少于4个）。工作基点是用作高程和平面坐标传递，可以设在变形区域以内，方便观测使用，每次观测时必须与基准点联测。变形监测点是直接埋设在能反映监测体变形特征部位。要考虑立尺高度，要求设置合理、牢固、观测方便，且不影响监测体的外观和使用，深基坑高层建筑需要二次埋点。
三、变形监测的实施
1.方法：常规的大地测量方法、GNSS法、合成孔径雷达干涉测量INSAR、准直测量、液体静力水准测量、测斜仪测量等。
2.方法选用的原则：应根据项目的特点、变形周期特征、精度要求、变形速率以及监测体的安全性等指标进行选择。
3.方法的选取：精度要求高，变形周期长，变形速率小采用全站仪自动跟踪测量，激光测量；精度要求低，变形周期短，变形速率大采用位移传感器，加速度传感器，RTK 法；变形频率小的采取数字近景摄影测量，经纬仪测角前方交会法。
特别注意：水平倾斜测量、裂缝测量、利用交会法测量要增加多余观测量、以剔除粗差，加强数据之间检核，提高数据可信度、准确度。
四、变形监测的数据处理及变形分析
观测数据处理：依据测量误差理论和统计检验原理，对获取观测数据及时进行平差计算和处理，并计算各种变形量。
平差计算：基准点为起算点，使用严密平差，剔除含有粗差的观测数据，确保平差计算的观测数据、起算数据准确无误。
变形监测网平差方法：固定基准的经典平差（间接平差）、拟稳点基准的拟稳平差、重心基准的秩亏自由网平差。
数据处理过程：导入数据、检查闭合差、剔除粗差、加各项改正、平差、精度评定、成果整理。
数据整理以后要进行变形监测分析，一般包括观测成果的可靠性分析、期变形量与期变形速度分析、累计变形量与累计变形速度分析、相关影响因素作用分析、回归分析、有限元分析。
数据分析的内容包括确定变形量的大小、方向及变化所做的数据分析工作。数据分析的方法有作图分析、统计分析、对比分析、建模分析。
当数据处理结果出现下列情况之一时，必须即刻通知建设单位和施工单位采取相应措施：a.变形量达到预警值或接近允许值；b.变形量或者变形速率出现异常变化；
c.变形体、周边建（构）筑物或地表出现裂缝、快速扩大等异常变化。
五、物理解释及建议
物理解释是在数据分析的基础上，对变形体的变形量、变形速度、变形趋势进行合理的原因分析及解释，需要考虑多方面因素，如周边环境的变化、地下水位的变化、温度气候的变化、地质情况等等。需要多学科融合，涉及地质方面的较多。在物理解释的基础上给出合理建议。
六、成果整理及归档
向委托方提供合同、技术设计书、成果报告（主体封顶验收报告、竣工验收阶段性报告、最终报告）。在施测过程中提供阶段性报告、说明等。
观测资料整理：变形监测自动或人工采用的各种原始观测资料应进行汇集、审核、整理、编排，使之集中、系统化、规范化和图表化，装订成册。
资料整理过程：收集资料-->审核资料-->填表-->绘图及编写成果说明
监测成果表达：变形监测的成果主要采用文字、表格和图形等形式进行表达，也可采用多媒体技术、仿真技术、虚拟现实技术进行表达
成果归档内容：技术设计书、技术总结书；变形监测网点分布图；变形观测、计算资料；变形曲线图、成果表；变形分析、预报资料；仪器检定和检校资料；检查报告，验收报告。
参考文献
[1]GB 50026-2007，工程测量规范[S]
[2]JGJ 8-2016，建筑变形测量规范[S]
[3]GB 50497-2009，建筑基坑工程监测技术规范[S]
[4]JGJ 120-99，建筑基坑支护技术规程[S]
[5]GB 50007-2011，建筑地基基础设计规范[S]
论文作者:韩志斌,王海军
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第28期
论文发表时间:2019/1/2
标签：测量论文; 精度论文; 数据论文; 基准论文; 方法论文; 数据处理论文; 成果论文; 《建筑学研究前沿》2018年第28期论文;