江超

摘要：建筑物的变形观测在工程测量工作中起着非常重要的作用，它能保证建筑物在兴建到运营期间的的安全。因此，本文对建筑物变形观测的基本原理及具体实施措施进行论述，也是很有必要的。

关键词 ：建筑物；变形观测；工程测量；安全；基本原理；实施措施

1、前言

随着我国建筑事业的发展，形状怪异、结构复杂的高大建筑日益增多，变形观测工作愈来愈受到人们的重视。这一工作从建筑物施工开始一直到工程结束及后期运营期间都需要进行不断的监测，及时发现并解决问题，保证建筑物的安全，进而保证人员及财产的安全。

2、建筑物变形观测的原理

2.1 建筑物变形原因

对于建筑物变形原因归纳起来主要有三点。一是与建筑物自身原因，即建筑物自身荷重大小、结构类型、高度及动荷载的作用等引起建筑物变形；二是外界自然条件及变化的影响，即建筑物地基地质条件、水文地质条件、土壤的特性、外界温度等都能引起建筑物变形。三是建筑物施工及运营期间工作安排有失合理，如勘察设计、施工、运营中人员管理的欠缺等。且这些因素之间都是相互联系，相互制约的。

2.2 建筑物变形分类

建筑物的变形分静态变形和动态变形两种形式。前者指其变形值是时间的函数；而后者是在外力作用下产生的变形，表示建筑物在某一时刻的瞬时变形。两种类型相互作用，共同影响。

2.3 变形观测的主要任务

长期对需要观测点进行重复观测，并记录各观测周期的数据，通过对周期内观测的数据进行统计归纳，求得其变化量，这便是变形观测的主要任务。

2.4 变形观测的主要内容

1）变形观测类型

其类型包括沉降观测、倾斜观测、裂缝观测、位移观测。沉降观测主要用于观测地基的沉陷；倾斜观测和裂缝观测主要用于观测建筑物自身情况；位移观测主要用于工业企业、科学试验及军事设施的各种设备等的观测。

2）变形观测方法

在我国，对于不同内容的变形观测，其精度要求在测量规范中都有明确规定。不同等级，不同精度的变形观测，所采用的观测方法也不相同。如可采取经纬仪导线测量、广电测距仪、三角测量、几何水准测量等方法。

3）变形观测的频率

变形观测的频率或次数取决于建筑物变形值的大小，变形速度快慢和观测的目的。

4）变形观测控制网的布设

建筑物变形观测结果的准确性以及其数据能否正确反映出建筑物的实际变形，与其变形观测控制网的布设是否合理、全面有直接关系。必须遵循以下几点原则：

①控制网起算点和终点要稳固的布设在非变形区，且与观测点不易过远；

②控制网图形结构应尽量简单；

③控制网应尽量布设一次全面网；

④控制網布设要满足用户需求为准；

⑤采用先进技术，选用精准仪器；

⑥坐标系统要与建筑施工系统一致。

3、建筑物变形观测实施措施

3.1 变形观测的过程

1）前期工作

编写观测技术任务书。承担观测单位要根据任务书编写测量工作计划，此计划又包括水准测量线路图，精确度计算及观平差计算方法。

2）中期工作

沿测绘区水准标石铺设水准路线，并在国家高程系统中确定其高程与最近一个国家水准高程点之间路线。测量建筑物沉降观测时，要先对沉降标志进行水准测量，后测量其温度，并确定地下水位及组成，找出产生沉降的原因。计算闭合环的闭合差，并根据其是否在限值范围内，评定外业观测精度，从而计算沉降速度。

3）后期工作

首先补充完整有关建筑物地基沉降及变形资料；其次绘制建筑物温度和地下水位波动曲线图；最后记录建筑物地基及墙壁的直接目测结果。

3.2 变形观测网的布设

水准基点是测定变形观测点垂直位移的依据，又是沉降观测的基准点，其构造与布设要长期保持稳定不变。因此，必须埋设在基岩上，同时为了避免温度和遮光差的影响，应采用石标。

观察水准基点高程变化，可将水准基点按近似等边三角形埋设，以等边三角形三个顶点为水准基点，以三角形中心到三个顶点等距处设置固定测站，观测三基准点的高差。

要确保观测点的位置能真正反映建筑物的沉降，在选择观测点时就应该根据建筑物地质条件、建筑物结构、内部应力及与建筑物连接牢固等确定，同时还要选择在最具代表性的地方。

下面我们介绍一下保证水准基点稳定及长期保存的措施：利用城建部门建立的水准基点和各级平面控制点。在基础稳定的老建筑上设置墙上水准基点。在隐蔽、安全且视线良好设置浅埋水准基点。

此外，建筑物的形状、结构、地质条件等也是影响观测点设置的因素。通常其布测点设置在建筑物主楼、裙楼、四周角点、沉降缝及桩形不同的两侧和地质条件有明显变化的区域内。

3.3 变形观测资料的整理

3.3.1 变形观测资料内容

1）观测后及时检测观测内容记录，若有遗漏或错误及时补充、改正。

2）观测后根据观测结果计算处理各种数据，得出我们想要的数据。

3）按顺序填写各种变形值。

4）绘制建筑物变形曲线及变形分布图。

3.3.2 变形观测资料分析

1）成因分析，分析地壳变形敏感点与建筑物结构与作用在其上的荷载，得出变形原因及规律。

2）统计分析，分析观测数据，找出变形规律。

3）预测分析，根据确定的变形数值与影响因素的关系，评估建筑物的安全性。

3.4.1 评定目的

1）确定数据达到要求

2）剔除粗差

3）提前发现错误

4）保证提供可靠数据的正确性

3.4 评定意义

3.4.2 误差限值

备注：

M△h——每公里水准测量往、返测高差中数的偶然中误差；

Mw ——每公里水准测量往、返测高差中数的全中误差。

4、结语

随着城市进程化的发展，形状怪异、结构复杂的高大建筑物不断出现，对于这些建筑物的变形观测的重要性大家可想而之。因此，变形观测越来越被人们重视，越来越被广泛应用在各类建筑中。

参考文献：

[1] 李青岳，陈永奇.工程测量学（修订版）[M].北京：测绘出版社，1995.

[2] 王树元.大地与建筑物变形测量[M].北京：冶金工业出版社，1994.

[3] 陈永奇，吴子安.变形监测分析与预报[M].北京：测绘出版社，1998.

[4] 武汉测绘科技大学.测量平差基础（第三版）[M].北京：测绘出版社，1996.

[5] JGJ/T8—97，建筑物变形测量规程[S].