高层建筑变形监测（共12篇）
高层建筑变形监测 篇1
0前言
随着社会经济的发展,人们生活水平的不断提升,高层建筑及超高层建筑不断出现在城市建设规划中。然而,由于深基坑的出现,过量地破坏了土质原本的结构稳定性,从而导致了建筑施工过程中安全事故的发生以及对周边建筑的稳定性的影响。另外,建筑在投入使用以后也有可能由于上部荷载较大,发生变形。因此,变形监测工作在保障施工及人们的安全方面也有着重要的意义。
1变形监测的内容及目的
1.1变形监测的内容
变形监测是受甲方委托,配合施工部门一起工作的,它为施工提供关于施工现场的实时变形情况。变形监测主要分为两个大的方面:一是基坑的水平变形;二是周围建筑物和在建建筑物本身的垂直沉降变形。
1.2变形监测的目的
变形监测一般在施工过程中起到预警的作用,也就是通过外业现场的监测统计数据,然后内业进行数据处理分析,一旦发现变形超过预警值,立刻通知委托方和施工方,进行相关的处理,从而保证施工的安全。目前工程上常用的预警指标有两种,即最大允许变形值和变化速率。
2变形监测点位
2.1变形监测点位的选择
变形监测点位的选择应首先考虑能长期使用,并且视野开阔,能在架仪器的点上观察到更多的点位。然后是布点的位置一定要稳固,并且不受开挖工程的影响。
2.2变形监测点位的分类
变形监测点位的布设包括基准点、监测点、保护点。其中,基准点又分为稳定的基准点和工作基准点,基准点如果太靠近工程现场可能不稳定,如果离工程现场太远可能导致测量误差过大。因此,一般在稳定的基准点和监测点中间布设工作基准点,来保证测量结果的准确性。监测点位就是布设在施工现场周边,用来监测的点位。保护点就是布设在基准点旁边,用来防止基准点位破坏时的恢复,在平时也可以起到校准测量精度的作用。
2.3变形监测点位布设的位置
1)基准点的布设不应少于3个。点位之间的距离应小于100 m。
2)监测点位的布设应在基坑埋深荷载有明显变化的位置,包括沉降缝、伸缩缝、建筑的角点以及中点,并且每一条边上的点位不应少于3个。
3变形监测仪器及路线
根据建筑所在的地区以及工程的实际情况,依据《国家一、二等水准测量规范》等规范来确定测量仪器的选择。随着变形监测越来越突显出其重要地位,高精度的仪器也在不断地更新,目前工程上常用的沉降观测仪器有DINI12型电子精密水准仪及其配套的铟钢尺,用于基坑水平位移监测的仪器有PENTAX R-422全站仪。
变形路线的选择对整个变形观测是非常重要的。选择一条好的观测路线,一方面能减少观测数据上面的误差,另一方面,能够避免施工开挖或者其他因素的影响,而导致变形观测无法正常进行。因此,根据现场实际情况和建筑结构施工图以及委托方的要求,要合理地布设变形观测点位,并在观测前合理地规划观测路线。
4变形观测频率
4.1基坑水平位移监测
基坑水平位移的监测应在基坑开挖前进行两次水准监测,确定各个点位的初始高程。当基坑开始开挖的时候,基坑深度小于5 m时,每两天进行一次水平观测。当基坑开挖深度大于5 m时,应每天监测一次。当基坑开挖完成后,应根据基坑的稳定情况,看是否能适当地减少观测的次数。基坑水平位移的观测一直持续到基坑回填稳定以后才能结束。根据规范要求,在基坑进行降水时应加强观测频率,保证施工的安全。
当通过数据处理发现基坑变形过大的时候,就说明基坑存在不稳定的土层,这种情况下就应该适当地增加测量的次数,并通知委托方和施工方,在之后的施工中采取相应的措施来控制变形速率。
4.2建筑物的沉降监测
建筑物的沉降监测又分为周边建筑物的沉降监测和建筑物的沉降监测。
由于深基坑的开挖和降水工作的进行,影响了周边建筑原来土层的整体结构和结构的稳定性,因此对周边建筑物的监测是对周边人们安全生活的一种保障,也对工程的正常施工提供了保障。当建筑进行到地面±0.000时,开始布设沉降观测点,并在布设点以后立即进行第一次沉降观测,确定初始高程,以后随着建筑物每增加一层进行一次观测,直到建筑物主体封顶。当进行二次安装时,每三个月进行一次观测。主体竣工后的第一年,观测四次。第二年观测三次。以后的每年进行一次观测,直至建筑物变形稳定。
当通过数据处理发现沉降量变化较大时,应适当增加沉降观测次数。如果施工中间有停工,应该在停工前后各进行一次监测。若有下雨,则要在下雨之后进行联测,及时得到沉降变化量,保证施工安全。
5变形监测质量
变形监测质量的保障应该从变形点位、测量人员、测量仪器几个方面都得到控制,才能保证测量数据的精确。沉降点位的选择如图1所示。
标志选用道钉,长15 mm,应按设计图纸埋设,并且符合下列规定:位于基坑道路,埋设在道路靠近基坑一侧,每20~30 m处,并保证埋设稳固。基坑变形点位见图3。
测点用直径22 mm的钢筋,冠梁处长度25 cm,顶端露出10 cm并打磨平滑,刻出清晰十字丝;坡顶处钢筋长度为50 cm,顶部露出10 cm,刻出清晰十字丝;钢筋周围用砂浆砌出10×10×50的方台,外围用砖砌出方台围护,砂浆抹面,油漆编号,避免人为破坏测点。
如果发现变形监测点位有破损,应及时处理,可以根据前一次的观测数据和这次的观测数据推算出被破坏点位的变形,并及时修复破损的点位。修复之后进行联测,确保得到精确的数据。
在观测中,应该做到固定的观测人员、固定的观测仪器、固定的观测路线和固定的观测时间,这样才能保证尽可能小的误差。
6变形观测数据的处理
6.1绝对沉降量
用每次观测计算的沉降点高程与第一次各沉降点高程比较,来计算各点的绝对沉降量。
6.2相对沉降量
用每次观测计算的沉降点高程与上一次各沉降点高程比较,来计算各点相对沉降量。
6.3数据分析
观测过程中,根据沉降量的变化情况,将该建筑物各沉降点绝对沉降量和数值分析结果及时通报给委托方。
取得监测数据后,及时进行整理,绘制位移随时间或空间的变化曲线图。主要数据有:各测点的水平位移和水平位移速率;位移速率超过报警值时,提供水平位移与深度关系曲线、水平位移时程曲线。
7结论
变形观测技术已经广泛应用于高层建筑中,测量所得的数据资料已经成为工程建筑和工程交付不可或缺的资料依据。因此,工程中对变形观测的精度要求也越来越高,控制测量误差的方法在日后的监测过程中更值得我们去探索和研究。随着科学技术的发展,用于监测的仪器也会越来越精密,变形监测数据处理方法必然也会更加成熟,将给施工和人民生活带来更加安全的保障。
摘要：近年来,在城市建筑方面大力发展高层及超高层建筑,但由于深基坑的开挖,影响了原来土体的整体稳定性,对建筑物本身还有周围建筑物都产生了严重的影响。为了保障建筑物的安全施工和正常使用,变形监测工作应运而生,通过外业的现场观测、内业的数据处理,为施工安全提供了重要保障。高层建筑的变形监测越来越凸显出其重要的作用。
关键词：城市,高层建筑,变形监测
参考文献
[1]赵栋.城市高层建筑物变形监测方案设计[J].经纬天地,2014,39(5):39-43.
[2]邹昆.高层建筑变形监测方案设计及监测方法研究[J].科技资讯,2010,8(18):83-84.
[3]王武,李忠臻.高层建筑的变形监测分析[J].现代装饰:理论,2014,40(7):144.
[4]陈世梅.建筑变形监测技术探讨[J].科技资讯,2011,9(20):79-80.
[5]王晓梅.深基坑监测方法浅析[J].城市地质,2015,9(S2):57-61.
高层建筑变形监测 篇2
建筑物静态变形监测方法研究
本文基于笔者多年从事变形监测的相关研究经验,以建筑物静态变形监测为研究对象,探讨建筑物变形监测中的`方案设计,周期的确定及常用的方法,全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华,相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义.
作 者：李雷生 作者单位：深圳市勘察测绘院有限公司,深圳,518028刊 名：科技创新导报英文刊名：SCIENCE AND TECHNOLOGY INNOVATION HERALD年，卷(期)：“”(26)分类号：P2关键词：变形监测 建筑转 周期 方案
多层建筑变形监测设计与观测探究 篇3
摘要：多层建筑节约了城市的空间，对于美化城市景观也起到了重要的作用。加强对多层建筑的变形监测，不仅关系到建筑的安全，同时也关系到建筑的质量等。多层建筑变形监测是一项长期的过程，所以需要设计合理的监测方案，确保监测数据的可靠性。
关键词：多层建筑；变形；监测
随着多层建筑的增多，对建筑的安全提出了比较高的要求，例如在多层建筑施工阶段，随着荷载的增多，可能会发生不规则沉降等，需要监测建筑的变形情况并且及时采取有效的措施，使变形约束在限定值内。因此为了确保多层建筑的施工安全和正常使用，需要加强等多层建筑的变形监测，这对于多层建筑的发展具有重要的意义。
一、多层建筑变形监测简介
1.变形监测的意义
随着多层建筑数量的不断增加，在给人们的生活带来便利的同时，也对其安全提出了更高的要求。多层建筑变形监测能够确保建筑物的安全，能够实现对建筑物运行状态的监管和预测等。近年来科学技术的进步也推动了多层建筑变形监测技术的发展，一些新的变形监测硬件和软件广泛地应用到了多层建筑的变形监测过程中，其准确性越来越高，而且其监测的范围也越来越大，监测数据处理的功能也越来越强大，在安全预报等方面取得了比较好的效果。在变形监测技术的支持下，能够促进建筑工程设计的进步，优化工程设计理论和方法等，同时也成为了工程设计和施工质量控制的重要方法。在实际的应用过程中，由于多层建筑的复杂性和特殊性，直接应用变形监测的数据来评价建筑的安全是比较困难的。所以为了满足多层建筑安全运行的需要，需要根据建筑物的特点选择不同的监测手段和方法。目前多层建筑的变形监测比较便利，而且精度比较高，能够比较直观地表现出建筑物状态的变化情况，对于预测建筑物的安全具有重要的意义。通过分析多层建筑变形的规律，能够提高多层建筑的安全系数，实现对多层建筑的有效监控，最终保障多层建筑的安全运行。
2.变形监测的内容
多层建筑的变形监测涉及到的内容比较多，不仅需要关注建筑物本身的安全，同时还要确保建筑物周边环境的安全。多层建筑施工往往会对周边的建筑物安全产生重要的影响，例如在基坑开挖和施工的过程中，由于荷载的变化以及地下水位下降等因素，再加上地质因素的影响，容易导致周边环境的受力发生变化，从而对周围的建筑产生破坏的作用。基坑工程的环境效应包含了工程桩的施工、水位的下降以及基坑土方开挖等对多层建筑的影响，相关的影响因素比较多。当基坑开挖时，会引起支护结构发生变形以及地下水位沉降，最终产生水平位移和不均匀沉降等，影响了周围其它管线和多层建筑的安全。在支护工程中应用挤土桩等会产生挤压效应，改变了原有的土体应力，最终会影响到周边的环境。深基坑开挖是一项比较复杂而且技术要求比较高的工程，如果设计不科学或者施工方法存在瑕疵，会导致基坑周边发生沉降，最终会发生坍塌等后果，影响了多层建筑的使用安全。基坑开挖会引起土层地表的变形，基坑的稳定是确保周围建筑安全的重要条件。所以在基坑开挖工程中，需要对周边的多层建筑进行安全监测，以便采取有效的措施确保建筑的安全。
二、变形监测的设计规划研究
1.保证良好的观测精度
多层建筑的变形大小能够反映出多层建筑、地基以及其它构筑物的变形情况和变形趋势等，所以在监测的过程中应当以此作为设计的重点内容，选择合适的设计方法。其中观测精度对监测结果的真实性和可靠性具有显著的影响，所以在变形监测的过程中应当考虑并且确保监测的精度。在变形监测的过程中，相关的数据不仅受到仪器本身的影响，同时也会受到监测方法以及人为因素的影响，所以需要结合工程的实际设计合理的观测方案。目前在多层建筑的变形监测精度方面存在着不同的要求，但是在实际应用中变形监测的精度一般取决于观测的目的。当观测目的是为了确保高层建筑的安全时，对误差的要求比较高，相对精度也比较高；当观测的目的是为了研究多层建筑的变化规律时，对于误差的要求比较低，相对精度也比较低。当建筑物的高度不同时，其观测的精度要求也不相同；在同一建筑物的不同部位不同时间，其监测的精度要求也不完全相同，所以应当根据监测的需要确定相应的精度。在实践中一般根据多层建筑的地基允许变形量来推算其精度，地基允许变形量是由建筑规范所规定，包含了沉降量、倾斜、沉降差以及局部倾斜等四种形式。
2.变形观测点的设置
变形观测点包含了基准点和监测点，基准点又包含了工作基准点和稳定基准点，在监测中各自发挥了不同的作用。在基准点的设置中主要考虑到其稳定性和可靠性，不受外界因素的影响和干扰，一般埋设在变形影响范围外或者基岩上，当基准点埋设比较远时，会导致测量不方便，测量数据的误差也会比较大；当基准点埋设比较近时，有可能导致观测数据不可靠。为了确保观测数据的可靠性，常常在基准点和监测点之间设置工作基点，在基准点附近设置保护点，当基准点被破坏时保护点可以起到恢复的作用，在平时可以检验基准点。基准点的设置主要是为了满足观测的需要，监测点的设置则需要考虑到其它的因素，例如设置点应当反映建筑物变形的特点以及最容易发生变形的位置等。
3.观测的周期
多层建筑的变形是一个长期的渐变的过程，所以需要确定合理的观测周期，这对于分析变形结果具有重要的影响。多层建筑的变形观测从建筑施工开始，直到其使用期结束为止。在确定多层建筑观测周期的原则时，一般需要根据建筑物的特点以及变形的特点，结合具体的地质条件和施工过程中的相关因素等。例如对于沉降变形观测来说，其变形的速度变化比变形的绝对值更加有价值。在实际的应用中需要根据相应的条件来考虑观测的次数和间隔，例如在多层建筑施工的精度观测中其次数应当随着荷载的增加等情况来确定；在使用阶段则应当根据地基的情况和沉降的速度大小来确定。
三、结束语
多層建筑的变形监测对于确保建筑的安全具有重要的意义，所以应当设计科学的方案。在多层建筑的变形监测过程中，需要根据建筑物的性质、地质条件、施工条件等确定合理的精度，保证数据的可靠性，满足不同的变形监测需要。基点的设置应当真实地反映出建筑物的变形情况，同时还要考虑到观测点的安全等，防止外界因素的干扰和破坏。
参考文献：
[1]王宴会，谭乐.探究多层住宅变形监测设计与观测实施[J].江西建材，2015，10：230+237.
浅谈高层建筑变形监测 篇4
1.1 变形监测的目的
通过对变形体动态监测, 获得精确观测数据, 对监测数据综合分析, 对各种工程建筑物在施工或使用过程中的异常变形做出预报, 提供施工和管理方法, 以便及时采取措施, 保证工程质量和建筑物安全。同时对采用新结构、新材料、新工艺性能做出客观评价。
1.2 变形监测的特点
第一, 测量精度高, 一般位置精度为1mm;第二, 需要重复观测, 测量时间跨度大, 观测时间和重复周期取决于观测目的、变形量量大小和速度。第三, 需要严密的数据处理, 数据量大, 变形量小, 变形原因复杂。第四, 要求变形资料提供快和准确。
2 变形监测测的内容
根据变形的性质, 建筑物变形可分为静态变形和动态变形两类。静态变形是时间的函数, 观测结果只表示在某一期间内的变形。静态监测的内容有内部应力、应变监测、动力特性监测和加速度监测。动态变形是指在外力作用下产生的变形, 它是以外力为函数表示的, 对于时间的变化, 其观测结果表示在某一时刻的瞬时变形。
动态监测内容有沉降监测、位移监测、倾斜监测、裂缝监测和挠度监测。
3 基坑回弹观测
3.1 回弹观测点的布设
回弹观测点的布设和数量, 一般沿基坑的纵横轴线布设, 还可根据建筑物分布及地层情况进行布设, 要求布设点能够反映基坑回弹的纵横断面。
3.2 回弹标的埋设
回弹标埋设时使用钻机至设计基坑底板下20cm-30cm (深度应精确计算) 。下套管的深度应回弹标上半部分 (1/3处) 在套管内。用清水洗静孔底的沉积物, 然后投入适量的混凝土, 用钻杆将回弹标送下埋入混凝土中轻压, 使其与周围土固结, 待观测完回弹标后, 取出套管, 做好标记, 即完成回弹标的埋设工作。
3.3 开挖前测标
采用水准仪、铟钢水准尺结合钢尺, 悬吊重锤, 与标顶接触的办法来传递高程, 测定时一定要现场验算观测数据, 检查无误后, 取出测锤, 先回填0.5m白灰 (灰桩) , 再拔出套管, 掩护好井口后撤离。最后用经纬仪实测回弹标孔位、水准点位、基坑位置、形状, 绘制成图, 以便开挖后寻找。
3.4 挖后测标
基坑开挖距设计标高1.0m~0.5m左右时, 用经纬仪放出回弹标的位置, 记录数据, 测定温度, 对钢尺进行尺长改正, 对记录数据进行修正。
3.5 回弹量计算, 绘制回弹曲线图
计算回弹量, 根据回弹点的分布和回弹量, 绘制纵横回弹面的曲线图。
回弹量计算公式为:δ=H2-H1 (1)
其中:H1为开挖前回弹点的高程;H2为开挖后回弹点的高程
4 建筑物的沉降监测方法
4.1 沉降基准点的设置
沉降观测的基准, 应埋设在建筑物变形影响范围之外, 距开挖边线50m之外, 按二、三等水准点规格埋石, 个数不少于3个。
4.2 沉降观测点的设置
观测点设立在变形体上, 首先深基坑支护结构观测点埋设在锁口架上, 一般20m埋设一个, 在支护的阳角处和距基坑很近的原建筑物应加密观测点。然后, 在建筑物四角沿外墙间隔10~15米处布设, 在柱上每隔2~3根柱设一个点, 对于圆形建筑物需要在基础轴线对称部位设点。人工地基和天然地基接壤处, 裂缝、伸缩缝处, 不同高度建筑交接处, 新旧建筑物交接处等建筑物分界处也需要设点。
4.3 沉降的观测
当观测点埋设完毕后, 在建筑物主体开工前进行第一次观测, 使用精密水准仪进行测量。在建 (构) 筑物主体施工过程中, 一般每盖1~2层观测一次, 如中途停工时间较长, 应在停工时和复工时进行观测。当发生大量沉降或严重裂缝时, 应立即或几天一次连续观测。建筑物封顶或竣工后, 一般每月观测一次, 如果沉降速度减缓, 可改为2~3个月观测一次, 直至沉降稳定为止。
4.4 沉降的结果整理
每次观测结束后应检查记录的数据和计算是否正确, 精度是否合格, 然后调整高差闭合差, 推算出各沉降观测点的高程, 沉降量的计算如下公式 (2) 和 (3) 所示, 把计算结果填到沉降观测记录表中, 为更好反应每个沉降观测点随时间和荷载的增加, 观测点的沉降量的变化, 并进一步估计沉降发展的趋势以及沉降过程是否渐趋稳定或者已经稳定, 还需要绘制沉降曲线。
沉降观测点的本次沉降量=本次观测所得的高程-上次观测所得的高程 (2)
累积沉降量=本次沉降量+上次累积沉降量 (3)
5 建筑物的位移监测
5.1 建筑主体的倾斜
5.1.1 测定基础沉降差法
建筑物基础上选设沉降观测点A和B, 使用精密水准测量法定期观测A, B两点沉降差Δh, 然后测量A, B两点的距离为L, 基础倾斜度为Δh/L。
5.1.2 激光垂准仪法
在建筑物顶部与底部间有竖向通道, 建筑物顶部适当位置安置接收靶, 垂线下的地面或地板上埋设点位安置激光垂准仪, 使激光垂准仪的铅垂激光束投射到顶部接收靶, 然后接收靶上直接读取或用直尺, 量出顶部两位移量Δu和Δv, 计算倾斜度与倾斜方向角。
5.2 裂缝观测
5.2.1 裂缝观测内容
裂缝观测主要测定建筑物上的裂缝分布位置, 裂缝走向、长度、宽度及其变化程度。观测数量视需要而定, 对主要的或变化大的裂缝应进行观测, 观测周期视裂缝变化速度而定。
5.2.2 裂缝观测方法
首先对裂缝进行编号, 每条裂缝至少应布设两组观测标志, 一组在裂缝最宽处, 另一组在裂缝末端。如果裂缝较少时, 使用比例尺、小钢尺或游标卡尺等工具对裂缝进行测量, 通过丈量标志间的距离求得裂缝变位值, 或用方格网板定期读取“坐标差”计算裂缝变化值。如果是面积裂缝较大不便于人工测量的裂缝, 一般用近景摄影测量方法, 每次观测应绘出裂缝的位置、形态和尺寸。
5.2.3 裂缝观测结果
裂缝观测结束后, 绘制裂缝分布位置图和裂缝观测成果表, 编写观测成果分析说明书。
6 结束语
高层建筑物倾斜观测的方法多种多样, 在实际工作中应以科学、合理、经济、适用为原则灵活选用, 对同一建筑物可选用多种方法施测。对同一建筑物的不同时期、不同阶段可采用不同的方法, 或对不同的建筑物采用同一方法进行倾斜观测。但无论采用何种观测方法, 均应按建筑物的倾斜观测周期定期施测。
参考文献
[1]邹昆.高层建筑变形监测方案设计及监测方法研究[J].科技资讯, 2010 (6) .
高层建筑变形监测 篇5
(1)基准点应布设在变形影响范围以外，靠近观测目标，便于长期保存和联测的稳定位置，
(2)监测点应设在变形量大的地段，应能确切反应变形量和变形特征的位置，可以从基准点对其进行观测，
(3)监测点、观测点应在土方开始前布设完毕，监测点的间距应小于30m，每边至少有一个监测点。
(4)施工时应对观测线路提供有效的保证，所有点位不得被碾压，扰动，遮挡。
基坑变形监测方法的研究 篇6
关键词：基坑；基坑支护；基坑变形；监测技术
一、基坑
基坑是建筑施工时，开挖的地面以下的空间。此空间是为了填埋建筑的基础或建造地下室。根据建设部发布的文件《危险性较大的分部分项工程安全管理办法的通知》规定：深基坑一般是指建筑开挖的深度不少于5米或者地下室不少于三层的基坑。但是在施工过程中，由于地质条件的差异，一些地方的划分标准为3米或4米。
二、基坑的支护方法
基坑在开挖过程中会遇到各种问题，如：开挖的土质较差且坑槽深度很大时，边坡过陡就会造成坑槽塌方；雨水和地下水的渗透使得土体变软，抗剪能力大大减弱；基坑边上堆放过多堆土和机械材料，也会造成基坑的变形。因此，為了防治坍塌，在放足边坡的同时还要设置土壁支护。
浅基坑的支撑方法一般可以依据基坑的尺寸，深度来采用不同的形式。如：临时挡土墙支撑、斜柱支撑、锚拉支撑等。深基坑支护方式一般为深层搅拌法水泥土桩挡墙、混凝土灌注桩支撑、钢板桩支撑、土层锚杆支撑、型钢桩加横挡板支撑以
三、基坑变形的监测对象
对于不同安全等级的建筑物，基坑变形的监测项目也有所不同。以下是在各个安全等级的条件下，需要进行监测的项目：
四、基坑变形的监测
基坑监测就是指在基坑施工和建筑物在使用期间，对其和周围的环境进行一系列的检查和监控。基坑的现场监测一般是使用仪器监测和巡视监测两种。一般来讲，在基坑的开挖深度3倍以内的周边环境都是需要监测的对象。
（一）水平位移的监测
监测水平位移时，墙体的每一侧、四角、柱基础、记忆裂缝处都应该设置不少于3个监测点。监测特定点水平位移的方法有小角度法、投点法、视准线法。在测定任一位置的水平位移时，可以采用极坐标法、前方交会法等。当基准点的距离较远时，可以将基准线法和边角测量法或GPS测量法结合起来进行测量。
（二）竖向位移的监测
建筑物的四角都应该布置监测点。每一边的监测点都应不少于3个。对于地基和基础连接的地方、不同建筑结构连接处、设置温度缝，变形缝和抗震缝的部位等都要设置不少于4个监测点。测量方法通常采用液体静力水准或者采用几何水准方法。
（三）斜向监测
建筑物的四角、变形缝、承重柱处都应设置监测点。需要注意的是监测点应该布置在建筑物顶部和底部的一条线上。通常采用激光铅直仪观测法和铅锤观测法。同时保证上部和下部的测点可以同时观测到，以测量底部相对于顶部的位移、高差、倾斜度、倾斜速度等。可以采用投点法、前方交会法、差异沉降法、正垂线法等。也可以安装固定式斜测仪实现斜侧自动化。当建筑物发生倾斜变形时，倾斜仪就会出现读数，根据公式，得到倾斜方向变形量。变形量S.与读数F.的关系如下：
其中：
S，被测部位在第i点和水平线的倾斜变形量，mm；
L.第i支测斜仪的两轮距间的标距，mm：
F.第i支测斜仪的真实测量值：
a、b、c、d第i支测斜仪的计算系数：
S各测点位移值加起来得到的总倾斜变形量，mm。
（四）裂缝的监测
建筑物的裂缝有很多处。选择最具代表性的裂缝处设置不少于两组的监测点。监测点宜设置在裂缝最严重的区域（裂缝最宽处）和裂缝的端部。裂缝的监测可以直接采用直尺或游标卡尺测量，或者采用更加精确的摄影量测法。
（五）支护结构受力变形监测
监测点应该设置在受力较大且起关键作用的杆件上，监测点的数目不宜少于3个并在竖向呈一条线。在支护结构的内部安装应力计进行测量。
如图，A处的高程已知。求待测点HB的高程。可以用水准仪或者经纬仪进行测量。通过放置水准尺读数，得到a和b。则可以计算出两处位置A和B的高差：hB=H。一H。=a-b，
进而求出B点的高程：H B=H+a-b。
五、监管员对数据进行处理
对于监测得到的数据，需要具有结构工程和岩土工程等知识，且有相关操作经验的专业人员进行操作。如下图：
将监测得到的数据整理归档，并对发展趋势做出一定的预测。发现任何数据出现不正常现象，应该及时的重新测量，分析原因。
六、小结
基坑变形的监测在整个建筑建设过程中都有着至关重要的位置。一个建筑物的安全必须建立在建筑基础稳定的条件之上。作为安全监测员，除了认着监测填表，把数据进行统计之外，还应该及时的向上级反映部分变化较大的数据。不能放过任何疏漏。要把责任重于泰山，质量就是生命当成工作的宗旨。
高层建筑变形监测 篇7
1.1 高层建筑变形监测
高层建筑变形监测的直接目的之一就是对高层建筑的运营状态进行安全监控、评价和预报。从20世纪90年代以来, 高层建筑变形监测手段的硬件和软件迅速发展, 监测范围不断扩大, 监测自动化系统、数据处理和资料分析系统、安全预报及分析评价系统也在不断的完善。工程设计采用新的可靠度设计理论与方法以来, 变形监测成为提供设计依据、优化设计和可靠度评价不可缺少的手段, 成为工程设计和施工质量控制的重要手段。由于工程自身的特殊性和复杂性, 在一般情况下, 直接采用变形监测原始数据对高层建筑安全稳定状态进行评估和反馈是困难的。因此, 为了实现高层建筑安全运营的设计目的, 一般需要结合具体的工程和变形监测不同时段的不同特点和要求分别选用不同的手段和方法, 认真做好监测数据和资料的整理分析工作, 对高层建筑的安全稳定状态进行评估、预测和预报, 并为改进建筑工程设计、施工方法和运营管理提供科学的依据。
高层建筑变形观测简便、精度高, 能直观地、及时地掌握高层建筑性态的变化, 许多高层建筑在出现危险之前都常常发生较大的变形。因而, 分析高层建筑变形规律、对高层建筑的变化趋势进行有效预测对高层建筑安全监控、确保高层建筑安全运营具有重要意义。
1.2 基坑工程周围环境监测
在城市建筑密集地区施工, 不仅要求保证高层建筑本身的安全性, 还必须保证邻近建筑的安全使用。在基坑开挖以及以后的施工过程中, 由于地下水位下降、荷载增加以及其它一些不确定因素, 必然引起周围环境变化, 这在工程中称为基坑工程环境效应。基坑工程环境效应包括支护结构和工程桩施工、降低地下水位、基坑土方开挖各阶段对高层建筑的影响, 主要表现在以下几方面。
(1) 基坑土方开挖引起支护结构变形以及降低地下水位造成基坑四周地面产生沉降、不均匀沉降和水平位移, 导致影响相邻高层建筑及市政管线的正常使用, 甚至造成破坏。
(2) 支护结构和工程桩若采用挤土桩或部分采用挤土桩, 施工过程中产生的挤土效应将对邻近高层建筑及市政管线产生影响。
其中, 由于基坑土方开挖引起支护结构变形以及降低地下水位造成基坑四周地面产生沉降和不均匀沉降, 从而对周围高层建筑和市政设施的影响是最主要的方面。
深基坑开挖是一项复杂的工程, 在支护加固不当时, 常可因周边地面的沉降而危及各种高层建筑的正常使用。基坑开挖引起的地表移动与变形取决于其侧壁 (支护或无支护) 的变形程度及变形形式。边坡、基坑工程稳定是其邻近地表及高层建筑安全的必要条件, 但决不是充分条件, 因为即使边坡、基坑稳定, 近邻地表同样存在由于开挖引起的地表移动与变形, 甚至破坏。因此, 在基坑工程中, 必须对周围的高层建筑进行安全监测, 以确保其安全使用, 其中主要是对高层建筑进行沉降观测和倾斜观测。
2 变形监测方案设计
2.1 观测精度的确定
高层建筑变形量应能确切反映高层建筑、构筑物及其地基的实际变形情况或变形趋势, 并以此作为确定监测方案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, 同时也受到观测方法和仪器设备等的影响, 因此, 确定合理的测量精度是变形监测方案设计的重要内容。国内外对变形监测的精度要求还存在不同看法, 但可以确定的是, 变形监测的精度取决于观测的目的。国际测量工作者联合会 (FIG) 第十三届会议 (1971年) 工程测量组提出:“如果观测的目的是为了使变形值不超过某一允许的数值而确保高层建筑的安全, 则其观测的中误差应小于允许变形值的1/10~1/20;如果观测目的是为了研究其变形过程, 则其中误差应比这个少得多”。
对于不同的高层建筑, 其变形监测的精度要求差别比较大, 同一高层建筑的不同部位在不同时间对观测精度的要求也有可能是不同的。变形监测采用哪个等级, 主要按下列方法确定。
(1) 以高层建筑阶段平均变形量为依据; (2) 以某些固定值为依据; (3) 以高层建筑最小变形值为依据; (4) 以预估变形量或变形速度为依据; (5) 以地基允许变形值为依据。
在实际监测中, 通常根据高层建筑的地基允许变形值来推算, 高层建筑的地基允许变形值一般是由设计单位给定的或者由相应的建筑规范规定的。地基允许变形值包括沉降量、沉降差、倾斜和局部倾斜四种:
沉降量——基础某点沉降大小, 一般指基础中心的沉降量;沉降差——基础上任意两点沉降量之差, 一般指相邻两单独基础的沉降量之差;倾斜——基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值;局部倾斜——砌体承重结构沿纵向6m~8m内基础两点的沉降差与其距离的比值。根据《建筑地基基础设计规范 (GBJ7-89) 》规定, 常用的高层建筑地基允许变形值, 可以求出相应的允许变形量, 根据实际情况取其就得到应该采用的测量精度。由此可进一步确定采用的观测手段、仪器设备等, 也为监测网网形的设计和优化提供参考。
就基坑工程施工对周围环境的监测要求而言, 按照《基坑工程施工监测规范》DJ/TJ08-2001-2006规定, 周围环境监测分为四个等级。
2.2 观测点位的布设
变形观测点包括基准点和监测点, 基准点分为稳定基准点和工作基点, 它们在监测中各自作用不同。基准点的布设主要考虑稳定性, 不受干扰, 且要考虑测量技术, 一般埋设在变形影响范围以外或基岩上, 基准点埋设过远, 则测量工作不方便, 观测误差大, 埋设近了, 有可能不稳定。所以, 一般在基准点和监测点之间加设工作基点。同时要在基准点周围设置保护点, 当基准点受到破坏时可用保护点来恢复, 平时则可以用于检核基准点。由基准点和工作基点构成变形监测网, 既保证了基准的稳定性, 又方便了测量工作。
基准点的布设主要考虑测量工作的需要, 而监测点的布设则需要与其它学科相结合。总的说来, 监测点的位置必须布设在能够反映高层建筑变形特征和变形明显部位。实践表明, 监测点一般布设在如下位置。
(1) 基础类型、埋深、荷载有明显不同处; (2) 沉降缝、伸缩缝、新老建筑连接处两侧; (3) 高层建筑角点、中点处, 且每边不少于3个监测点; (4) 圆形、多边形高层建筑纵横轴线对称处; (5) 工业厂房独立柱基础。
3 观测周期的确定
高层建筑变形是一个渐变过程, 是时间的函数, 而且变形速度不均匀, 但变形观测次数是有限的, 因此, 合理的选择连续观测的周期, 对于正确分析变形结果是确保高层建筑自身安全很重要的。变形观测从高层建筑施工开始, 到停止使用结束, 贯穿整个过程, 相邻两次变形观测的时间间隔就是一个观测周期。确定变形观测周期的基本原则为:根据高层建筑的特征、变形速率、观测精度要求和工程地质条件及施工过程等因数综合考虑。
对于沉降观测, 从分析变形过程出发, 变形速度值比变形绝对值具有更重要的意义。基于这一点, 其周期可用以下经验公式来确定因:
其中:Mh为两沉降观测点之间的高程误差;
V为沉降速度, 一般取平均沉降量与间隔天数的比值;
K为高程沉降量与其误差之比, 可根据高层建筑变形情况在5~10内选择。
在实际工程中, 应视具体情况选择观测次数与间隔时间。在高层建筑施工期间, 观测次数与间隔时间应视地基与荷载增加情况而定;在高层建筑使用阶段则应视地基土类型和沉降速度大小而定。特别当高层建筑平均沉降速度较大或不均匀沉降量较大时, 一方面应及时通知设计、施工单位, 查找原因并采取措施, 另一方面应增加观测次数, 以保证高层建筑的安全使用。
4 静态变形监测常用方法
变形监测目的是为了实时的了解高层建筑的变形情况, 确保高层建筑的安全使用, 就静态变形监测而言, 监测的主要内容包括:沉降观测、倾斜观测、水平位移观测和裂缝观测。监测方法包括常规地面测量方法、近景摄影测量以及特定条件下采取一些特殊的测量方法。
沉降观测常用水准测量的方法, 也可以采用液体静力水准测量的方法。一般高层建筑物和深基坑开挖的沉降观测, 通常用精密水准仪, 按国家二等水准技术要求施测, 将观测点布设成闭合环或附合水准路线联测到水准基点上。采用水准测量进行变形监测, 必须做到固定观测时间、固定观测路线、固定观测人员、固定观测仪器。由于现场条件限制, 变形观测时很难做到前后视距离相等, 在每次观测前, 必须对仪器进行检验校正, 特别是对仪器i角误差和调焦误差进行检验。
倾斜观测方法比较多, 对于基坑监测, 常采用钻孔测斜仪对支护桩进行倾斜观测。对于高层建筑上部的倾斜观测, 传统的测量方法包括经纬仪投点法、全站仪坐标测量法cap) 等, 在实际工程中常采用回归平面法训。回归平面法通过测量高层建筑上各点监测点的沉降量Zi (本期观测值相对于原始高程的差值) , 结合监测点的平面坐标 (X i, Y i) , 采用最小二乘法可以拟合出一个高层建筑沉降量的回归平面:
根据高层建筑基础倾斜。 (单位:编) 计算公式:
式中:iS为基础倾斜方向端点i的沉降量 (mm) ;
Sj为基础倾斜方向端点j的沉降量 (mm) ;
L为基础两端点的距离 (m) 。
可以得出:式 (2) 中系数a即为高层建筑在X轴方向上的基础倾斜率, 系数b即为高层建筑在Y方向上的基础倾斜率。而基础倾斜率就等于高层建筑在该方向上的倾斜率。通过回归平面方程, 只须对监测点进行沉降观测, 而不必专门进行倾斜观测就可以确定高层建筑在相应方向上的倾斜率。采用回归平面法计算倾斜前提是高层建筑以刚体的形式做整体性沉降, 若高层建筑结构遭到破坏, 高层建筑将不以整体作沉降, 此时采用回归平面法将得不到正确的倾斜结果。
水平位移观测根据高层建筑类型不同采用不同的方法, 直线型建筑常用基准线法、引张线法、距离丈量法;曲线型建筑常用测角前方交会、精密导线法;高层建筑顶部相对于底部的偏移、竖直中心是否铅直 (挠度) 可用测角前方交会法、经纬仪投点法等。
当基础挠度过大时, 高层建筑可能由于剪力破坏而出现裂缝。裂缝观测可在裂缝两端分别固定一铁片, 其中一片紧压在另一片上, 在边缘涂上油漆, 当裂缝发生变化时, 便会露出未涂漆的部分, 这个就是裂缝的变化量, 采用千分尺或游标卡尺量取其变化量。铁片可分别布设在裂缝最窄和最宽处, 当裂缝比较长时, 在中间部位增加观测点位。
摘要：本文基于笔者从事建筑变形监测的相关研究经验, 以高层建筑静态变形监测为研究对象, 论文首先分析了高层建筑变形监测的范畴, 进而探讨了变形监测方案的设计思路和观测周期的确定方法, 在此基础上, 探讨了建筑变形监测的具体方法, 相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。
关键词：变形监测,高层建筑,周期,方案
参考文献
[1]黄声享, 尹晖.变形监测数据处理[M].武汉:武汉大学出版社, 2003.
建筑变形监测技术探讨 篇8
1.1 高层建筑变形监测
高层建筑变形监测的直接目的之一就是对高层建筑的运营状态进行安全监控、评价和预报。从20世纪90年代以来, 高层建筑变形监测手段的硬件和软件迅速发展, 监测范围不断扩大, 监测自动化系统、数据处理和资料分析系统、安全预报及分析评价系统也在不断的完善。工程设计采用新的可靠度设计理论与方法以来, 变形监测成为提供设计依据、优化设计和可靠度评价不可缺少的手段, 成为工程设计和施工质量控制的重要手段。由于工程自身的特殊性和复杂性, 在一般情况下, 直接采用变形监测原始数据对高层建筑安全稳定状态进行评估和反馈是困难的。因此, 为了实现高层建筑安全运营的设计目的, 一般需要结合具体的工程和变形监测不同时段的不同特点和要求分别选用不同的手段和方法, 认真做好监测数据和资料的整理分析工作, 对高层建筑的安全稳定状态进行评估、预测和预报, 并为改进建筑工程设计、施工方法和运营管理提供科学的依据。
1.2 基坑工程周围环境监测
在城市建筑密集地区施工, 不仅要求保证高层建筑本身的安全性, 还必须保证邻近建筑的安全使用。在基坑开挖以及以后的施工过程中, 由于地下水位下降、荷载增加以及其它一些不确定因素, 必然引起周围环境变化, 这在工程中称为基坑工程环境效应。基坑工程环境效应包括支护结构和工程桩施工、降低地下水位、基坑土方开挖各阶段对高层建筑的影响, 主要表现在以下几方面。
(1) 基坑土方开挖引起支护结构变形以及降低地下水位造成基坑四周地面产生沉降、不均匀沉降和水平位移, 导致影响相邻高层建筑及市政管线的正常使用, 甚至造成破坏。
(2) 支护结构和工程桩若采用挤土桩或部分采用挤土桩, 施工过程中产生的挤土效应将对邻近高层建筑及市政管线产生影响。
(3) 因设计、施工不当或其它原因造成支护体系破坏, 导致相邻高层建筑及市政管线被破坏。
其中, 由于基坑土方开挖引起支护结构变形以及降低地下水位造成基坑四周地面产生沉降和不均匀沉降, 从而对周围高层建筑和市政设施的影响是最主要的方面。
深基坑开挖是一项复杂的工程, 在支护加固不当时, 常可因周边地面的沉降而危及各种高层建筑的正常使用。基坑开挖引起的地表移动与变形取决于其侧壁 (支护或无支护) 的变形程度及变形形式。边坡、基坑工程稳定是其邻近地表及高层建筑安全的必要条件, 但决不是充分条件, 因为即使边坡、基坑稳定, 近邻地表同样存在由于开挖引起的地表移动与变形, 甚至破坏。因此, 在基坑工程中, 必须对周围的高层建筑进行安全监测, 以确保其安全使用其中主要是对高层建筑进行沉降观测和倾斜观测。
2 变形监测方案设计
2.1 观测精度的确定
高层建筑变形量应能确切反映高层建筑、构筑物及其地基的实际变形情况或变形趋势, 并以此作为确定监测方案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, 同时也受到观测方法和仪器设备等的影响, 因此, 确定合理的测量精度是变形监测方案设计的重要内容。国内外对变形监测的精度要求还存在不同看法, 但可以确定的是, 变形监测的精度取决于观测的目的。国际测量工作者联合会 (FIG) 第十三届会议 (1971年) 工程测量组提出:“如果观测的目的是为了使变形值不超过某一允许的数值而确保高层建筑的安全, 则其观测的中误差应小于允许变形值的1/10~120;如果观测目的是为了研究其变形过程, 则其中误差应比这个少得多”。
对于不同的高层建筑, 其变形监测的精度要求差别比较大, 同一高层建筑的不同部位在不同时间对观测精度的要求也有可能是不同的。变形监测采用哪个等级, 主要按下列方法确定。
(1) 以高层建筑阶段平均变形量为依据; (2) 以某些固定值为依据; (3) 以高层建筑最小变形值为依据; (4) 以预估变形量或变形速度为依据; (5) 以地基允许变形值为依据。
在实际监测中, 通常根据高层建筑的地基允许变形值来推算, 高层建筑的地基允许变形值一般是由设计单位给定的或者由相应的建筑规范规定的。地基允许变形值包括沉降量、沉降差、倾斜和局部倾斜四种。
沉降量——基础某点沉降大小, 一般指基础中心的沉降量;沉降差——基础上任意两点沉降量之差, 一般指相邻两单独基础的沉降量之差;倾斜——基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值;局部倾斜——砌体承重结构沿纵向6m~8m内基础两点的沉降差与其距离的比值。
根据《建筑地基基础设计规范 (GBJ7-89) 》规定, 常用的高层建筑地基允许变形值, 可以求出相应的允许变形量, 根据允许的变形量来确定测量精度。由此可进一步确定采用的观测手段、仪器设备等, 也为监测网网形的设计和优化提供参考。
2.2 观测点位的布设
变形观测点包括基准点和监测点, 基准点分为稳定基准点和工作基点, 它们在监测中各自作用不同。基准点的布设主要考虑稳定性, 不受干扰, 且要考虑测量技术, 一般埋设在变形影响范围以外或基岩上, 基准点埋设过远, 则测量工作不方便, 观测误差大, 埋设近了, 有可能不稳定。所以, 一般在基准点和监测点之间加设工作基点。同时要在基准点周围设置保护点, 当基准点受到破坏时可用保护点来恢复, 平时则可以用于检核基准点。由基准点和工作基点构成变形监测网, 既保证了基准的稳定性, 又方便了测量工作。
基准点的布设主要考虑测量工作的需要, 而监测点的布设则需要与其它学科相结合。总的说来, 监测点的位置必须布设在能够反映高层建筑变形特征和变形明显部位。实践表明, 监测点一般布设在如下位置:
(1) 基础类型、埋深、荷载有明显不同处。
(2) 沉降缝、伸缩缝、新老建筑连接处两侧。
(3) 高层建筑角点、中点处, 且每边不少于3个监测点。
(4) 圆形、多边形高层建筑纵横轴线对称处。
(5) 工业厂房独立柱基础。
3 观测周期的确定
高层建筑变形是一个渐变过程, 是时间的函数, 而且变形速度不均匀, 但变形观测次数是有限的, 因此, 合理的选择连续观测的周期, 正确分析变形结果是确保高层建筑自身安全的重要因素。变形观测从高层建筑施工开始, 到停止使用结束, 贯穿整个过程, 相邻两次变形观测的时间间隔就是一个观测周期。确定变形观测周期的基本原则为:根据高层建筑的特征、变形速率、观测精度要求和工程地质条件及施工过程等因数综合考虑。
对于沉降观测, 从分析变形过程出发, 变形速度值比变形绝对值具有更重要的意义。基于这一点, 其周期可用以下经验公式来确定原因:
其中:Mh为两沉降观测点之间的高程误差;
V为沉降速度, 一般取平均沉降量与间隔天数的比值;
K为高程沉降量与其误差之比, 可根据高层建筑变形情况在5~10内选择。
对于倾斜观测, 高层建筑主体倾斜观测的周期, 可视倾斜速度, 一般每1~3个月观测一次, 若由于基础附近大量堆放或卸载等导致倾斜速度加快时, 应及时增加观测次数。施工期间的观测可与高层建筑的沉降观测同时协调进行, 这样就为分析高层建筑的变形、评价高层建筑的安全性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高层建筑变形的影响较大, 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, 亦可与沉降观测协调考虑确定;对于受基础施工影响的相关观测量, 应按施工进度的需要确定, 可每天或隔几天观测一次, 直至施工结束。
4 静态变形监测常用方法
变形监测目的是为了实时的了解高层建筑的变形情况, 确保高层建筑的安全使用, 就静态变形监测而言, 监测的主要内容包括:沉降观测、倾斜观测、水平位移观测和裂缝观测。监测方法包括常规地面测量方法、近景摄影测量以及特定条件下采取一些特殊的测量方法。
沉降观测常用水准测量的方法, 也可以采用液体静力水准测量的方法。一般高层建筑物和深基坑开挖的沉降观测, 通常用精密水准仪, 按国家二等水准技术要求施测, 将观测点布设成闭合环或附合水准路线联测到水准基点上。采用水准测量进行变形监测, 必须做到固定观测时间、固定观测路线、固定观测人员、固定观测仪器。由于现场条件限制, 变形观测时很难做到前后视距离相等, 在每次观测前, 必须对仪器进行检验校正, 特别是对仪器i角误差和调焦误差进行检验。
倾斜观测方法比较多, 对于基坑监测, 常采用钻孔测斜仪对支护桩进行倾斜观测。对于高层建筑上部的倾斜观测, 传统的测量方法包括经纬仪投点法、全站仪坐标测量法等等, 在实际工程中常采用回归平面法。回归平面法通过测量高层建筑上各点监测点的沉降量Zi (本期观测值相对于原始高程的差值) , 结合监测点的平面坐标 (Xi, Y i) , 采用最小二乘法可以拟合出一个高层建筑沉降量的回归平面:
根据高层建筑基础倾斜。
式中:Si为基础倾斜方向端点i的沉降量 (mm) ;
Sj为基础倾斜方向端点j的沉降量 (mm) ;
L为基础两端点的距离 (m) 。
可以得出:式 (2) 中系数a即为高层建筑在X轴方向上的基础倾斜率, 系数b即为高层建筑在Y方向上的基础倾斜率。而基础倾斜率就等于高层建筑在该方向上的倾斜率。通过回归平面方程, 只须对监测点进行沉降观测, 而不必专门进行倾斜观测就可以确定高层建筑在相应方向上的倾斜率。采用回归平面法计算倾斜前提是高层建筑以刚体的形式做整体性沉降, 若高层建筑结构遭到破坏, 高层建筑将不以整体作沉降, 此时采用回归平面法将得不到正确的倾斜结果。
水平位移观测根据高层建筑类型不同采用不同的方法, 直线型建筑常用基准线法、引张线法、距离丈量法;曲线型建筑常用测角前方交会、精密导线法;高层建筑顶部相对于底部的偏移、竖直中心是否铅直 (挠度) 可用测角前方交会法、经纬仪投点法等。
当基础挠度过大时, 高层建筑可能由于剪力破坏而出现裂缝。裂缝观测可在裂缝两端分别固定一铁片, 其中一片紧压在另一片上, 在边缘涂上油漆, 当裂缝发生变化时, 便会露出未涂漆的部分, 这个就是裂缝的变化量, 采用千分尺或游标卡尺量取其变化量。铁片可分别布设在裂缝最窄和最宽处, 当裂缝比较长时, 在中间部位增加观测点位。
参考文献
[1]黄声享, 尹晖.变形监测数据处理[M].武汉:武汉大学出版社, 2003.
高层建筑变形监测 篇9
1 工程概况
广州国际商贸广场工程位于广州市中山三路与较场西路交汇西北繁华地段, 由两栋超高层65层和28层塔楼及6层至9层裙楼组成, 其中地下室4层, 底板设计标高-13.9 m, 基坑平面形状呈L形, 北面为高层商住楼, 南面为工厂大楼, 东南角为变电房, 周围环境较为复杂。基坑设计采用人工挖孔桩及预应力锚杆支护形式支护, 基坑支护安全等级为一级。该基坑变形监测的内容主要有:支护结构桩顶水平位移、支护桩体侧向位移及土体侧向位移 (测斜) 、地下水位监测。
2 监测目的
根据现场监测可以追求更确切的施工安全性及经济性。在地下工程施工中, 根据测定施工过程中的支护结构顶和周边相关实体的变形, 随时把握周围土体及支护材料的动态, 比较其在施工过程中的变化, 进行合理的、定量的分析、判断和评价土体及支护结构的状态, 及时提供便于迅速变更相应设计的数据, 并指导施工管理, 确保施工的安全性、合理性、经济性。
3 监测技术措施及方法
3.1 监测项目及精度要求
根据建设方提供的基坑支护监测布置图及其施工特点, 并考虑施工过程中支护结构和周围土体的相互作用, 确定以下监测项目:支护结构桩顶水平位移、支护桩体侧向位移及土体侧向位移 (测斜) 、地下水位。
如表1所示。
3.2 监测时间及频率
基坑开挖之前先测定初始值。在基坑开挖阶段, 每三天测一次, 开挖急剧或变形速度加快时, 每天测一次或两次。在地下室施工阶段, 每七天观测一次。如有不正常变形或连续下雨天应每天测一次, 出现报警值时则加密监测 (每天二次) 。
由于工地现场施工情况不同, 具体测量次数、测量时间可根据有关管理单位要求、现场工程进度和测量反馈作相应调整。
3.3 监测项目报警值
如表2所示。
备注:d为天数。
3.4 支护结构顶水平位移监测
3.4.1 控制点及观测点埋设
在施工区影响范围之外, 保证基准方向通视良好, 不受旁折光的影响的地方布设三个控制基准点, 其中两点组成一个边角控制网, 另外选取远处的一个固定目标作为定向及检查。控制基准点按此标准制作:在混凝土地面上钻孔, 深100mm, 孔内埋设直径12mm的钢筋, 并浇筑混凝土墩, 墩的尺寸为:长×宽×高=300×300×1200mm, 墩顶部设强制对中螺栓和仪器整平钢板, 螺栓尺寸根据仪器基座丝口尺寸决定, 并在螺栓顶部打一小孔 (小孔直径约0.3mm) , 在墩的中间增加加强钢筋, 每个墩都加工一个钢盖板, 不使用控制点时将盖板扣上, 以保护其不受破坏。
观测点的埋设根据设计图纸的要求共布设36个点, 观测点的埋设方法与工作基准点的埋设方法相同, 但混凝土墩的尺寸有所减少, 其尺寸为:长×宽×高=200mm×200mm×200mm。
3.4.2 监测方法
水平位移点监测方法:本基坑采用极坐标法进行水平位移监测;角度采用方向法观测, 观测2测回, 距离观测1测回。分别在基准点上设站。对工作基点的稳定性检查宜采用前方交会、导线测量和后方交会方法监测。极坐标法外业监测采用全站仪TOPCON 102N监测, 进行野外采集;监测系统对监测数据进行数据改正、平差计算、生成监测报表和变形过程线图、变形速率及变形预报图。
极坐标法是利用数学中的极坐标原理, 以两个已知点为坐标轴, 以其中一点为极点建立极坐标系;测定观测点到极点的距离, 测定观测点与已知坐标轴的角度, 来计算观测点的坐标。如图1所示。
测定待求点C坐标时, 先计算已知点A、B的方位角:
测定角度a和边长BC, 根据方位角计算公式, 计算BC方位角:
计算C点坐标:XC=XB+S×COSaBC;
YC=YA+S×SINaBC
3.5 测斜监测方法
3.5.1 测斜管埋设
钻孔埋设主要用于围护桩、连续墙已经完成的情况和土层中钻孔测斜。首先在围护桩上钻孔, 孔径略大于测斜管外径, 一般测斜管是外径Φ70mm, 钻孔内径Φ110mm的孔比较合适, 孔深大于基坑深度, 然后将在地面连接好的测斜管放入孔内, 测斜管与钻孔之间的空隙回填细砂或水泥与膨润土拌合的灰浆, 埋设就位的测斜管必须保证有一对凹槽与基坑边缘垂直。测斜管的上下管间应对接良好, 无缝隙, 接头处牢固固定、密封。测斜管安放就位后, 调正方向, 使管内的一对测斜槽垂直于测量面。
调正后盖上顶盖, 保持测斜管内干净, 通畅、平直, 管顶高出地面约10cm～50cm。进行钻孔和测斜管之间的回填, 宜选用中粗砂缓慢进行, 注意采取措施避免塞孔使填料无法下降形成空洞, 回填过程中通常灌水, 间隔一段时间后检查, 发现会填料有下沉时, 继续回填。
为确保测斜管与桩体、墙体、土体同步变形。埋设时间应在基坑开挖或降水之前, 并至少提前两周完成。做好清晰的标示和可能的保护措施, 保护措施一般是用砖砌一个保护墩。
3.5.2 测斜测量方法
测斜观测分正测和反测, 观测时先进行正测 (每个测斜仪的导轮架上都标有一个正方向) , 再进行反测;测量时, 将测斜仪探头沿测斜管十字定向槽放至测斜管底, 从底至顶每0.5m测一次数值, 得到每0.5m的偏斜量, 基坑开挖过程中测量值与初值比较的差值即是每0.5m由于开挖引起的位移量 (测斜管埋入基岩, 认为管底不动) 。探头的双测头结构可以一次测量正交两个方向的偏斜量, 可根据十字导槽的方向计算位移的方向。
测斜观测时每0.5m标记一定要卡在相同位置, 每次读数一定要等候电压值稳定才能读数, 确保读数准确性。测斜管布设如图2所示。
测斜原理图如图3所示。
计算公式为:
某一深度的水平变位移值δi可通过区段变位Δi的累计得出, 即;
设初次测量的变位结果为δi (0) , 则在进行第j次测量时, 所得的某一深度上相对前一次测量时的位移值∆xi即为:
相对初次测量时总的位移值为:
3.6 基坑外地下水位监测
水位孔埋设根据设计图纸的要求进行。水位监测仍采用钻孔测水井高程方法先在设计点位钻孔, 然后用pvc管护壁, 用水位计定期测量孔内水位高程 (水位孔埋设见示意图) 。
如图4所示。
4 监测数据的采集整理及信息反馈
4.1 数据的采集整理
监测过程中, 采用专用的表格记录数据, 保存原始资料, 并按要求进行签字、计算、复核。将原始数据及时整理成正式记录, 根据不同原理的仪器和不同的采集方法, 采取相应的检查和鉴定手段, 包括严格遵守操作规程、定期检查维护监测系统。
4.2 数据的处理和分析
对每次监测数据及时进行处理和反馈, 对测量产生的系统误差、偶然误差等各种误差用对比检验、统计检验等方法进行处理。利用已经得到的监测信息进行反分析计算, 提供基坑支护结构和周围建筑物的变形状态, 预测未来变化情况, 以便提前采取相应的技术措施, 验证设计参数和施工方法。
4.3 信息反馈
对监测数据全部输入计算机, 由计算机计算并描绘出各种表格、图形及变形曲线, 包括如下。
(1) 边坡顶部水平位移监测成果表及“时间—位移”曲线图。
(2) 土体侧向位移 (测斜) 监测成果表及“时间—土体侧向位移 (测斜) ”曲线图。
(3) 地下水位监测成果表及“时间—地下水位”曲线图。
(4) 基准点及监测点平面位置示意图。在监测过程中, 若发现位移、沉降变形较大等异常情况, 立即向上级部门汇报, 并提供报表;测量结果正常, 则在测量结束后一天内提供报表。当整个监测工作结束后, 向业主提供满足要求的监测报告。
参考文献
[1]GB5006-2007, 工程测量规范[S].
[2]JGJ 8-2007, 建筑变形测量规范[S].
[3]JGJ120-99, 建筑基坑支护技术规程[S].
[4]GJB 02-98, 广州地区建筑基坑支护技术规定[S].
[5]GB50007-2002, 建筑地基基础设计规范[S].
高层建筑变形监测 篇10
关键词：高层建筑,深基坑,变形监测,监理
随着我国经济高速发展,高层建筑大量涌现,深基坑工程越来越多,地下室建筑工程深基坑在开挖和暴露期间的安全,对确保整个工程顺利施工和邻近建(构)筑物,及市政设施(道路、各种管线等)的正常使用和安全至关重要。而在深基坑开挖时,经常会发生坑底回弹,隆起以及外地面下沉等现象,甚至基坑失稳,支护结构倒坍等事故。这类事件在工程上已屡见不鲜,在软土地基中该类问题尤为严重。事故发生有多方面原因,既有岩土工程监测不完善,分析不准确,预报不及时的原因,也有监理监管不到位,发出错误的指令所造成,因而基坑工程监测监理日益显示其重要性。所以实行基坑工程变形监测全过程质量及安全的监理,有着十分重要的意义。下面结合广州国际商贸广场基坑工程变形监测工程与同行探讨。
1 工程概况
广州国际商贸广场工程,地处广州市中山三路与较场西路交汇西北繁华地段,由两幢超高层65层和28层塔楼及6层～9层裙楼组成,其中地下室4层,地下室底板设计标高为-13.9 m(相对±0.00)。基坑设计采用人工挖孔桩和喷锚支护结构体系。基坑开挖深度为12.9 m。基坑平面面积较大,形状呈L形,四周均为道路和高层建筑,场地周围分别埋设有电力、上水、煤气、雨水、电信等地下管线。如基坑施工稍有不慎,极易给周围环境造成影响和破坏。因此,需要对深基坑高层施工阶段各工序的质量及安全进行严格监控。业主委托广东建设工程监理有限公司监理。
2 监测监理的依据
为了使监理工作便于开始,首先收集国家、部、省、市建设主管部门转发关于基坑工程监测等方面的法律、法规和规定。具体有广州市建委转发《广州市深基坑工程管理暂行规定通知》;有关技术性文件:工程总平面图、地形图、与监测点布设有关的建筑物平面、立面、结构图以及规划部门提供的导线点、水准点;与本工程监测有关的施工组织设计;与本工程有关的工程地质、水文地质资料以及周围环境资料;国家标准:《工程测量规范》《城市工程测量规范》《精密工程测量规范》GBT等。并且由项目总监理工程师编写好的监理规划,完善项目监理实施细则,以后的监理工作就以此作为依据。
3 协助业主委托施工单位
委托施工单位进行监测是监测监理重要的一环。施工单位选择与否,直接关系到整个基坑安全是否有保证、可靠的信息。所以与甲方商讨,特别对几家有相应资质的监测单位进行考察、对比,并组织有关单位共同审查监测单位编写的监测方案。具体包括对监测项目、监测方法以及精度要求、监测点布设、观测周期、工序管理和记录制度及信息反馈等作出评价,预测并确定最优方案。重要的控制测量在实施前期还要求监测单位提交文字方案。内容包括控制方法、图形结构、操作方法及精度估算,监理工程师根据监测单位测量人员、设备及施测情况,结合设计要求及有关测量规范,最后选择有实力、信誉高的监测单位,使业主满意放心。
4 事前控制
1)本工程由于占地面积较大,基坑周边又是高层住宅、变电房以及商业区,因此在监测之前,监理工程师首先对施工场地的基坑四周的住宅、道路、变电房、构筑物进行调研,如是否有裂缝、倾斜等,并测绘出其裂缝的位置、长度、宽度,倾斜的方位、倾斜度等,然后作记录、拍照,并通知业主。对可能发生争议的基坑四周情况,比如较接近基坑北面的综合办公楼、南面的工厂大楼以及东南角变电房等,建议业主委托房屋鉴定和公正单位进行鉴定和公正,避免日后与屋主之间发生可能的争议。
2)监测点、基点埋设控制。基点、监测点的埋设是监测前控制的关键一环。首先基点的埋设必须远离拟测基坑边坡周围,避开施工影响区。尤其这种供长期高精度施工测用的基点,必须牢固、可靠,可深式埋在新鲜的基岩面,或浅式埋设在沉降已稳定的建筑物(或构筑物)上,本工程施测单位起初没有提交埋点方案图,两个基点均埋在北面基坑周边不足3 m的围墙处。由于围墙与基坑相隔较近,基坑与围墙发生整体位移、沉降,在观测过程中,施工单位没有准确测得基坑的位移和沉降量,后来经监理工程师发现后,指出问题的关键,最后建议基点埋设在远离基坑边坡且沉降较稳定的混凝土台阶处,满足基点埋设要求。
3)监测仪器、设备的检查。通常基坑在倒坍滑坡之前段时间,水平位移、垂直沉降量较小,不容易发现,若水平位移、垂直沉降量超过警戒值时,再采取加固防范措施则为时已晚。所以监测所用的仪器必须是精度高的精密仪器。在审查时,监理工程师要特别注意仪器选型要与观测精度相适应,本工程基坑监测用的经纬仪建议用水平读数量小格值不小于1,一测回水平方向最大中误差为1.6,最后施测单位确定用T2级以上经纬仪并配红线测距仪测距。而沉降观测用N3型精密水准仪配铟钢水准尺。各种设备技术参数均满足或超过基坑监测精度要求。
5 事中控制
1)基坑水平位移监测。
基坑变形监测包括水平位移观测和垂直沉降观测,监测过程中的监理主要是检查观测方法和技术指标是否符合要求。基坑变形监测的特点之一是工作繁琐且重复较大,因此在工程质量控制方面承担重要责任的测量工程师,把主要精力放在测量工作的重要环节上,以确保测量的准确性。测量监理工程师主要质量控制点是对施测单位布设的控制网的审核。就水平位移观测的方法可采用坐标法和轴线法。坐标法应布设观测控制网,其形式包括:三角网、导线网、边角网,采用轴线控制时,轴线两端应分别建立检校点。控制点宜采用强制归心的观测墩,监测网应根据监测方案精度要求进行估算优化。网的主要技术要求应满足工程测量规范的要求。
根据水平位移监测网的主要技术要求,结合基坑场地的特点:四周均有高层建筑物,在基坑周边布设控制网显然是不可取的。而施测单位用三角网形式布网,控制点建立在高层建筑物楼顶,通视条件良好,便于观测,便于保存控制点,符合测量规定,也符合监理实施细则的原则。最后监理工程师经审核同意施测单位建立三角网形式,并对其布网作进一步优化。不但施工测量方便,监理复核也更直接明了。既保证精度,又提高工作效率。
2)基坑垂直位移监测。
垂直位移观测点应布设成监测网。监测控制网又布设成闭合水准环、结点符合水准路线。垂直位移监测网应满足工程测量规范的要求。
沉降观测点的精度要求和观测方法。根据工程需要应满足工程测量规范的技术要求。
3)监理工程师对成果的检校。
测量工作重在检查,未经监理工程师检查、复核、签认的测量成果不得使用。首先监理工程师按监理规划(或细则)要求,督促施测单位做好自检工作,包括自测自检及不同班组之间互检工作,检查内容包括内、外业。除此之外,监理工程师对重要的测量成果实行单独复核,并且不同人员、设备换一种方法,换一个角度进行检查,事实证明至关重要,这样才能杜绝差错。同时,由于实行了单独复核制度,监理工程师对工程量的签认也就有理有据、准确可靠。在广州国际商贸广场基坑监测中,监理工程师对施测单位的平面、高程控制成果都有分阶段实施独立复核,确保控制成果的正确性。
6事后控制
1)基坑每次监测完毕后,必须督促施测单位及时整理监测成果。监测成果是监测工作最为重要的信息,是监测后控制的关键环节。
对每次监测成果的要求是:
a.设计各种观测数据、采集记录、计算表格、监测成果汇总表、监测进度表、监测时间变形和变形曲线图,供监测和观测数据处理成果登记用。
b.监测成果分析表式化、着重与警戒值比较和相关监测项目对比,变形发展趋势预测。
c.设计监测成果信息流程和报警讯号紧急发送制度,以利有关各方及时了解监测动态和采取相应措施,避免工程事故和消除工程隐患。
2)审查监测单位提交的监测结果。
3)每月向业主提交监测监理月报,内容包括:监测进展情况和完成监测工作量,本月监测工作各受控内容的偏差情况和纠正偏差的措施、效果。
4)编写监测监理总结报告。
参考文献
水电站大坝变形监测与预报 篇11
关键词：面板堆石坝；变形测量；安全监测
中图分类号：TV698.11 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）18-0146-02
1 工程概况
猴子岩水电站位于四川省甘孜藏族自治州康定县境内，坝址距上游丹巴县城约47 km，距下游泸定县城约89 km，距成都市约402 km，对外交通条件较好。本工程等级为一等，电站采用坝式开发，枢纽建筑物主要由拦河坝、两岸泄洪及放空建筑物、右岸首部式地下引水发电系统等组成。水库正常蓄水位1 842.00 m，相应库容6.62亿m3，总库容7.06亿m3，死水位1802.00 m，调节库容3.87亿m3，具有季调节性能。电站装机容量1 700 MW（4×425 MW），拦河坝为混凝土面板堆石坝，最大坝高223.50 m。
2 变形监测方案设计
2.1 上、下游围堰监测
①本监测依据《上下游围堰监测布置图》，在上游围堰布设6个监测点，分别为TPWY-1～TPWY-6，监测点于上游围堰堰顶。监测点采用墩标的方式进行埋设，水平位移工作基点采用右岸的III07，以极坐标法进行观测，按照《国家三角测量规范》二等边角观测精度执行。垂直位移工作基点采用右岸的LSWY-1，观测按照《国家一、二等水准测量规范》中二等精度执行。
②在下游围堰布设4个监测点，TPWY-7～TPWY-10监测点于下游围堰堰顶，监测点采用墩标的方式进行埋设，水平位移工作基点采用左岸的XIII12，以极坐标法进行观测，按照《国家三角测量规范》二等边角观测精度执行。垂直位移工作基点采用右岸的LSWY-2，观测按照《国家一、二等水准测量规范》中二等精度执行。
2.2 面板堆石坝监测
目前面板堆石坝混凝土与垫层料接触面和建基面安装了9支土压力计，混凝土与垫层料接触面铅直向土压力在0.01～0.05 MPa之间，月变化在0.01～0.05 MPa之间，建基面铅直向土压力在0.05～0.07 MPa之间，月变化在0.01～0.04 MPa之间，建基面上下游水平向土压力在0.02～0.05 MPa之间，月变化均为0.01 MPa。
2.3 导流洞洞身部分监测
①由于大坝基坑开挖，导致原进导流洞上半段洞身段支洞的道路被挖断，人员无法进入，目前仅能0+025断面的监测仪器有观测数据（电缆引入进口边坡观测房内）。
②导流洞洞身下半段。1#导流洞洞身下段围岩当前位移在-1.64～14.29 mm之间，月变化-0.14～0.14 mm，同期年变化在-0.14～0.27 mm之间；2#导流洞洞身下段围岩当前位移在-0.28～1.93 mm之间，月变化在-0.41～0.13 mm之间，同期年变化在-0.28～0.56 mm之间。本月位移变化较小，位移过程线变化平稳，无异常突变点，表明围岩处于稳定状态。2.4深孔泄洪洞深孔泄洪洞目前有压段及工作闸室安装了4套多点位移计、3套锚杆应力计。截止到10月18日，有压段多点位移计累计位移在0.07～2.02 mm之间，月变化在-0.04～0.24 mm之间，最大位移速率0.01 mm/天。工作闸室围岩多点位移计累积位移在-0.02～5.70 mm之间，月变化在-0.32～4.22 mm之间，最大位移发生在上游边墙1 815.50 m高程，本月位移速率为0.12 mm/d，这与闸室施工有关。有压段围岩锚杆应力计累计应力在7.06～55.93 MPa之间，月变化在-3.19～13.48 MPa之间。
2.4 边坡工程监测
2.4.1 左岸坝肩边坡
左岸坝肩边坡多点位移计本月累计位移在-0.97～5.84 mm之间，月变化在-0.25～0.22 mm之间，同期年变化在-0.38～0.52 mm之间，过程线变化平稳，无异常突变点，表明左岸坝肩边坡目前处于稳定状态。
2.4.2 右岸坝肩边坡
右岸坝肩边坡本月当前深层累积位移在-0.20～5.47 mm之间，月变化在-0.26～0.38 mm之间，同期年变化在-0.27～3.44 mm之间，月变化较小，过程线变化平稳，无异常突变点，表明右岸坝肩边坡目前处于稳定状态。
2.5 深孔泄洪洞出口边坡
2.5.1 内观监测
9台2000 kN的锚索测力计当前预应力在1 880.04～2 202.97 kN之间，月变化在-1.52～7.61 kN之间，锁定后应力变化率在-10.37～-2.62%之间。最大变化率-10.37%发生在深孔0+656.50断面1 791 m高程锚索测力计PRXC-3，本月应力变化2.12 kN。
2.5.2 外观监测
按照《深孔泄洪洞出口边坡监测布置图》布设7个监测点，TPXC-1、TPXC-3（深孔0+671.5断面）、TPXC-6（深孔0+701.5断面）布设于边坡顶部被动防护网下方，TPXC-2、TPXC-5（深孔0+701.5断面）布设于边坡1745.00高程马道上，在1 790.00高程马道上布置TPXC-4（深孔0+671.5断面）、TPXC-7（深孔0+701.5断面）两个监测点。工作基点采用右岸的TNXC-1和TNXC-2，分别后视左岸XIII12，采用极坐方法观测，取平均值做为最终值。各监测点均无明显变化。
2.6 泥洛堆积体监测
按照《尼洛堆积体I期监测布置图》的要求布设12个边坡监测点，点位均匀分布四个高程面上，分别为1 800 m、1 900 m 、2 000 m、2 100 m，每个高程面上分别布设3个监测点。其中，TPNL-1（2 100 m）、TPNL-2（2 000 m）、TPNL-3（1 900 m）、TPNL-4（1 800 m）位于1#断面上；TPNL-5（2 100 m）、TPNL-6（2 000 m）、TPNL-7（1 900 m）、TPNL-8（1 800 m）位于2#断面上；TPNL-9（2 100 m）、TPNL-10（2 000 m）、TPNL-11（1 900 m）、TPNL-12（1 800 m）位于3#断面上。10月我部对尼洛堆积体边坡进行5次观测，从本月监测成果值看出各监测点均无明显变化。
2.7 角坝堆积体监测
按照《角坝堆积体I期监测布置图》的要求布设10个边坡监测点。其中TPJB-1（1 855 m）、TPJB-2（18 300 m）、TPJB-3（1 805 m）、TPJB-4（1 765 m）布设于1#断面上，TPJB-7（1 855 m）、TPJB-8（1 805 m）、TPJB-9（1 785 m）、TPJB-10（1 765 m）从当月监测成果值看出各监测点均无明显变化。
本文工程中涉及到的各种仪器较多，包括多点位移计、衬砌混凝土与围岩接缝测缝计、横梁式沉降仪、洞身段围岩渗压计、锚杆应力计、多点位移计等。需要相关工作人员能够熟练操作、记录、分析相关数据。
3 数据处理
通过实地的数据测算后，将数据进行认真校核后进行计算。最终得出大坝整体变形相对较小，都在合理范围之内。通过对在建的猴子岩水电站大坝监测可以看出，大坝处于安全运行状态之中。但是随着工程的进展，地面或者大坝外形等部位会发生相应的变形，这就需要监测工作者，加强监测工作，获得相关数据分析信息，及时为后期的施工或者补救提供科学的数据。
4 结 语
任何建筑体都会存在绝对下沉，同时，在工程建设和使用过程中变形的现象一直存在。因此，变形速率的大小对于建筑体尤其是电站大坝来说尤为重要，变形均衡且缓慢的安全范围是正常情况。通过对猴子岩水电站大坝变形监测及对监测数据的分析来看，数据真实、可靠，该项目的监测设施布置较合理。提前预测出了大坝变形的轨迹，后期的电站的平稳运行和安全生产提供了强有力的保障。
参考文献：
高层建筑变形监测 篇12
1. 关于变形监测的概述
高层建筑物变形监测的一个直接目的就是对高层建筑物的运营状态进行安全监控、评估和预测。但通常因高层建筑项目本身就是一项复杂的系统工程, 并且每个项目的情况都不尽相同, 各个项目具有自身的特殊性, 所以想要直接用原始数据评估和反馈建筑物的变形是不大现实的。故对高层建筑的变形规律进行研究, 做好高层建筑物的安全监测就很有必要了。
2. 变形观测的特点
严密地组织数据分析和处理。有许多变形体的变形均比较小, 有时测量误差与变形在同一数量级, 所以, 要对变形数据进行仔细的、严格的分析, 甚至可以运用一些比较好的办法从含有观测误差的观测数值中找出变形信息。
变形观测的精度技术要求高。与其他测量相比, 变形观测要求的精度比较高。处于实用的目的, 一般要求精度要达到1mm。在对高层建筑物的变形观测中, 为了真实地反映出建筑物自身的变形情况, 测量的误差要求小于变形量的1/10～1/20。
和其他多学科相联系。变形观测工作不仅需要测量知识, 还需要与动力学工程和土木工程等学科知识反复观测。变形观测必须在间隔一定的时间内进行反复观测, 只有多次的重复观测, 才能从高程的变化和观测点坐标中发现变形。
变形检测的法律责任大。变形数据都是微小的变化, 它要求监测人员一丝不苟地工作, 在带有误差的观测数值中找出变形观测的规律, 及时预报有危害的变形, 使人们避免灾害, 保证人民的生命与财产安全, 故, 变形观测责任非常重大。
3. 变形监测方案设计和监测精度的确定
对高层建筑物作变形监测时, 观测和测量得出的变形量一定要能客观地反映建 (构) 筑物的实际变形情况, 要能预测出其变化的趋势, 并将此作为检验成果质量的标准之一。一般情况下, 变形观测的目的会对变形监测的精度起到决定作用。不同高层建筑物的变形监测的精度要求也会有差别, 同一建筑物的不同时间及不同部位的观测精度也有差别。通常可按照以下方法来确定高层建筑物变形观测所采用的等级: (1) 以高层建筑物最小变形值为依据; (2) 以高层建筑物阶段平均变形量为依据; (3) 以预估变形量或变形速度为依据; (4) 以地基允许变形值为依据; (5) 以某些固定值为依据。在实际观测过程中, 主要是结合高层建筑物对地基的允许变形值来推算, 这个值一般规范有规定, 有的是建筑设计单位给定的。根据《建筑地基基础设计规范 (GBJ7-89) 》规定, 可根据高层建筑物地基的允许变形值来推算出建筑物允许变形量, 并由此确定应该采用的观测手段和相应的仪器设备。《基坑工程施工监测规范》DJ/TJ08-2001-2006规定, 基坑工程施工对周围环境的监测要求, 可分为四个等级。变形观测点有监测点和基准点, 后者又包括稳定基准点和工作基点, 它们在变形监测中都有各自的作用。布设基准点时应充分考虑测量工作的需要, 但布设监测点就需要结合其他学科的知识, 其位置应处于能够反映高层建筑物变形特征与变形明显处, 例如:伸缩缝、沉降缝、新老建筑连接处两侧;工业厂要有房独立柱的基础;基础类型、荷载、埋深有明显不同处;多边形、圆形、高层建筑物纵横轴线的对称处;连接高层建筑中点、角点处, 且每边的监测点数量宜有3个或更多。
前面已经说过, 变形监测真正目的是为了及时的了解高层建筑物的变形情况, 以对高层建筑物的使用安全性能进行评价, 我们通常进行的静态变形监测主要包括沉降观测、水平位移观测、倾斜观测和裂缝观测, 其使用的方法主要有常规地面测量方法、近景摄影测量方法和其他一些特定条件下所采用的测量方法。通常可用水准测量的方法和来进行沉降的观测。而对于深基坑开挖和高层建筑物的沉降观测, 应按照国家二等水准技术要求施测, 常用精密水准仪, 将附合水准路线联测到水准基点上或将观测点布设成闭合环。观测时应做到固定观测人员、固定观测仪器、固定观测时间、固定观测路线, 以防这些要素的变动而影响观测的精度。因观测现场的条件限制, 实际观测过程中很难做到前后视距离相等, 因而观测前一定要做好对观测仪器的检验校正工作, 尤其是要重点检验仪器i角的误差与调焦误差。观测倾斜的方法也很多, 高层建筑的基坑工程中, 常用钻孔测斜仪对支护桩来进行倾斜观测;而观测上部结构的倾斜时, 可用全站仪坐标测量法cap) 、经纬仪投点法"等传统的测量方法。
4. 资料整理和分析
变形观测资料的整理, 就是将各种变形数值生成各种图表, 如建筑物变形分布图、建筑物变形值过程线等。这些图表可用于初步了解建筑物的变形规律、状况, 判断建筑物的运营是不是正常。变形观测资料的分析, 包括分析产生变形的因果关系, 验证变形是否存在, 推求变形值同影响因素之间的数学关系。对于前者主要采用统计检验方法, 对于后者, 多采用回归分析方法, 求得的函数关系称为回归方程。回归方程不仅可用来定量的分析变形的规律, 还可以用来作变形预报。另外, 还有对滑坡进行的滑坡观测等观测, 对不同的观测对象与变形观测目的, 变形观测的内容不相同。但是对于不同的观测体, 其变形观测的主要内容是基本相同的。
结论。总之, 高层建筑工程项目大多具有复杂性和特殊性, 故在实际工作中难以直接运用变形监测原始数据对高层建筑物安全稳定状态进行评估和反馈, 因而为了确保高层建筑的结构安全, 我们工程测量人员一定要根据工程项目的具体情况, 结合变形观测的具体要求, 来选择科学合理的观测方法和手段, 本着严谨、认真、负责的态度, 做好测量和监测数据的记录及资料的整理分析工作, 努力提高观测的精确度, 对高层建筑物的安全稳定状态作出科学地评估, 对其变形作出准确地预测, 为改进建筑工程设计、施工方法和运营管理提供科学的依据, 确保高层建筑的结构安全
参考文献
[1]黄声享, 尹晖.变形监测数据处理[M].武汉:武汉大学出版社, 2003.
[2]龄宗铸, 鲁林成.测量平差基础[M].北京:北京测绘出版社, 1982.83-94.