论文部分内容阅读
摘要:近年来，我国建筑事业发展比较迅速，与此同时人们对建筑物的功能性和安全性也提出了比较高的要求。建筑物变形测量的主要目的就是通过科学的测量手段来对建筑物在正常使用或者自然灾害过程中发生的建筑物变形进行研究。通过科学系统的分析就能够比较好的分析出建筑物的安全性，进而判定其是否能继续使用。但是在我国当前建筑物变形测量中还存在着一些问题，下面笔者将对常用的建筑物变形测量的方法进行分析和介绍。
关键词:建筑物；变形测量；方法要点；测量技术
Abstract: In recent years, China's construction industry is developing rapidly, at the same time function and safety of buildings is also put forward higher requirements. Research on deformation measurement of the deformation of the main purpose is by means of measurement science to buildings in the normal use or natural disasters occurred in the process of building. Through the analysis of the scientific system to analyze the safety of structures is better, and then determine whether it can continue to use. But in some problems still exist in our current building deformation, below the author of building deformation measurement methods for analysis and introduce.
Key words: building; deformation; measurement methods; measuring techniques;
中图分类号: TU196.1
0 前言
近年来，随着我国建筑事业的飞速发展，我国的城市和乡村都建设了大量的公用民用建筑物。尤其是我国加速城市集中化进程速度加快之后，城市的高层建筑和各类基础建筑都发展比较迅速，并且发展过程中伴随着一些结构复杂化、结构大跨度化、结构承载能力最大化等特点。但是往往在建筑物的使用过程中，由于建筑物结构自重、结构荷载、自然灾害等原因会造成比较大的建筑物变形情况。在建筑物发生变形之后，就会导致结构的受力情况和结构重心、刚度中心、集合中心等发生变化，进而就会产生建筑结构的整体破坏现象，所以建筑结构变形测量时极为重要的。通过建筑结构变形测量可以比较有效的实现对建筑结构的破坏预防和结构变形发展预测，进而保证建筑物的正常使用以及保证人们的生命财产安全。
1 基本介绍
1.1 建筑变形测量
变形监测就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、对变形体变形性态进行分析和变形体变形的发展态势进行预测等的各项工作。其任务是确定在各种荷载和外力作用下，变形体的形状、大小、及位置变化的空间状态和时间特征。
变形监测的内容，应根据变形体的性质和地基情况决定。對水利工程建筑物主要观测水平位移、垂直位移、渗透及裂缝观测，这些内容称为外部观测。为了了解建筑物内部结构的情况，还应对混凝土应力、钢筋应力、温度等进行观测，这些内容常称为内部观测，在进行变形监测数据处理时，特别是对变形原因做物理解释时，必须将内、外观测资料结合起来进行分析。
1.2 建筑变形产生的基本原因
通常情况下引起建筑物发生结构变形的原因有内因和外因两种。内因是指建筑结构在设计过程中的结构设计不合理、结构设计重量过大、结构施工强度不够、结构内部各类冲击荷载、结构内部温度应力等一些结构内部的情况导致的结构变形；外因是指建筑工程的外部环境，例如建筑所处环境自然灾害、建筑基础地基承载力、建筑持力层稳定性、建筑基础加固形式、风力的水平作用等一系列的原因导致的建筑结构变形。
1.3 指导依据
通常情况下对建筑物的变形进行测量时要遵循相关技术规范来进行。首先是国家相关技术标准，例如，《建筑变形测量规范》（J719—2007）《建筑变形测量规程》（JGJ 8—2007）等。然后是地区性的一些建筑变形测量标准，如果这类地区标准存在一定与国家标准冲突之处要按照国家标准进行变形测量。最后是由一部分特殊工程的结构变形观测标准。例如三峡大坝、水立方、鸟巢等重大结构都会出台一系列比较适合自身工程实际的观测标准。
1.4 建筑变形测量的基本内容
通常情况下对建筑物变形测量中要包含建筑物基础变形测量和上部结构变形测量。但是要是具体划分就会形成不同建筑结构之间的测量内容不同现象，所以笔者认为总体上来说，基本的测量内容可以分为地基沉降变形和建筑物倾斜变形两种情况。地基沉降变形测量中要分别对地基中的各层的观测点进行观测然后确定各个土层的沉降量和持力层土层的最大深度等重要数据。建筑物倾斜测量主要是通过对建筑物的上部结构进行科学测量来确定建筑物由于基础不均匀沉降产生的上部结构与结构原位置之间的位移。对这种位移的测量一般情况要进行多次长期的测量才能够比较有效的总结出建筑结构的变形规律和发展规律。根据观测结果然后与原始数据进行对比就可以得出建筑物的倾斜角度。
2 建筑物变形测量方法介绍
2.1 地基沉降变形测量方法
建筑物的地基沉降变形在测量过程中主要进行的是垂直方向上的位移观测和测量工作，一般包括根据观测要求和标准要求来进行布设沉降观测网和按照测量标准进行定期的沉降量、位移等观测工作。在进行测量控制网点布置工作中，应该首先根据建筑结构的重要性来确定测量精度，然后选择比较坚固的点作为建筑沉降量观测网控制点。对控制点选择中要注意控制点的保护。通过实现制定好的测量网控制标准等级来进行观测，在网络中要设置一些观察点和基准点，通过这类点对建筑物的地基基础沉降进行观测，保证网络内的数据准确性。一般在测量中采用的方法就是精密水准测量法，所用仪器为液体静力水准仪、电子水准器、气泡倾斜仪等设备。
2.2 建筑物倾斜测量方法
建筑物的倾斜测量一般是属于建筑物的水平方向位移的测量，基本的测量步骤与地基沉降变形测量中基本一致，也是分为建筑测量网的布设和观测位移和沉降两步。但是也存在着一定的区别。因为建筑物的倾斜测量一般情况下除了借助建筑测量控制网和位移观测之外还需要借助一些其他的方法。例如经纬仪投影法、激光控制法、垂涎观测法等等。近年来，随着我国测量事业的发展，近距离摄影测量技术也被广泛应用于建筑物倾斜测量之中。通过近距离对建筑物的摄影然后通过数据处理和分析的方式来绘制变形图像，然后进行数据的处理来达到测量的目的。
2.3 建筑变形测量的数据分析
因为建筑物的地基沉降量测量和建筑物倾斜测量中利用了测量网进行观测。所以要进行很大数量的数字处理工作，如果数字处理工作不准确就无法得出比较准确的建筑物变形数据。
数据处理和分析的一般手法和原理是利用图表进行数据分析工作。首先进行表格绘制工作，首先将时间和荷载作为坐标轴的X轴，然后将位移的累积位移量作为Y轴，然后将观测数据经过处理之后进行变形线绘制工作。其次要利用数学分析法对建筑物观测数据进行归纳总结工作，利用数据中存在着的线性回归原理进行方程式的计算，然后找出变形状况数据，一般都是利用基准点的稳定性数据来进行计算。最后要对测量数据进行平差工作，通过数理分析的方法进行平差，就可以得到比较合适的数据。通过上述几步进行变形图的绘制，就能够直观的看出建筑物的变形发展过程和任意时间的变形情况。
除了上述几种方法之外在进行建筑物变形测量过程中出现的比较新型的测量方法还有：全能激光测量仪、位移摄影探索器、电子位移测量仪、摄影测量技术、电子倾斜仪、自动垂直仪、激光回旋测量仪等等新型的电子设备，但是由于人员素质问题，这类仪器往往在使用过程中都是针对大型建筑物的变形测量才能使用，并且投入比较高。
3 工程实例
A小区有一栋建筑物，工程施工完成后使用一年发现中东部出现发展迅速的一道裂缝， 裂缝走向为斜向；西部没有对应裂缝。在第一年度中有过半业务入住。经过测量得知：第一年东部房体沉降（50~60）mm，西部沉降0mm，建筑有明显变形趋势。整理建筑物地质材料以及对应的施工图纸，发现该建筑东部为河床地质带，建筑基础则是引用了钻孔灌注桩。东部地基软弱导师有沉降发生，且裂缝出现于中间部位。分析得知，建筑物东部基础承载力不足，需要有加固措施。在采用“钻孔灌注桩和钢筋锚固连接托梁加固基础法”后，建筑物停止了东部沉降，进而通过上部的维修保证了建筑物整体安全。
4 总结
近年来，随着人们对建筑物的变形的重视。越来越多的人投身于建筑变形测量工作之中，在建筑物变形测量过程中，要通过分析建筑物的变形测量重点和方法，然后在进行科学的测量、准确的数据处理，进而得出比较准确的建筑物变形数据。笔者通過介绍一些现有的建筑物变形测量方法和数据分析方法，希望能够为广大测量人员带来一定的帮助和启发。同时笔者也希望本文读者能够对本文中论述不当之处给予批评和指正。
【参考文献】
[1] 沈云霞.变形测量的特点及变形观测点的布设[J].煤炭技术-测量工程技术,2012, (5):67-68.
[2] 黄 睿.建筑物变形测量方法探讨[J].技术研发-测量技术与应用（电子版）,2011, (22):18-19.
[3] 宋发良.建筑物变形测量方法探讨[J].中国高新技术企业-测量技术展望（电子版）,2012, (14):95-96.
[4] 夏阿梅，王全海.建筑物倾斜变形测量的一种新方法[J].山东冶金-技术经验交流（电子版）,2012, (24):33-34.
关键词:建筑物；变形测量；方法要点；测量技术
Abstract: In recent years, China's construction industry is developing rapidly, at the same time function and safety of buildings is also put forward higher requirements. Research on deformation measurement of the deformation of the main purpose is by means of measurement science to buildings in the normal use or natural disasters occurred in the process of building. Through the analysis of the scientific system to analyze the safety of structures is better, and then determine whether it can continue to use. But in some problems still exist in our current building deformation, below the author of building deformation measurement methods for analysis and introduce.
Key words: building; deformation; measurement methods; measuring techniques;
中图分类号: TU196.1
0 前言
近年来，随着我国建筑事业的飞速发展，我国的城市和乡村都建设了大量的公用民用建筑物。尤其是我国加速城市集中化进程速度加快之后，城市的高层建筑和各类基础建筑都发展比较迅速，并且发展过程中伴随着一些结构复杂化、结构大跨度化、结构承载能力最大化等特点。但是往往在建筑物的使用过程中，由于建筑物结构自重、结构荷载、自然灾害等原因会造成比较大的建筑物变形情况。在建筑物发生变形之后，就会导致结构的受力情况和结构重心、刚度中心、集合中心等发生变化，进而就会产生建筑结构的整体破坏现象，所以建筑结构变形测量时极为重要的。通过建筑结构变形测量可以比较有效的实现对建筑结构的破坏预防和结构变形发展预测，进而保证建筑物的正常使用以及保证人们的生命财产安全。
1 基本介绍
1.1 建筑变形测量
变形监测就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、对变形体变形性态进行分析和变形体变形的发展态势进行预测等的各项工作。其任务是确定在各种荷载和外力作用下，变形体的形状、大小、及位置变化的空间状态和时间特征。
变形监测的内容，应根据变形体的性质和地基情况决定。對水利工程建筑物主要观测水平位移、垂直位移、渗透及裂缝观测，这些内容称为外部观测。为了了解建筑物内部结构的情况，还应对混凝土应力、钢筋应力、温度等进行观测，这些内容常称为内部观测，在进行变形监测数据处理时，特别是对变形原因做物理解释时，必须将内、外观测资料结合起来进行分析。
1.2 建筑变形产生的基本原因
通常情况下引起建筑物发生结构变形的原因有内因和外因两种。内因是指建筑结构在设计过程中的结构设计不合理、结构设计重量过大、结构施工强度不够、结构内部各类冲击荷载、结构内部温度应力等一些结构内部的情况导致的结构变形；外因是指建筑工程的外部环境，例如建筑所处环境自然灾害、建筑基础地基承载力、建筑持力层稳定性、建筑基础加固形式、风力的水平作用等一系列的原因导致的建筑结构变形。
1.3 指导依据
通常情况下对建筑物的变形进行测量时要遵循相关技术规范来进行。首先是国家相关技术标准，例如，《建筑变形测量规范》（J719—2007）《建筑变形测量规程》（JGJ 8—2007）等。然后是地区性的一些建筑变形测量标准，如果这类地区标准存在一定与国家标准冲突之处要按照国家标准进行变形测量。最后是由一部分特殊工程的结构变形观测标准。例如三峡大坝、水立方、鸟巢等重大结构都会出台一系列比较适合自身工程实际的观测标准。
1.4 建筑变形测量的基本内容
通常情况下对建筑物变形测量中要包含建筑物基础变形测量和上部结构变形测量。但是要是具体划分就会形成不同建筑结构之间的测量内容不同现象，所以笔者认为总体上来说，基本的测量内容可以分为地基沉降变形和建筑物倾斜变形两种情况。地基沉降变形测量中要分别对地基中的各层的观测点进行观测然后确定各个土层的沉降量和持力层土层的最大深度等重要数据。建筑物倾斜测量主要是通过对建筑物的上部结构进行科学测量来确定建筑物由于基础不均匀沉降产生的上部结构与结构原位置之间的位移。对这种位移的测量一般情况要进行多次长期的测量才能够比较有效的总结出建筑结构的变形规律和发展规律。根据观测结果然后与原始数据进行对比就可以得出建筑物的倾斜角度。
2 建筑物变形测量方法介绍
2.1 地基沉降变形测量方法
建筑物的地基沉降变形在测量过程中主要进行的是垂直方向上的位移观测和测量工作，一般包括根据观测要求和标准要求来进行布设沉降观测网和按照测量标准进行定期的沉降量、位移等观测工作。在进行测量控制网点布置工作中，应该首先根据建筑结构的重要性来确定测量精度，然后选择比较坚固的点作为建筑沉降量观测网控制点。对控制点选择中要注意控制点的保护。通过实现制定好的测量网控制标准等级来进行观测，在网络中要设置一些观察点和基准点，通过这类点对建筑物的地基基础沉降进行观测，保证网络内的数据准确性。一般在测量中采用的方法就是精密水准测量法，所用仪器为液体静力水准仪、电子水准器、气泡倾斜仪等设备。
2.2 建筑物倾斜测量方法
建筑物的倾斜测量一般是属于建筑物的水平方向位移的测量，基本的测量步骤与地基沉降变形测量中基本一致，也是分为建筑测量网的布设和观测位移和沉降两步。但是也存在着一定的区别。因为建筑物的倾斜测量一般情况下除了借助建筑测量控制网和位移观测之外还需要借助一些其他的方法。例如经纬仪投影法、激光控制法、垂涎观测法等等。近年来，随着我国测量事业的发展，近距离摄影测量技术也被广泛应用于建筑物倾斜测量之中。通过近距离对建筑物的摄影然后通过数据处理和分析的方式来绘制变形图像，然后进行数据的处理来达到测量的目的。
2.3 建筑变形测量的数据分析
因为建筑物的地基沉降量测量和建筑物倾斜测量中利用了测量网进行观测。所以要进行很大数量的数字处理工作，如果数字处理工作不准确就无法得出比较准确的建筑物变形数据。
数据处理和分析的一般手法和原理是利用图表进行数据分析工作。首先进行表格绘制工作，首先将时间和荷载作为坐标轴的X轴，然后将位移的累积位移量作为Y轴，然后将观测数据经过处理之后进行变形线绘制工作。其次要利用数学分析法对建筑物观测数据进行归纳总结工作，利用数据中存在着的线性回归原理进行方程式的计算，然后找出变形状况数据，一般都是利用基准点的稳定性数据来进行计算。最后要对测量数据进行平差工作，通过数理分析的方法进行平差，就可以得到比较合适的数据。通过上述几步进行变形图的绘制，就能够直观的看出建筑物的变形发展过程和任意时间的变形情况。
除了上述几种方法之外在进行建筑物变形测量过程中出现的比较新型的测量方法还有：全能激光测量仪、位移摄影探索器、电子位移测量仪、摄影测量技术、电子倾斜仪、自动垂直仪、激光回旋测量仪等等新型的电子设备，但是由于人员素质问题，这类仪器往往在使用过程中都是针对大型建筑物的变形测量才能使用，并且投入比较高。
3 工程实例
A小区有一栋建筑物，工程施工完成后使用一年发现中东部出现发展迅速的一道裂缝， 裂缝走向为斜向；西部没有对应裂缝。在第一年度中有过半业务入住。经过测量得知：第一年东部房体沉降（50~60）mm，西部沉降0mm，建筑有明显变形趋势。整理建筑物地质材料以及对应的施工图纸，发现该建筑东部为河床地质带，建筑基础则是引用了钻孔灌注桩。东部地基软弱导师有沉降发生，且裂缝出现于中间部位。分析得知，建筑物东部基础承载力不足，需要有加固措施。在采用“钻孔灌注桩和钢筋锚固连接托梁加固基础法”后，建筑物停止了东部沉降，进而通过上部的维修保证了建筑物整体安全。
4 总结
近年来，随着人们对建筑物的变形的重视。越来越多的人投身于建筑变形测量工作之中，在建筑物变形测量过程中，要通过分析建筑物的变形测量重点和方法，然后在进行科学的测量、准确的数据处理，进而得出比较准确的建筑物变形数据。笔者通過介绍一些现有的建筑物变形测量方法和数据分析方法，希望能够为广大测量人员带来一定的帮助和启发。同时笔者也希望本文读者能够对本文中论述不当之处给予批评和指正。
【参考文献】
[1] 沈云霞.变形测量的特点及变形观测点的布设[J].煤炭技术-测量工程技术,2012, (5):67-68.
[2] 黄 睿.建筑物变形测量方法探讨[J].技术研发-测量技术与应用（电子版）,2011, (22):18-19.
[3] 宋发良.建筑物变形测量方法探讨[J].中国高新技术企业-测量技术展望（电子版）,2012, (14):95-96.
[4] 夏阿梅，王全海.建筑物倾斜变形测量的一种新方法[J].山东冶金-技术经验交流（电子版）,2012, (24):33-34.