建筑物變形觀測的過程控制與安全措施

1、 建筑物變形觀測的過程控制與安全措施 隨著我國建筑事業(yè)的進展，各種高層建筑、超高層建筑等簡單的建筑物應(yīng)運而生。在其施工過程中和使用初期，由于荷載的不斷變化以及外力的影響，會引起建筑物下沉，當(dāng)建筑物各部分不勻稱沉降時，會使建筑物產(chǎn)生傾斜、位移、裂縫等變形，從而影響到建筑物的正常使用并伴隨著平安隱患，因此，需在施工和營運期間加強變形觀測過程掌握并實行必要的平安措施。 一、引起建筑物變形的緣由分析 引起建筑物變形的緣由較多，但最主要的緣由有三點： 1.自然條件及其變化，即建筑物地基的工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件、土壤的物理性質(zhì)、大氣溫度等因素引起建筑物變形。如：由于基礎(chǔ)的地質(zhì)條件不同，引起建筑物各個部

2、分不勻稱沉降，而使其發(fā)生傾斜、位移、裂縫等變形；或由于地基本身的塑性變形也會引起建筑物不勻稱沉降；同時由于溫度與地下水位的季節(jié)性和周期性變化引起建筑物的規(guī)律性變形。 2.與建筑物自身相聯(lián)系的緣由，即建筑物自身的荷載大小、結(jié)構(gòu)類型、高度及其動荷載（如風(fēng)力大小、震驚強弱）等引起建筑物變形。要減弱這方面變形的影響，往往通過優(yōu)化設(shè)計方案來實現(xiàn)。 3.由于建筑物施工或營運期間一些工作做得不合理，或由于四周環(huán)境影響而產(chǎn)生額外的變形。例如：在高大建筑物四周進行深基坑開挖，就會對其原有建筑物產(chǎn)生一個額外的變形。當(dāng)然這些引起變形的因素是相互聯(lián)系、相互作用的，對建筑物往往是共同作用的，只是不同時間段，不同因素的作

3、用強弱不同而已。 二、建筑物變形的類型劃分 建筑物變形分靜態(tài)變形和動態(tài)變形兩種。前者指其變形值是時間的函數(shù)；后者是在外力作用下產(chǎn)生的變形，其變形值是以外力的函數(shù)來表示的動態(tài)系統(tǒng)對于某一時刻的變化，其觀測結(jié)果表示建筑物在某一時刻的瞬時變形。例如：我們在爆破某一建筑物時，對四周建筑物在爆破瞬間產(chǎn)生的變形即為動態(tài)變形，而在爆破之后的某一段時間內(nèi)的變形則屬于靜態(tài)變形。兩種類型相互作用，共同影響。 三、建筑物變形觀測的實施過程 依據(jù)建筑物變形的主要緣由及其類型的劃分進而對變形觀測的過程進行具體的策劃。變形觀測策劃輸入包括： （1） 業(yè)主要求變形觀測所能供應(yīng)的信息； （2） 國家規(guī)范； （3） 以前類似建

4、筑物的變形觀測方案； （4） 觀測對象所在地的地質(zhì)條件及四周環(huán)境； （5） 施工進度方案。 1. 變形觀測詳細方案內(nèi)容（策劃的輸出） （1）建筑物變形觀測的類型：沉降觀測、傾斜觀測（垂直度觀測）、位移觀測、裂縫觀測。 （2）不同變形觀測的精度與方法 變形觀測的精度取決于該工程設(shè)計的允許變形值大小和進行觀測的目的。在工業(yè)與民用建筑的變形觀測中，由于其主要觀測內(nèi)容為基礎(chǔ)的沉降和主體傾斜，其觀測精度應(yīng)依據(jù)建筑物基礎(chǔ)的允許沉降值、允許傾斜度和允許相對彎矩來打算。同時還應(yīng)考慮沉降速度的影響。在國際測量工聯(lián)合會（FIG）第十三屆會議中規(guī)定：“當(dāng)觀測目的是為了使其變形觀測精度中誤差應(yīng)小于允許變形值的1/10

5、1/20”。在我國，對于不同內(nèi)容的變形觀測，其精度要求在測量規(guī)范中均有明確規(guī)定。不同等級，不同精度的變形觀測，所采納的觀測方法也不相同。這樣，觀測精度打算采納何種觀測方法，而觀測方法的選用必需確保觀測精度的實現(xiàn)，并盡可能簡潔。 （3）變形觀測的頻率 變形觀測的頻率或次數(shù)取決于變形值的大小，變形速度快慢和觀測目的。通常要求觀測的次數(shù)既能反映出變化過程，又不遺漏變化的時刻，在施工過程中，待埋設(shè)的觀測點穩(wěn)定后進行第一次全面觀測，以后對于高層建筑物每增加一層應(yīng)觀測一次，直至穩(wěn)定。其他建筑物觀測的總次數(shù)不少于五次?？⒐ず蟮挠^測頻率一般為第一年每季度觀測一次；其次年，每半年觀測一次，以后每年觀測一次。當(dāng)遇

6、到特別狀況時，還應(yīng)進行臨時緊急觀測。值得留意的是，在整個變形觀測期間要按時、按規(guī)定、按設(shè)計要求進行，以便取得完整牢靠的第一手原始資料，確保觀測精度，并對觀測結(jié)果進行正確的變形分析。 （4）對測量人員及測量儀器的要求 測量人員必需精通測量專業(yè)學(xué)問，以便有效實施所策劃的變形觀測方案。測量儀器必需滿意相應(yīng)的精度要求，且在使用前須使各項計量特性得到確認。 （5）變形觀測點的布設(shè) 變形觀測結(jié)果的精確性以及其數(shù)據(jù)能否正確反映出建筑物的實際變形，與其變形觀測點布設(shè)是否合理、全面有直接關(guān)系。下面以沉降觀測點的布設(shè)為例： 每個工程應(yīng)當(dāng)在施工作業(yè)范圍外至少埋設(shè)三個水準(zhǔn)點，并確保不受施工影響。每次在進行沉降觀測前，

7、須檢驗水準(zhǔn)點的穩(wěn)定性，只有穩(wěn)定的水準(zhǔn)點方可作為沉降觀測的基準(zhǔn)點。沉降觀測點的布設(shè)應(yīng)遵循以下原則： 通常在建筑物的四角點、中點、轉(zhuǎn)角處等能反映變形特征和變形明顯的部位布設(shè)沉降觀測點，點間距一般為1020mm。 對于設(shè)有后澆帶及施工縫的建筑物，還應(yīng)在其兩側(cè)布設(shè)沉降觀測點； 對于新建建筑物與原有建筑物的連接處，應(yīng)在其兩側(cè)的承重墻或支柱上布設(shè)沉降觀測點； 對于一些大型工業(yè)廠房，除按上述原則布設(shè)沉降觀測點外，還應(yīng)在大型設(shè)備四周的承重墻或支柱上布設(shè)沉降觀測點。 （6） 觀測結(jié)果的記錄 對觀測值根據(jù)事先設(shè)定了的記錄表格進行記錄，確保記錄完整、精確、牢靠。 四、變形觀測成果的整理與分析 欲使變形觀測真正成為工

8、程施工和營運管理的耳目，確保平安施工和充分發(fā)揮工程效益的作用，除了取得現(xiàn)場觀測的第一手資料外，還必需對觀測資料進行整理與分析，并編制變形分析報告。 一方面是觀測資料的整理，繪制各種數(shù)據(jù)表格和變形曲線，編制說明，使其成為便于使用的成果，詳細內(nèi)容有： 1. 校核各項原始記錄，檢查每次變形觀測值計算是否有誤； 2. 對各種變形值按時間逐點編寫觀測數(shù)值表； 3. 計算肯定沉降值、平均沉降值、平均沉降速度、傾斜度、垂直位移、水平位移等。 4. 繪制觀測點變形過程曲線和建筑物變形分布圖。 另一方面，利用變形分布圖，結(jié)合觀測過程中的各種因素對觀測成果進行分析?？偨Y(jié)出建筑物變形過程、變形規(guī)律、變形幅度、變形緣由，并找出變形值與引起變形的內(nèi)在緣由和規(guī)律。 對變形觀測成果的整理與分析，可借助計算機技術(shù)采納武漢測繪科技高校開發(fā)的工程建筑變形觀測軟件來實現(xiàn)。 圖1 建筑物變形觀測流程圖 五、反饋調(diào)整、確保平安 利用觀測成果的分析結(jié)果，實行相應(yīng)的處置措施確保施工及建筑物營運的平安，主要考慮以下幾個方面： 1. 是否嚴(yán)格根據(jù)所策劃的觀測方案進行變形觀測； 2. 所策劃的方案的正確性審查； 3. 對施工生產(chǎn)和運營管理提出指導(dǎo)性建議。 為了確保施工平安和加強勞動管理，施工單位和監(jiān)理單位以及營運單位必需對建筑物變形觀測引起足夠的重視，確定恰當(dāng)精度，采納正確方法，確保觀測成果的牢靠性。若