房屋建筑結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測(cè)工作中主要問(wèn)題研究

李永博

【摘要】從預(yù)防性保護(hù)的角度出發(fā)，對(duì)房屋進(jìn)行變形的檢測(cè)能有效的避免一些嚴(yán)重安全事故的發(fā)生，保護(hù)人們的人身和財(cái)產(chǎn)安全。尤其是現(xiàn)在的高層及超高層建筑，其變形檢測(cè)問(wèn)題在建筑物施工過(guò)程中就因質(zhì)量要求而引起人們的重視。房屋建筑結(jié)構(gòu)的變形檢測(cè)問(wèn)題在我國(guó)起步較晚，并且相關(guān)技術(shù)的成熟程度不夠，導(dǎo)致變形檢測(cè)過(guò)程中出現(xiàn)了諸多問(wèn)題。本文主要講述了房屋建筑結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測(cè)的內(nèi)容、特點(diǎn)，并對(duì)觀測(cè)周期的確定以及變形檢測(cè)常用的方法等幾個(gè)方面的問(wèn)題進(jìn)行了分析，希望能對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)變形檢測(cè)體系的構(gòu)建提供相應(yīng)的參考。

【關(guān)鍵詞】房屋建筑結(jié)構(gòu);變形監(jiān)測(cè);主要問(wèn)題

近年來(lái)，當(dāng)人們的房屋結(jié)構(gòu)主要為樓房結(jié)構(gòu)以及樓層高度逐漸提高的前提下，對(duì)建筑物結(jié)構(gòu)的安全性監(jiān)控逐漸成為人們的研究熱點(diǎn)。房屋建筑結(jié)構(gòu)在施工過(guò)程中會(huì)因施工材料特性、施工方法和構(gòu)件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等原因出現(xiàn)一定誤差，需要通過(guò)變形檢測(cè)等手段進(jìn)行檢驗(yàn)和修正;房屋長(zhǎng)時(shí)間使用的過(guò)程中，也會(huì)因氣候或構(gòu)件缺陷、材料老化等原因?qū)е挛⑿∽冃蔚某霈F(xiàn)，需要通過(guò)變形監(jiān)測(cè)的手段予以發(fā)現(xiàn)并提前預(yù)防災(zāi)害的發(fā)生。但房屋建筑結(jié)構(gòu)即使出現(xiàn)變形，其變形幅度也十分微小，非專業(yè)檢測(cè)手段根本難以發(fā)現(xiàn)，這就對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)變形檢測(cè)工作造成了極大的困擾。因此，監(jiān)測(cè)和診斷超房屋結(jié)構(gòu)的健康狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)損傷，對(duì)可能出現(xiàn)的災(zāi)害進(jìn)行預(yù)測(cè)，評(píng)估服役結(jié)構(gòu)的安全性、可靠性、耐久性和適用性具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義此。

一、房屋建筑結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測(cè)內(nèi)容

1.?房屋建筑結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測(cè)

從20世紀(jì)90年代以來(lái)，房屋建筑結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測(cè)手段的硬件和軟件迅速發(fā)展，監(jiān)測(cè)范圍不斷擴(kuò)大。其主要監(jiān)測(cè)內(nèi)容有沉降監(jiān)測(cè)、傾斜監(jiān)測(cè)、裂紋監(jiān)測(cè)等。

2.?基坑工程周?chē)h(huán)境監(jiān)測(cè)

在城市建筑密集地區(qū)施工，不僅要求保證房屋建筑本身的安全性，還必須保證鄰近建筑的安全使用。在基坑開(kāi)挖以及以后的施工過(guò)程中，由于地下水位下降、荷載增加以及其它一些不確定因素，必然引起周?chē)h(huán)境變化，這在工程中稱為基坑工程環(huán)境效應(yīng)。在基坑工程中，必須對(duì)周?chē)姆课萁ㄖM(jìn)行安全監(jiān)測(cè)，以確保其安全使用，其中主要是對(duì)房屋建筑進(jìn)行沉降觀測(cè)和傾斜觀測(cè)。

二、房屋建筑結(jié)構(gòu)變形檢測(cè)特點(diǎn)

由于沉降監(jiān)測(cè)在土木工程起初主要應(yīng)用于橋梁結(jié)構(gòu)上，形成的橋梁的監(jiān)測(cè)理論是基于歐拉梁的形式，如曲率模態(tài)，它只考慮了彎曲變形的影響?房屋建筑結(jié)構(gòu)體系一般采用筒中筒?、框筒、框剪結(jié)構(gòu)，因此在側(cè)向荷載作用下，還需要考慮剪切變形的影響。直接將橋梁監(jiān)測(cè)理論應(yīng)用于房屋建筑還需要進(jìn)一步探討?。

不同于橋梁或普通建筑，房屋建筑結(jié)構(gòu)（尤其是超高層結(jié)構(gòu)）具有非常大的高度，風(fēng)荷載往往成為結(jié)構(gòu)的控制荷載。在側(cè)向荷載作用下，房屋建筑結(jié)構(gòu)的水平位移過(guò)大容易引起結(jié)構(gòu)損壞或失穩(wěn)，從而影響結(jié)構(gòu)的可靠性和安全性。因此，對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)的水平位移監(jiān)測(cè)與控制是房屋建筑變形監(jiān)測(cè)的重要內(nèi)容。以往橋梁或普通建筑位移監(jiān)測(cè)主要使用加速度傳感器、激光全站儀或位移計(jì)，但由于房屋建筑獨(dú)特的結(jié)構(gòu)體系、動(dòng)力特性和周邊環(huán)境，這些方法一定程度上應(yīng)用于房屋建筑結(jié)構(gòu)還不太成熟，水平位移監(jiān)測(cè)相對(duì)比較難。目前，?還未有成熟的理論和技術(shù)來(lái)監(jiān)測(cè)房屋建筑結(jié)構(gòu)的水平位移。

三、觀測(cè)周期的確定

房屋建筑結(jié)構(gòu)變形是一個(gè)漸變過(guò)程，是時(shí)間的函數(shù)，而且變形速度不均勻，但變形觀測(cè)次數(shù)是有限的，因此，合理的選擇連續(xù)觀測(cè)的周期，正確分析變形結(jié)果是確保房屋建筑結(jié)構(gòu)自身安全的重要因素。變形觀測(cè)從房屋建筑施工開(kāi)始，到停止使用結(jié)束，貫穿整個(gè)過(guò)程，相鄰兩次變形觀測(cè)的時(shí)間間隔就是一個(gè)觀測(cè)周期。

對(duì)于沉降觀測(cè)，從分析變形過(guò)程出發(fā)，變形速度值比變形絕對(duì)值具有更重要的意義。對(duì)于傾斜觀測(cè)，房屋建筑主體傾斜觀測(cè)的周期，可視傾斜速度，一般每1～3個(gè)月觀測(cè)一次，若由于基礎(chǔ)附近大量堆放或卸載等導(dǎo)致傾斜速度加快時(shí)，應(yīng)及時(shí)增加觀測(cè)次數(shù)。另外，?應(yīng)避開(kāi)強(qiáng)日照和風(fēng)荷載較大的時(shí)間段，以免使測(cè)量誤差過(guò)大而影響觀測(cè)分析結(jié)果的真實(shí)性和可靠性。水平位移觀測(cè)的周期，對(duì)于不良地基土地區(qū)的觀測(cè)，亦可與沉降觀測(cè)協(xié)調(diào)考慮確定;對(duì)于受基礎(chǔ)施工影響的相關(guān)觀測(cè)量，應(yīng)按施工進(jìn)度的需要確定，可每天或隔幾天觀測(cè)一次，直至施工結(jié)束。

四、房屋建筑結(jié)構(gòu)變形檢測(cè)常用方法

變形監(jiān)測(cè)目的是為了實(shí)時(shí)的了解房屋建筑的變形情況，確保房屋建筑的安全使用，就靜態(tài)變形監(jiān)測(cè)而言，?監(jiān)測(cè)方法包括常規(guī)地面測(cè)量方法、近景攝影測(cè)量以及特定條件下采取一些特殊的測(cè)量方法。

1.?房屋建筑沉降監(jiān)測(cè)方法

沉降觀測(cè)常用水準(zhǔn)測(cè)量的方法，也可以采用液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量的方法。一般房屋建筑物和深基坑開(kāi)挖的沉降觀測(cè)，通常用精密水準(zhǔn)儀，按國(guó)家二等水準(zhǔn)技術(shù)要求施測(cè)，將觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)成閉合環(huán)或附合水準(zhǔn)路線聯(lián)測(cè)到水準(zhǔn)基點(diǎn)上。采用水準(zhǔn)測(cè)量進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)，必須做到固定觀測(cè)時(shí)間、固定觀測(cè)路線、固定觀測(cè)人員、固定觀測(cè)儀器。

2.?傾斜監(jiān)測(cè)方法

傾斜觀測(cè)方法比較多，對(duì)于基坑監(jiān)測(cè)，常采用鉆孔測(cè)斜儀對(duì)支護(hù)樁進(jìn)行傾斜觀測(cè)。對(duì)于房屋建筑上部的傾斜觀測(cè)，傳統(tǒng)的測(cè)量方法包括經(jīng)緯儀投點(diǎn)法、全站儀坐標(biāo)測(cè)量法等等，在實(shí)際工程中常采用回歸平面法。

3.?水平監(jiān)測(cè)方法

水平位移觀測(cè)根據(jù)房屋建筑類(lèi)型不同采用不同的方法，直線型建筑常用基準(zhǔn)線法、引張線法、距離丈量法;曲線型建筑常用測(cè)角前方交會(huì)、精密導(dǎo)線法;房屋建筑頂部相對(duì)于底部的偏移、豎直中心是否鉛直（撓度）可用測(cè)角前方交會(huì)法、經(jīng)緯儀投點(diǎn)法等。

4.?裂紋監(jiān)測(cè)方法

當(dāng)基礎(chǔ)撓度過(guò)大時(shí)，房屋建筑可能由于剪力破壞而出現(xiàn)裂縫。裂縫觀測(cè)可在裂縫兩端分別固定一鐵片，其中一片緊壓在另一片上，在邊緣涂上油漆，當(dāng)裂縫發(fā)生變化時(shí)，便會(huì)露出未涂漆的部分，這個(gè)就是裂縫的變化量，采用千分尺或游標(biāo)卡尺量取其變化量。

五、結(jié)束語(yǔ)

房屋建筑結(jié)構(gòu)具有不同于橋梁結(jié)構(gòu)的特殊性，因此，在房屋建筑結(jié)構(gòu)變形檢測(cè)的過(guò)程中不能照搬橋梁結(jié)構(gòu)變形檢測(cè)的方法和設(shè)備，應(yīng)針對(duì)房屋結(jié)構(gòu)本身的特定作相應(yīng)的調(diào)整。但是，對(duì)與橋梁結(jié)構(gòu)變形檢測(cè)過(guò)程中的一些成熟的經(jīng)驗(yàn)，在房屋建筑結(jié)構(gòu)變形檢測(cè)過(guò)程中可以借鑒和參考。另外，我們應(yīng)積極學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)的房屋建筑結(jié)構(gòu)變形檢測(cè)技術(shù)，探索并建立起一套符合我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和氣候特點(diǎn)的，完善的房屋建筑結(jié)構(gòu)變形檢測(cè)體系。

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