房屋建筑結構變形監測工作中主要問題研究

李永博

【摘要】從預防性保護的角度出發，對房屋進行變形的檢測能有效的避免一些嚴重安全事故的發生，保護人們的人身和財產安全。尤其是現在的高層及超高層建筑，其變形檢測問題在建筑物施工過程中就因質量要求而引起人們的重視。房屋建筑結構的變形檢測問題在我國起步較晚，并且相關技術的成熟程度不夠，導致變形檢測過程中出現了諸多問題。本文主要講述了房屋建筑結構變形監測的內容、特點，并對觀測周期的確定以及變形檢測常用的方法等幾個方面的問題進行了分析，希望能對房屋建筑結構變形檢測體系的構建提供相應的參考。

【關鍵詞】房屋建筑結構;變形監測;主要問題

近年來，當人們的房屋結構主要為樓房結構以及樓層高度逐漸提高的前提下，對建筑物結構的安全性監控逐漸成為人們的研究熱點。房屋建筑結構在施工過程中會因施工材料特性、施工方法和構件結構設計等原因出現一定誤差，需要通過變形檢測等手段進行檢驗和修正;房屋長時間使用的過程中，也會因氣候或構件缺陷、材料老化等原因導致微小變形的出現，需要通過變形監測的手段予以發現并提前預防災害的發生。但房屋建筑結構即使出現變形，其變形幅度也十分微小，非專業檢測手段根本難以發現，這就對房屋建筑結構變形檢測工作造成了極大的困擾。因此，監測和診斷超房屋結構的健康狀況，及時發現結構損傷，對可能出現的災害進行預測，評估服役結構的安全性、可靠性、耐久性和適用性具有非常重要的現實意義此。

一、房屋建筑結構變形監測內容

1.?房屋建筑結構變形監測

從20世紀90年代以來，房屋建筑結構變形監測手段的硬件和軟件迅速發展，監測范圍不斷擴大。其主要監測內容有沉降監測、傾斜監測、裂紋監測等。

2.?基坑工程周圍環境監測

在城市建筑密集地區施工，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。在基坑開挖以及以后的施工過程中，由于地下水位下降、荷載增加以及其它一些不確定因素，必然引起周圍環境變化，這在工程中稱為基坑工程環境效應。在基坑工程中，必須對周圍的房屋建筑進行安全監測，以確保其安全使用，其中主要是對房屋建筑進行沉降觀測和傾斜觀測。

二、房屋建筑結構變形檢測特點

由于沉降監測在土木工程起初主要應用于橋梁結構上，形成的橋梁的監測理論是基于歐拉梁的形式，如曲率模態，它只考慮了彎曲變形的影響?房屋建筑結構體系一般采用筒中筒?、框筒、框剪結構，因此在側向荷載作用下，還需要考慮剪切變形的影響。直接將橋梁監測理論應用于房屋建筑還需要進一步探討?。

不同于橋梁或普通建筑，房屋建筑結構（尤其是超高層結構）具有非常大的高度，風荷載往往成為結構的控制荷載。在側向荷載作用下，房屋建筑結構的水平位移過大容易引起結構損壞或失穩，從而影響結構的可靠性和安全性。因此，對房屋建筑結構的水平位移監測與控制是房屋建筑變形監測的重要內容。以往橋梁或普通建筑位移監測主要使用加速度傳感器、激光全站儀或位移計，但由于房屋建筑獨特的結構體系、動力特性和周邊環境，這些方法一定程度上應用于房屋建筑結構還不太成熟，水平位移監測相對比較難。目前，?還未有成熟的理論和技術來監測房屋建筑結構的水平位移。

三、觀測周期的確定

房屋建筑結構變形是一個漸變過程，是時間的函數，而且變形速度不均勻，但變形觀測次數是有限的，因此，合理的選擇連續觀測的周期，正確分析變形結果是確保房屋建筑結構自身安全的重要因素。變形觀測從房屋建筑施工開始，到停止使用結束，貫穿整個過程，相鄰兩次變形觀測的時間間隔就是一個觀測周期。

對于沉降觀測，從分析變形過程出發，變形速度值比變形絕對值具有更重要的意義。對于傾斜觀測，房屋建筑主體傾斜觀測的周期，可視傾斜速度，一般每1～3個月觀測一次，若由于基礎附近大量堆放或卸載等導致傾斜速度加快時，應及時增加觀測次數。另外，?應避開強日照和風荷載較大的時間段，以免使測量誤差過大而影響觀測分析結果的真實性和可靠性。水平位移觀測的周期，對于不良地基土地區的觀測，亦可與沉降觀測協調考慮確定;對于受基礎施工影響的相關觀測量，應按施工進度的需要確定，可每天或隔幾天觀測一次，直至施工結束。

四、房屋建筑結構變形檢測常用方法

變形監測目的是為了實時的了解房屋建筑的變形情況，確保房屋建筑的安全使用，就靜態變形監測而言，?監測方法包括常規地面測量方法、近景攝影測量以及特定條件下采取一些特殊的測量方法。

1.?房屋建筑沉降監測方法

沉降觀測常用水準測量的方法，也可以采用液體靜力水準測量的方法。一般房屋建筑物和深基坑開挖的沉降觀測，通常用精密水準儀，按國家二等水準技術要求施測，將觀測點布設成閉合環或附合水準路線聯測到水準基點上。采用水準測量進行變形監測，必須做到固定觀測時間、固定觀測路線、固定觀測人員、固定觀測儀器。

2.?傾斜監測方法

傾斜觀測方法比較多，對于基坑監測，常采用鉆孔測斜儀對支護樁進行傾斜觀測。對于房屋建筑上部的傾斜觀測，傳統的測量方法包括經緯儀投點法、全站儀坐標測量法等等，在實際工程中常采用回歸平面法。

3.?水平監測方法

水平位移觀測根據房屋建筑類型不同采用不同的方法，直線型建筑常用基準線法、引張線法、距離丈量法;曲線型建筑常用測角前方交會、精密導線法;房屋建筑頂部相對于底部的偏移、豎直中心是否鉛直（撓度）可用測角前方交會法、經緯儀投點法等。

4.?裂紋監測方法

當基礎撓度過大時，房屋建筑可能由于剪力破壞而出現裂縫。裂縫觀測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，當裂縫發生變化時，便會露出未涂漆的部分，這個就是裂縫的變化量，采用千分尺或游標卡尺量取其變化量。

五、結束語

房屋建筑結構具有不同于橋梁結構的特殊性，因此，在房屋建筑結構變形檢測的過程中不能照搬橋梁結構變形檢測的方法和設備，應針對房屋結構本身的特定作相應的調整。但是，對與橋梁結構變形檢測過程中的一些成熟的經驗，在房屋建筑結構變形檢測過程中可以借鑒和參考。另外，我們應積極學習國外先進的房屋建筑結構變形檢測技術，探索并建立起一套符合我國建筑結構特點和氣候特點的，完善的房屋建筑結構變形檢測體系。

參考文獻

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