基于對工程建筑物變形觀測的若干問題研究

王開

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.14.016

摘 要：近些年來，我國國民經濟得到了較為快速的發展，在很大程度上促進了建筑行業的發展，建筑物建設規模不斷擴大，對建筑物的安全性提出了更高的要求。在此背景下，建筑物的變形觀測工作重視程度不斷被提升，該文基于工程建筑物變形觀測的必要性，對觀測內容與方法進行探討，以期使建筑物變形觀測水平提升，進而使建筑物投入使用后的可靠性、安全性得到保障。

關鍵詞：工程建筑物 變形觀測 重要性 方法

中圖分類號：TUl96 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）05（b）-0016-02

當前，我國建筑行業發展程度不斷提升，建筑工程項目越來越多，規模也逐漸增大，這在很大程度上促進了人們生活水平的提升。對工程建筑物進行建設的過程中，在地基、外力等多方面因素的影響下，常有變形問題出現，嚴重影響建筑物的建設質量及使用壽命。因此，對建筑物實施建設時，需注重變形的觀測，在明確變形規律的基礎上，對未來建筑物可能會出現的變形情況進行預測，并提前采取相應的處理措施，使建筑能夠長久地安全使用。

1 建筑物變形觀測概述

1.1 工程建筑物中變形觀測的必要性

工程建筑物的變形觀測指的是對沉降、位移、撓度、振動等進行觀測的工作，主要目的是對建筑物的穩定性、安全性進行了解，對發生變形的規律進行研究，屬于工程測量學的一個主要內容。當前，我國建筑物不斷增多，在長時間的使用過程中，在多種因素的影響下，建筑物常會發生變形，在一定程度上威脅著人們的生命財產安全。因此，為了使建筑物在建設及使用過程中的安全性得到保障，需對變形觀測工作進行開展，以便于對建筑物的建設進行改進，在保證建筑物性能的同時，延長其使用壽命。

1.2 工程建筑物發生變形的影響因素

（1）地基的影響。眾所周知，建筑物的基礎是地基，在很大程度上，建筑物的穩定性由地基決定。我國地形有很多復雜性，對建筑物進行建設時，即使在施工階段就對地基進行嚴格的處理，但建筑物建成投入使用后，在地質構造、土壤物理性等因素影響下，地基會有塑性變形出現，使建筑物留下變形隱患。（2）環境的影響。地下水位、溫度等均可致使建筑物發生變形，當前，我國建筑物結構大多為混凝土結構，此種結構受溫度應力的影響較大，常會有開裂、變形等出現[1]。另外，社會經濟快速發展的同時，自然環境遭到了破壞，致使地下水流失，從而使建筑物有沉降、位移等出現。（3）外力的影響。現階段，我國高層建筑物較多，建筑物本身承受著較大的負荷，加上振動、風力等外力的影響，常會致使裂縫、傾斜、坍塌等變形出現。

1.3 觀測的內容

（1）地基的回彈觀測。前面說到，地基是建筑物穩定性的主要決定因素，因此，建筑物變形觀測需從地基的監測入手。一方面，對基坑回彈量進行測量，對基坑實施開挖前、開挖過程中、開挖完成后，均需在基底面上對觀測點進行埋設，依據基坑開挖前后的高程差對總回彈量進行計算。

（2）沉降量的觀測。沉降是建筑物常見的一種變形，對建筑物變形進行觀測，需注重沉降量的觀測，一般情況，實施觀測時，需將工作基點埋設于建筑物附近的穩固處，直接對位于建筑物上的觀測點位移情況進行測定，以對沉降情況進行明確。工作基點、基準點之間組成一個網狀結構，測定、檢驗通常通過精密水準測量法進行，也可采用電子水準器、液體靜力水準儀進行測量。

（3）位移的觀測。在外力影響下，建筑物常會出現位移，因此，對建筑物變形進行觀測，位移的觀測也不可忽視。一般將觀測點設置于建筑物周圍，采用相關測量儀器對建筑物水平位移情況進行觀察，以對建筑物傾斜、沉降等位移情況進行明確，從而為變形觀測提供可靠性參考依據。

（4）裂縫的觀測。對因基礎局部不均勻沉降導致的裂縫進行觀測，主要為裂縫位置、大小與走向。

（5）撓度的觀測。即建筑物受力后撓曲出現的程度。

（6）擺動與轉動。主要針對高層建筑，對建筑物在地震、日照、風振等外力下擺動量、扭曲程度進行觀測。

2 觀測點的布設

（1）布設原則。建筑物變形觀測工作中需涉及到較多內容，但實際上，其實就是在觀測點進行重復性工作，在確定好的觀測周期內對建筑物變形具體情況進行測定。可見，在變形觀測工作中，觀測點極為關鍵，其布設直接關系到觀測結果的準確性。因此，在建筑實施變形觀測前，需注重觀測點的布設，布設前，對建筑物資料進行全面收集，以對建筑工程的項目進行具體了解，隨后再依據觀測目的、要求對觀測點進行選擇。對觀測點進行選擇的過程中，需先從整體上進行，再從局部進行，先對能夠對建筑物整體進行控制的點進行大范圍確定，再從局部進行細節性條件，先將規劃設計的工作做好，再實施實地考察與分析，最后再對點的具體位置進行確定與埋設。

（2）對點進行布設時需要考慮的因素。傳統監測工作中，點位一般設置于建筑物的外圍，測得的結果常會有誤差出現。因此，需在內部、外圍均對觀測點進行布設，并注意以下問題的考慮：若所觀測建筑物為民用與工業建筑物，主要需進行均勻、不均勻沉降的觀測；對于高層建筑，則主要注重振動變形的觀測，并對大氣作用、溫差作用、施工荷載進行考慮。總的來說，在對建筑物發生變形的具體原因進行研究時，需注重實際情況的遵循，觀測點的確定與布設應該有針對性，對多種方案進行對照分析后，對最佳方案進行確定，以促進觀測質量的提升。

3 工程建筑物變形觀測具體實施過程

3.1 對變形量測定精度進行確定

（1）對觀測精度進行確定的依據。此參數能夠對建筑物變形趨勢、實際變形程度進行反映，直接關系到建筑物變形觀測的效果，也直接決定著觀測方法與設備的選擇。因此，對建筑物實施變形觀測時，需嚴格注重變形量參數的確定。一般而言，變形精度確定的主要依據是變形值、變形的速度[2]。同時，對變形觀測精度指標進行確定時，還需對可能會影響變形發生的因素進行分析，保證所選精度的適中性，不宜過高，否則會使測量工作量、成本增加。對于不同類型的建筑物，觀測精度有差異存在，基于此，對于不同建筑物的變形觀測，不能單一地將允許沉降量當作控制指標。建筑物的沉降主要有均勻與不均勻沉降兩種，前者對建筑物不會產生明顯破壞，后者則會致使建筑物發生變形，如果不均勻沉降超過了允許變形的值，則會致使建筑物穩定性、安全性降低。可見，建筑物的變形監測中，觀測精度指標應該為不均勻沉降變形允許值，以保證觀測的準確性。

（2）對觀測精度指標的取值。變形值與觀測精度有緊密的聯系性，如果變形值比較小，觀察精度的要求就會比較高，反之，變形值較大時，觀測精度要求則沒有那么高。因此，如果將允許變形值當作取值的依據，則需注意以下問題：其一，允許變形值也是一個需要進行觀測的量，觀測量變化時，觀測精度無需隨之進行變化；其二，在不均勻的沉降中，沉降觀測精度應該能夠對建筑物變形允許值進行反映，需對允許存在的偏差進行合理控制，在變形允許值過大的情況下，測量誤差可能會比這個允許值大，將影響到判定的準確性。

3.2 對變形觀測周期進行選取

（1）選取原則。建筑物發生變形的過程中屬于一個時間函數，隨著時間的推移，變形不斷累積，且變形發生的速度可能均勻，也可能不均勻，但在實際情況中，對于變形次數的觀測有一定局限性。對此，為了使分析結果更加準確，就需對連續觀測周期進行選擇。重復觀測頻率會受到觀測內容、變形大小與速度的影響。因此，進行觀測的過程中，需盡量不要將建筑物發生變形的時刻錯過，并對變形過程中存在的一些特點進行把握。對變形觀察頻率進行確定時，需在客觀分析建筑物實際情況的基礎上進行，在保證變形觀察精度可以得到滿足的前提下，使觀察效率提升。

（2）對沉降觀測的周期進行確定。對建筑物變形的過程進行分析時，變形速度的研究是一項重要工程，關于沉降觀察周期的確定，通過多次經驗公式可實現。但在具體工作中，對觀測次數、相鄰觀測間隔時間進行確定時，需嚴格注重實際情況的考慮。例如，對建筑物進行施工時，對于觀測次數、相鄰觀測間隔時間的確定，需對地基穩定性、荷載施加情況進行考慮；建筑物投入使用后，需對沉降情況、地基土壤類型風進行確定。如果發現有較為嚴重的不均勻沉降出現，應及時采用相應的措施進行處理，并持續進行觀測，以免造成嚴重危害。

（3）傾斜觀測。通常情況下，對建筑物主體傾斜情況進行觀察的周期是1～3個月進行一次觀測，在此過程中，若傾斜的速度呈現出加快趨勢，需適當將觀測次數增加。對建筑物進行施工時，應同時開展建筑物沉降觀測工作，以便于為建筑物變形程度、沉降的分析提供參考資料。另外，溫度與風力荷載也會對建筑物產生影響，使其變形，因此，對建筑物進行傾斜監測時，需避開風力較大、日照較強的時段，使觀測結果的準確性得到保障。

（4）水平位移的觀測。對水平位移觀察的周期進行確定時，如果建筑物處于不良地基區域，則需對沉降觀測結果進行考慮；如果監測工作會受到基礎施工的影響，則需對施工進度進行考慮，結束施工之前，每天需進行一次觀測。另外，對土體內部有側向位移的建筑物進行觀察時，需依據工程進度、變形程度來對觀測周期進行確定。

4 結語

總而言之，對于工程建筑物而言，變形觀測工作極為關鍵，直接關系到建筑物的性能與安全性。因此，在對工程建筑物進行建設的整個過程中，需注重變形觀測工作，動態了解建筑物的變形傾向、變形情況，并對未來可能會出現的變形情況進行預測，以便于積極施予及時性的干預，使建筑物穩定性、安全性能夠得到保障。

參考文獻

[1] 鄭麗.工程建筑物變形監測數據預測分析[J].安陽工學院學報，2015，14（6）：55-57.

[2] 仝海飚.論工程建筑物變形觀測的重要性及其數據分析[J].華北國土資源，2014（4）：71-72.