基坑周邊建筑物變形測量的實施與數據處理方法

李孝煥

摘 要：建筑物的變形測量受建筑物密集程度和外部環境的影響，本文主要對基坑周邊建筑物變形測量的實施與數據處理方法進行詳細論述。

關鍵詞：建筑物；變形；測量方法；數據處理；綜合分析

一、建筑物變形測量的基本內容

建筑物變形測量，顧名思義，就是建筑物和它的地基在承受自身重量或者外力的情況下，觀察和測量在一段時間內建筑物和地基發生的形變。在實際測量過程中，建筑物的密集程度、土地性質、地質條件、周邊環境等都會對測量的進行產生影響。因此，建筑物變形測量要處理的實際情形有很多，本文主要分析基坑周邊建筑物變形測量的實施與數據處理方法。

二、基坑周邊建筑物變形的測量

本文以某市華潤萬家超市為例，該華潤萬家超市位于繁華商業區，周邊是一叢大廈、高等寫字樓，人流量和車流量非常大。經調查，該超市基坑的開挖深度為12.5m，挖掘地質是以流土、淤泥為主。傳統的建筑物變形觀測方法有沉降觀測、傾斜觀測還有裂縫觀測，根據這些方法的原則和長處進行選擇，對基坑周邊建筑物變形的測量進行較為準確地估算。

1.工程概況

根據實際測量情況和設計要求，該項目的的傾斜觀測得出的傾斜度誤差不大于3°，總傾斜量不大于50mm（設經緯儀測量建筑物變形前后的投點位移量為A，在實現垂直方向上的偏移量為B，總位移量為A與B的平方和）；沉降觀測得到每個高度誤差均小于0.5mm，地面水平位移觀測坐標誤差均不大于11mm。

該觀測項目歷時共21個月，前后一共觀測了30次。

2.控制點的布置

控制點的布置是建筑物變形測量的實施的基本要求，根據施工現場的實際情況，該施工項目一共設立了4個水平位移基準點和2個檢核點，4個沉降基準點。再將這些基準點進行標號，傾斜位移基準點為KH1-KH4，檢核點分別為KH7和KH8，沉降基準點標記為KV1，KV2，KV3，KV5。本次觀測沒有設置傾斜位移觀測基點，而是把傾斜位移基準點與沉降基準點結合成傾斜兼沉降觀測基準點HV。

除了設置基準點以外，還在工程建筑物中設立觀測點，主要有沉降觀測點、傾斜觀測點和裂縫觀測點。

沉降觀測點分為工程觀測點和地基觀測點，其中工程觀測點主要是對建筑物的沉降觀測設置的點，用不銹鋼螺紋釘（有效防誤差）在建筑物柱體上進行打鉆取點，以螺紋釘為中心的點直徑保持在1.5mm以下，以此為觀測點進行取直徑設標準。本次對于地基的觀測是對典型的水泥地面的觀測，因此也可以效仿工程觀測點的方法，用相對較大一號的不銹鋼螺紋釘嵌入地面，螺釘下側可以根據一般標準插入土壤中。沉降觀測點的直徑標準為不大于1mm，觀測的誤差一般會隨著中心點的中心直徑的增大而增大。

對于建筑物主體的傾斜觀測，主要是根據立體幾何學的方法來進行。建筑物傾斜變形測量的一般方法是測量建筑物頂部相對于底部的偏差量，對建筑物的高度進行測量，再把兩個參數代入偏差度公式進行計算，就可以得到建筑物的傾斜度。如圖1所示：P和Q點在同一豎直線上，Q

圖 1

點在建筑物傾斜之后發生偏移，偏移之后位于T點，產生的位移長度為B（單位：mm），h為建筑物高度，建筑物的傾斜度計算公式為：

建筑物的底部偏移量不等于傾斜總量，總的傾斜量要至少在兩個地方測量其底部偏移量再進行綜合計算。圖1中，在一個觀測點處測得建筑物偏移量B之后，可以在此處做個標記之后換到該位置的垂直方向處進行觀測，在經緯儀的幫助下，可以很方便的求出此處的建筑物底部偏移量A 。那么就可以代入下面的傾斜總量公式進行計算：

對于裂縫的觀測，一般先要用高像素的照相機將所有的裂紋拍攝下來，編號統計之后再進行觀察測量。根據做好的記錄，在裂縫的外側用粗黑線描出裂縫的輪廓，再用精準的測量工具對裂縫的兩邊進行測量，求平均數得出裂縫的長度和寬度。裂縫的深度一般采用專門的測量深度的工具來測量，本次由于觀測中出現裂縫的次數不夠大，因此無需測量雷鋒深度，這里不再贅述。與沉降觀測和傾斜觀測不同，裂縫觀測對于裂縫的方向和在建筑物上所處的位置等非長計量因素應當十分重視。

三、觀測數據的處理

建筑物變形的測量數據的處理方法一般運用回歸分析來處理分析，根據多次的實驗證明，回歸分析法目前是分析處理建筑物變形測量數據的最佳辦法。回歸分析法一般需要較大的數據和明顯的特征分布趨勢。實際的處理過程中，要對測量所得的數據進行細心篩選，以此避免這些數據對于整體分析的影響。在觀測過程中，為了防止方法不同引起的誤差，所以具體采用的方法是一模一樣的。

在沉降觀測、傾斜觀測中，觀測點所對的方向不同，但是相對的垂直高度和距建筑物的距離應當相同，即觀測點的位置選擇一定不能影響觀測的具體結果，觀測點反映的真是誤差應當是一致的，千萬不能出現不同觀測點的誤差同時出現正數和負數的現象。由于選取的觀測點較多，如果只有一個觀測點出現數據偏差過大可以剔除這個觀測點。本次項目充分考慮實際情況，舍去了沉降觀測點KV1的所有數據，將觀測點KV1，KV3，KV4處測得的數據作為最終分析數據來處理。由不同觀測點測得的數據進行綜合分析計算，利用Excel和擬基準計算軟件得到圖表形式的計算結果，并再將計算結果繪制成沉降變形量-時間特性曲線和傾斜變形量-時間特性曲線。再運用圖線分析軟件對曲線進行分析，得到各個觀測點測得建筑物變形量的變化率和變化趨勢。

根據本次項目的建筑物變形測量數據處理的結果可以得知，在21個月的30次觀測過程中，建筑物共下沉26mm，水平位移約28.3mm，沒有超過該項目要求的30mm，但是這個差距并不是很大，所以要及時采取適當的措施進行整改。如果變形量超過35mm警戒線的話，就要上報相關部門，對該項目進行停工處理。

四、結語

在整個觀測過程中，基準點的選擇首當其沖，觀測點的選取是關鍵。應當對建筑物的變形量進行多次測量和數據分析，每次測量選取的基準點和觀測點要根據實際情況來進行改善。現代的測量工具相較于傳統的測量工具更加具體化、特殊化，極大地避免了傳統測量工具的笨重和繁瑣。采用高水平的計算軟件、數據處理軟件和圖形繪制軟件能大大簡化測量數據的處理，更加清晰的分析建筑物變形量的變化趨勢和方向，從而減少測量的時間，提升測量數據的精確度，提高工作效率。

城市現代化的進程使得城市更加的繁華，建筑的布局和安全系數顯得尤為重要，因此要加大對建筑物尤其是繁華地帶建筑物的變形量的測量。

參考文獻：

[1]王焱.《淺析建筑物的變形測量》.《科學與財富》[J].2013.

[2]李平基.《建筑物變形觀測方法及實施》.《廣西工學院學報》[J].2007.