淺談高層建筑在建設中變形監測方法

【摘要】 為了充分保障高層建筑的質量，應用變形檢測可以確保建筑物的穩定性與安全性。本文就高層建筑在建設過程中變形監測方法做出探究，以供參考。

【關鍵詞】 高層建筑;建設過程中;變形監測

【DOI編碼】 10.3969/j.issn.1674-4977.2021.06.012

Discussion on the Deformation Monitoring Method of High-rise Buildings in the Construction

WAN De-en

（Dexing Urban and Rural Planning Research Center，Dexing 334200，China）

Abstract： In order to fully guarantee the quality of high-rise buildings， applying deformation detection can ensure the stability and safety of buildings. This paper explores the deformation monitoring method of high-rise buildings for reference.

Key words： high-rise buildings;during the construction process;deformation monitoring

面對當下新時期的發展，高層建筑物施工項目數量不斷攀升，對于建筑物建設以及運營管理的相關要求也在不斷完善。在進行高層建筑質量安全管理的過程中，相關施工單位應當對變形監測高度重視，將其作為質量安全管理過程中的重要環節，為高層建筑的施工質量提供保障。

1 高層建筑變形監測

高層建筑質量安全管理的內在要求就是強化建筑物的變形監測。由于高層建筑在施工的過程中會出現很多的問題，同時巖土層物理力學性質和地質構造相對多變，加之建筑物地下水位的變化，周圍環境以及建筑物自身的荷載，這些因素都會導致高層建筑產生變形的情況[1]。因此，在開展高層建筑施工的過程中，施工單位應當高度重視工程理論與實際施工之間存在的差異，確保實際建筑物能夠滿足理論設計的基本要求。

作為工程建設與精密測量技術高度結合的工作之一，建筑物變形監測的主要任務就是對建筑物在施工以及使用過程中，其位置以及形狀的變化特征進行準確的測量，進而獲取更加可靠且準確的數據信息，并提供必要的信息支持以及技術服務，助力工程質量安全管理工作的順利進行。高層建筑變形監測的主要內容包括周圍環境、基礎、地基以及場地等方面[2]（見圖1）。

2 高層建筑變形監測的特征

為了保障高層建筑變形監測的基本需求得到充分的滿足，施工單位應當意識到變形監測的重要性[3]。變形監測主要包含以下特征：第一，在進行高層建筑施工的過程中，施工區域多且作業內容復雜，場地內通常會有很多的設備與材料，難以形成良好的測量通視條件，監測環境十分的復雜;第二，高層建筑在開展施工的過程中通常需要較長的施工周期，這導致單次監測時間變短而整體的測量周期變長，需要消耗大量的人力與物力;第三，作為一個動態性、持續性的變化過程，建筑物的變形是不斷發展的，并且這種變形是不可逆轉的。

因此，受到這些因素的影響，高層建筑變形監測也呈現出不可逆以及實時性的基本特征。在進行實際施工的過程中，為了充分保障監測的質量，要對高層建筑監測的嚴密性以及特殊性作出充分的考量，要在不同的點位進行重復性的測量，以此為測量數據的準確性提供充分的保障。在此基礎上還需對數據進行系統性的分析，并將分析結果及時地反饋給施工與設計單位，對建筑工程的施工提出相應的指導。

3 高層建筑變形監測方法

3.1 大地測量

所謂的大地測量是建立和維持測繪基準與測繪系統的基礎上，對建筑物的重力場、形狀與位置進行實時監測，準確體現出不同時間段內物體空間位置的變化[4]。現階段，應用于建筑物變形監測大地測量的方式多種多樣，例如常見的天文測量、水準測量、精密導線測量以及三角測量等方式。在高層建筑物變形監測的過程中，應用最多的就是水準測量方式，變形體的垂直位移偏差就可以使用精密水準測量法進行測量。但是在此過程中需要注意的是，為了促使測量方式的精準得到充分保障，需要將大氣折光誤差對精密水準測量結果的影響進行優化或消除。

3.2 攝影測量

在高層建筑物變形監測過程中攝影測量有著十分重要的作用與意義。從監測過程的角度進行分析，應用最多的是地面立體攝影技術與地面單張相片攝影技術，這兩種測量技術能夠對建筑物進行近距離測量[5]。其中，單相片攝影測量所測的對象通常會與攝影機呈現出片框平面。而應用地面立體攝影技術可以保障物體空間位置的移動和變形情況被及時發現。

在當下，各種現代科學技術發展十分迅猛，高層建筑變形監測過程中無人機航空攝影測量技術也得到了廣泛應用。相較于前兩種測量方式，無人機航空測量技術能夠對更大的目標面積進行有效監測。

3.3 物理傳感器測量

在應用物理傳感器測量方式的過程中，通常需要應用大量的現代化設備，真正實現建筑物物理量向電信號的轉變，最終借助專業的設備對測量的數據進行有效處理，分析建筑物是否出現了變形的情況。

在實際應用的過程中，這種測量方法的準確性同樣也會受到大氣折光因素的影響，為了能夠妥善解決這種問題，人們會應用多波測距的方式對物理傳感器測量進行優化。當下在高層建筑物變形檢測過程中應用較多的是單、雙、三波測距儀，這三種測量方式都能夠實現較高精度的測量。三種波長測距儀監測精度量級見表1。

3.4 GPS觀測

作為當下測繪新技術在建筑物變形監測過程中應用最為重要的體現之一，站在監測過程的角度進行分析，GPS觀測技術通過衛星的手段實現全球無線定位導航，最后觀測建筑物是否發生了沉降的問題。GPS檢測技術的特點就是操作簡單、穩定且高效，并且在實際應用的過程中不需要進行高程系統轉換，工程測量的難度得到了充分的簡化，測量的準確性也有了基本的保障。

4 高層建筑變形監測要點

4.1 編制監測方案

作為整個監測過程的指引，監測方案的制定能夠為監測依據的合法性、檢測成果的正確性以及檢測方法的合理性提出充分的保障。在進行監測方案制定的過程中，應當對質量安全保障措施、編制依據、數據處理分析、工程概況、作業方法、設計參數以及監測計劃進行充分的明確，最終的沉降觀測方案也應由批準人、審核審定人、編制人簽字方可生效。

當全部的檢測方案完成之后，應當向建設單位、監理等相關部門進行匯報，由這些部門對方案的可行性進行嚴格的審核評價，審核完成之后方可開展相應的監測工作。

4.2 儀器設備的選擇與精度等級的確定

對整體監測精度而言，監測設備儀器的選擇對其有著直接影響。首先，在進行儀器設備選擇的過程中應當充分保障其能夠滿足GB 50026—2007、JGJ 8—0216的相關要求。其次，在確定精度等級的過程中，若設計單位對精度等級進行了明確則應按照設計單位要求進行精度確定，若無明確的要求則應按照國家《建筑地基基礎設計規范》的相關要求進行明確，按照常規的差異沉降允許值1/10～1/20進行評判，并且將這個評判范圍看作是監測點以及檢測站高差中誤差“估算變形測量精度”，參照這個估算范圍等級，若對設計的沉降觀測等級進行確定的過程中，一般都會參照二等標準進行評估。

4.3 控制高層建筑變形監測頻率

為了充分保障高層建筑物變形監測的質量得以充分提升，應當對檢測頻率進行科學的控制。一般情況下，新建高層建筑物變形監測的時間應對工程的實際性質、進度進行考量，并結合荷載增加狀況、基礎形式以及地層情況進行科學的論證與分析。按照設計以及業主單位的要求、荷載增加的實際情況以及地基基礎的形式確定觀測頻次。建議在建筑物的每三層進行一次觀測，或者是每一層都以此觀測的方式進行觀測。

4.4 資料整理與編制結果

需要對監測的數據進行整理并對監測的結果進行編制，為后續建筑物的施工以及安全防護提供充分的保障。首先，要確保能清晰地記錄觀測結果，記錄表中不能有涂改，要現場計算和填寫表中的各項內容，使各種問題能夠在當場及時發現。要按照一級檢查的標準針對變形觀測記錄、計算以及分析結果進行檢測，并且由專門的沉降觀測項目組實施。同時，沉降觀測單位的質量管理部門還應當參照二級標準對委托方提交觀測階段性成果。

5 結語

總而言之，將變形監測方法應用于高層建筑建設中有著十分重要的作用與意義。在開展實際工作的過程中應充分明確監測工作的特征、方法以及內容，切實掌握監測內容對于建筑物相應時間內產生的變化，進一步鞏固建筑工程的施工質量，確保建筑工程的安全性。

【參考文獻】

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[2] 劉晃，江林，王志良，等.大壩變形監測數據處理方法研究[J].測繪技術裝備，2021（1）：26-27+31.

[3] 許杰，劉洋，胡國慶.基于現場監測方法的土巖雙元地層基坑變形特征研究[J].工程技術研究，2021（6）：31-32.

[4] 孫永朝，丁咚，李廣雪，等.基于多源觀測技術的海堤變形監測方法研究[J].海洋科學，2021（3）：108-121.

[4] 趙二峰，李波，朱延濤.基于PPA-POT的RCCD變形監測控制值擬定方法[J].人民黃河，2021（3）：135-139.

【作者簡介】

萬德恩，男，1985年出生，學士，研究方向為無人機在工程測量中的應用。