于海超

【摘 要】本文陳述了建（構(gòu)）筑物變形的原因、變形觀測的目的、內(nèi)容、方法、原則、過程。提出觀測等級以及觀測的要求，變形網(wǎng)的數(shù)據(jù)分析內(nèi)容。

【關(guān)鍵詞】變形觀測；沉降測量；觀測周期；精度分析

0 緒論

隨著工業(yè)化大生產(chǎn)的發(fā)展，工程規(guī)模變大，費(fèi)用提高，相關(guān)要求也越來越精密，隨之變形觀測技術(shù)的理論、方法和相關(guān)儀器得到快速發(fā)展。

1 變形觀測的內(nèi)容與目的

變形觀測是利用測量儀器、采用相應(yīng)方法對變形物體的變形現(xiàn)象進(jìn)行觀測，并確定各種因素作用下變形物體的形狀及位置變化的空間狀態(tài)和時間特征。通過研究這些資料可以監(jiān)視地表變形和建筑物的運(yùn)營狀況。分析建筑物在各種應(yīng)力作用下是否安全，其成果也是驗證設(shè)計理論和檢驗施工質(zhì)量的重要參考，提供設(shè)計及修改所需的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，以便及時發(fā)現(xiàn)問題并采取措施，避免不必要的財產(chǎn)損失及人員的傷亡。

2 變形的原因

引發(fā)建（構(gòu)）筑物發(fā)生形變的原因一方面是自然的原因，季節(jié)引發(fā)的規(guī)律溫度變化、地質(zhì)條件、土壤性質(zhì)、地表發(fā)生變形；另外建（構(gòu)）筑物本身的荷載也會引發(fā)建（構(gòu)）筑物的形變、下沉；建（構(gòu)）筑物本身從設(shè)計到運(yùn)營使用的各個階段由于各種不合理的方法、因素也會使之發(fā)生形變。

3 沉降的精度、等級和方法

3.1 沉降觀測的精度

由于建筑物一般的沉降量很小。如果觀測精度不高，就不能正確的反映沉降的規(guī)律。因此沉降觀測的精度要求，決定于預(yù)計沉降量的大小。沉降觀測是為了保證建（構(gòu)）筑物的安全，沉降量的中誤差應(yīng)小于允許變形值的1/10～1/20，這樣才能保證觀測精度，從而達(dá)到觀測的目的。

建筑物沉降觀測精度等級一級施測要求，視距不大于15m，每站前后視距差不大于0.5m，累計前后視距差不大于1m，環(huán)線測站數(shù)小于16站；計算值限差基、輔分劃讀數(shù)小于0.15mm，基、輔分劃所測高差之差應(yīng)小于0.2mm，兩次儀器高的基、輔高差平均值之差應(yīng)小于0.20mm。二級施測要求，視距不大于20m，每站前后視距差不大于1.5m，累積前后視距差不大于3.0m，環(huán)線測站數(shù)n小于18站；計算值限差基、輔分劃讀數(shù)差應(yīng)小于0.15mm，基、輔分劃所測高差之差應(yīng)小于0.35mm。三級施測要求，視距不大于30m，每站前后視距差不大于2.0m，累積前后視距差不大于3.0m，環(huán)線測站數(shù)n小于38站；計算值限差基、輔分劃讀數(shù)差應(yīng)小于0.3mm，基、輔分劃所測高差之差應(yīng)小于0.5mm。

3.2 沉降觀測的等級

沉降觀測等級的選用，視工程情況而定，應(yīng)就有關(guān)的選用條件及施測要點而定。選用一級條件，水準(zhǔn)基點首次聯(lián)測或因其高程有問題需校測、重要工程或有特殊要求的科研工程、觀測點成果反常，發(fā)生不均勻沉降、裂縫或安全問題；選用二級條件，一般工程，沉降量在5mm以內(nèi)者、當(dāng)精度符合要求的重要工程或科研工程的中間觀測；選用三級條件，沉降量在5-20mm的一般工程、當(dāng)精度符合于要求的一般工程的中間觀測；選用四級條件，沉降量在5-20mm的一般工程、當(dāng)精度符合于要求的一般工程的中間觀測；選用五級的條件，地質(zhì)土質(zhì)松軟沉降量在20mm以上的工程、精度要求較低的工程。

4 基準(zhǔn)點與觀測點的確定與埋設(shè)

選取基準(zhǔn)點，需依據(jù)指定的方案以及布網(wǎng)的網(wǎng)形選取。一般建（構(gòu)）筑物附近應(yīng)布設(shè)三個基準(zhǔn)點，基準(zhǔn)點均勻布設(shè)建筑物周圍，相距不宜太近、太遠(yuǎn)，以50m至100m間的范圍為宜，便于基準(zhǔn)點的聯(lián)測、檢核等相關(guān)要求?；鶞?zhǔn)點的埋設(shè)要保證基準(zhǔn)點點位穩(wěn)定以及長期保存，可利用存在的穩(wěn)定性較好的埋石點，也可在測區(qū)內(nèi)選取基礎(chǔ)穩(wěn)定建（構(gòu)）筑物墻角上設(shè)置基準(zhǔn)點。水準(zhǔn)基點標(biāo)石埋設(shè)要穩(wěn)固耐久，且保證垂直方向的穩(wěn)定，底部埋設(shè)在凍土層以下，并澆灌混凝土基礎(chǔ)。

觀測點的選取，參考建筑物的材質(zhì)、外形、結(jié)構(gòu)等特點；當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件、氣候特點、地質(zhì)條件等因素綜合考慮，數(shù)量、距離、以及基準(zhǔn)點與觀測點的聯(lián)測達(dá)到規(guī)范、設(shè)計的要求。根據(jù)經(jīng)驗觀測點設(shè)在最能反映建筑物變化的地方，如建筑物外形拐角點、荷載較大的點、建筑物銜接處、地質(zhì)條件不同地方。如觀測點可設(shè)在建筑物的承重墻上，每個觀測點以10到20m之間為宜，沉降縫等必要的地方要增設(shè)點位。

5 基準(zhǔn)點與觀測點的外業(yè)觀測

5.1 精度的確定

沉降測量比一般的水準(zhǔn)測量精度要高，建筑物變形量都很小，如果觀測的精度要求低就很難反映出建筑物的沉降規(guī)律。因此，在觀測時要根據(jù)預(yù)計的沉降量和目的來確定觀測的儀器、等級、精度。但在測量中不可以單純的追求高精度而隨意的提高觀測的等級和儀器，要采用合理配套的儀器，才能保證作業(yè)速度、精度。

5.2 時間、頻率的要求

沉降觀測的時間、觀測頻率設(shè)定要反映出建筑物變形的規(guī)律特點。例如建筑物的沉降觀測可根據(jù)建筑物的建筑施工到運(yùn)營管理階段的不同，由高頻率觀測到低頻率觀測逐步展開，在每個階段可設(shè)定固定的時間為觀測周期，也可按建筑物施工段的情況進(jìn)行增減觀測，采用哪種方式、方法都必須達(dá)到規(guī)范設(shè)計的要求。

5.3 外業(yè)施測

外業(yè)施測的過程中要保證每個觀測周期觀測條件基本一致，避免大風(fēng)、觀測段溫差變化較大、強(qiáng)光等外界環(huán)境干擾；每個觀測周期采用同一臺設(shè)備施測，定期對設(shè)備、及其附屬設(shè)備進(jìn)行鑒定、維護(hù)，保證儀器穩(wěn)定；采用相同觀測人員進(jìn)行觀測也很必要，每個人的技能水平，操作習(xí)慣不盡相同，這樣可以避免人員方面帶來的誤差；每個棱鏡常數(shù)不同，要保證每個觀測周期每個棱鏡擺放的位置要固定、采用固定的觀測路線、每次操作程序要固定，盡量減少觀測誤差的不定性，使得所測沉降量更能反映真實情況。

6 水準(zhǔn)基點精度分析

如果水準(zhǔn)基點的精度較低，會對沉降觀測點造成很嚴(yán)重的影響，所以要對水準(zhǔn)基點進(jìn)行精度分析。為了解水準(zhǔn)基點的測量精度對沉降點精度影響的嚴(yán)重性，可以采用同一組沉降觀測數(shù)據(jù)和不同的基準(zhǔn)可以得到不同單位權(quán)中誤差和高程中誤差?？砂褍纱闻c已知水準(zhǔn)點聯(lián)測的高程以及兩次聯(lián)測的高程的平均值分別作為水準(zhǔn)基點的起算高程，通過間接平差的程序可以得到各次的單位權(quán)中誤差，以及各沉降觀測點的平差后高程中誤差.根據(jù)公式單位權(quán)中誤差為：

在數(shù)據(jù)處理的過程中數(shù)據(jù)非常多，公式計算較復(fù)雜，可以采用計算機(jī)程序完成，這樣簡化數(shù)據(jù)分析的過程，減輕了工作量，減少參與工作的人員，更重要的是節(jié)省了時間，提高了計算準(zhǔn)確率，這是新時期科學(xué)技術(shù)與變形觀測技術(shù)的完美融合，將變形觀測提到了一個新的領(lǐng)域平臺，引領(lǐng)變形觀測的發(fā)展。

7 結(jié)束語

變形觀測是建（構(gòu)）筑物在施工、運(yùn)營過程中不可或缺的工作，不僅關(guān)系到建筑質(zhì)量，更關(guān)系到建筑物的安全。對變形觀測的認(rèn)識要重視。在變形觀測過程中必須按規(guī)范和設(shè)計要求認(rèn)真操作，嚴(yán)格把關(guān)。

[責(zé)任編輯：張濤]