高层建筑物变形监测技术方法_冯其娜.pdf

2023年第1期冯其娜：高层建筑物变形监测技术方法高层建筑物变形监测技术方法冯其娜（中国建筑材料工业地质勘查中心山东总队，山东 济南250000）摘要：高层建筑由于垂直高度较高，如果建筑物结构主体出现了变形，将会严重影响高层建筑的结构安全与可靠性，所以需要认真做好对高层建筑的变形监测，并积极采取相应的监测方法，从而确保高层建筑的安全稳定性,文章介绍了高层住宅建筑变形监测的具体方法。关键词：高层建筑物；变形监测；技术方法Abstract:Due to the high vertical height of high-rise buildings,the paper will seriously affect the structuralsafety and reliability of high-rise buildings if the main body of the building structure is deformed.Therefore it isnecessary to carefully monitor the deformation of high-rise buildings,and actively take corresponding monitoringmethods to ensure the safety and stability of high-rise buildings.The paper introduces the concrete methods ofdeformation monitoring for high-rise residential buildings.Key words:high-rise buildings；deformation monitoring；technical approach中图分类号 TU745.1文献标识码 A 文章编号1004-5538（2023）01-0029-020引言由于高层建筑的数量愈来愈多，因此高层建筑物变形监测的工作也越来越得到重视。高层住宅建筑物变形监测是一个很复杂的系统工作，因为场地狭小、建筑物构件尺寸复杂等因素，给高层住宅建筑物变形监测工作造成很大麻烦。为了提升高层建筑变形监测的有效性和监测精确性，就需要针对高层建筑物变形监测的技术特征，选择恰当的监测方式，进而改进高层建筑物变形监测方法，正确分析高层建筑的稳定状况。1高层建筑物变形监测概述在施工中，由于工程进度的加速，随着建筑地基以及地形的变化，建筑基础所承受的负荷也发生了不同的变化，而建筑自身也会随着构造条件及时间的改变发生一定的变化。当地面和建筑自身变化所呈现的数值在一定的承受范围内，即可作为正常现象。一旦超出界限将会影响建筑的使用，严重的会威胁生命安全，导致严重的损失。由此可见，在建筑物施工过程或者投入使用以后，还必须对建筑物变形情况进行监测。如果监测的数值超过了规定数值，必须马上分析其原因并出具补救措施。而今，建筑物变形监测的方法主要有：沉降、倾斜和裂缝监测等。与日常监测工作不同的是，变形监测以检查条件的苛刻、测量方法的先进、监测精度的准确、数据处理的严密著称。2高层建筑物变形监测技术方法现状2.1沉降监测沉降监测通常会采取液体静力、水准、三角高程和GPS高程测量等方法，除此之外还包含一部分专门的监测仪器，像沉降仪器、倾斜仪器等。2.2倾斜监测技术方法对于高层建筑物基础结构面积偏小的状况，使用悬吊垂球测量法是最简单的，借助偏差数值的范围可直接计算出倾斜程度，如无法放置垂球，则需要使用经纬仪投影测量法或水平角测量法以及光学垂准测量法、激光铅直测量等方式加以确认。在实际工作中，人们常用的计算方式主要是:水准测量法、液体静力作用测量法以及气泡型倾斜仪测量法。2.3水平位移监测技术方法水平位移测量的方式有许多种，实际工作中最常用的有前方交汇法和后交会方法、极坐标方法、导线方法以及视准线方法或者引张线方法等，可根试验研究29-2023年第1期据需求选用恰当的方法。2.4挠度监测技术方法高层建筑物挠度测量方法，既可利用对不同建筑高度位置的倾斜观测数据程度来计算，又可使用激光准直仪得出观测的数据。对高层建筑物进行竖直方向的监测时，可通过测量建筑物内部不同高度上的几何中心或棱边等特殊的定点，较之底部特殊定点位置的水平位移程度，把点的水平投影在扭曲方向的铅垂面上绘成曲线，便产生了挠度曲线。2.5裂缝监测技术方法在对裂缝的变化实施监测时，需在被监测的区域进行标记。常见的标记方法有:石膏标记方法和金属标记方法。对于裂缝变形的情况需要长期观察时，还可以选择仪器监测的方式，例如裂缝计或是传感器等可以自动测记的设备。3高层建筑变形产生的原因及主要类型3.1地质条件以及周围环境因素的变化地基的差异、水文地质的差异、空气气温的差异以及土壤基本结构的差异在建筑工程中，都会直接对建筑物的变形产生影响。建筑物地基下地质结构的不同会导致建筑物出现下沉、开裂以及变形等状况的发生，建筑物附近空气的温度及其地下水质结构不同时间的变化都会导致建筑物产生周期性的变形。如果在周围新建大型建筑物也造成原建筑物地基的土壤结构产生改变，使地面发生不同程度的下沉或变动，从而使原建筑物的整体结构产生变形，因此上述因素对高层建筑物结构的影响十分突出。3.2建筑物自身因素的变化高层建筑物本身的构造、原材料包括新型工艺、设备的应用，都会对建筑物本身结构的承载能力造成影响，从而使原来的结构发生变化。在建筑物前期阶段、施工过程以及后期的阶段都会产生一定的误差，从而导致监测数据的错误计算，会直接对高层建筑物产生不良的影响。而工程施工的每一阶段，都会使建筑的承载能力发生不一样的变化，长期下去，建筑物的整体结构势必也会产生不同变化，但不管哪一种因素，建筑物中产生变化的因素之间总是有着相互的联系。4高层建筑物变形的特点4.1高层建筑物变形受沉降因素的严重影响中国高层建筑本身结构复杂、层数很大、重量也是巨大，更易导致地质的沉淀量变大。据不完全统计，在中国上海部分高层建筑的沉淀数据甚至超过了180 m。高层建筑本身对下沉也非常敏感，在自身下沉的同时还会危害到周边的建筑物。由此可见，在建设工程施工过程中以及投资运营之后，对其进行变形监测是十分有必要的。4.2高层建筑变形容易受温度因素的影响因为高层建筑迫于自身的墙体规格过大的问题，使得墙体接受日照的程度有所不同。由于气温的升高与降低墙体温度产生变化的幅度也会不同，这是不能忽略的必然原因。其次，由于墙体温度的差异导致了建筑物在各个层面的温度变形程度移位幅度也会不同。5高层建筑物变形监测技术发展展望5.1测绘新仪器新技术会得到更加广泛应用GPS技术在我国经过多年的发展，如今已在高层建筑物变形监测中得到广泛应用，并达到对数据收集、传递、预警和处置自动化程度更高。高层建筑物变形监测中GPS技术的应用，不仅拥有高精确度，而且还不会受到空气温度或通视条件的影响，还可以补充中国传统建筑物变形监测方法的不足，而随着中国北斗导航系统的建立，硬件价格也会明显降低，因此GPS技术在高层建筑变形监测中会有更多的运用。5.2变形预测方法的研究会更加深入三维激光扫描监测技术经过快速发展，目前已经在古建文物、建筑施工测量、地质监测等方面成功运用。但却很少在高层建筑变形监测方面使用，也未能建立标准系统。如果将三维激光扫描监测技术广泛应用到高层建筑变形监测中，将会对大型高层建筑变形监测的范围产生很大的现实意义，对大型高层建筑变形监测在未来的发展趋势，具有良好的应用前景与可能性。6结语高层建筑的存在对传统变形监测技术提出了挑战，由于传统的监测方式已不满足实际需要，测绘先进技术和智能新仪器与设备以及信息技术已经在高层建筑变形监测中取得了一些应用。相信，未来各种新科技都将不断更新提升，使测量方法更加科学先进，操作方式更加简便，其监测结果的准确度也将逐步提高。作者：冯其娜（1982-），女，本科，工程师，工程测量专业。（编辑：王冬林）（收稿日期：2022-11-19）冯其娜：高层建筑物变形监测技术方法试验研究30-