淺談高層建筑在建設(shè)中變形監(jiān)測方法

【摘要】 為了充分保障高層建筑的質(zhì)量，應(yīng)用變形檢測可以確保建筑物的穩(wěn)定性與安全性。本文就高層建筑在建設(shè)過程中變形監(jiān)測方法做出探究，以供參考。

【關(guān)鍵詞】 高層建筑;建設(shè)過程中;變形監(jiān)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(fā)展，高層建筑物施工項目數(shù)量不斷攀升，對于建筑物建設(shè)以及運營管理的相關(guān)要求也在不斷完善。在進行高層建筑質(zhì)量安全管理的過程中，相關(guān)施工單位應(yīng)當對變形監(jiān)測高度重視，將其作為質(zhì)量安全管理過程中的重要環(huán)節(jié)，為高層建筑的施工質(zhì)量提供保障。

1 高層建筑變形監(jiān)測

高層建筑質(zhì)量安全管理的內(nèi)在要求就是強化建筑物的變形監(jiān)測。由于高層建筑在施工的過程中會出現(xiàn)很多的問題，同時巖土層物理力學性質(zhì)和地質(zhì)構(gòu)造相對多變，加之建筑物地下水位的變化，周圍環(huán)境以及建筑物自身的荷載，這些因素都會導(dǎo)致高層建筑產(chǎn)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(yīng)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(shè)計的基本要求。

作為工程建設(shè)與精密測量技術(shù)高度結(jié)合的工作之一，建筑物變形監(jiān)測的主要任務(wù)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(shù)據(jù)信息，并提供必要的信息支持以及技術(shù)服務(wù)，助力工程質(zhì)量安全管理工作的順利進行。高層建筑變形監(jiān)測的主要內(nèi)容包括周圍環(huán)境、基礎(chǔ)、地基以及場地等方面[2]（見圖1）。

2 高層建筑變形監(jiān)測的特征

為了保障高層建筑變形監(jiān)測的基本需求得到充分的滿足，施工單位應(yīng)當意識到變形監(jiān)測的重要性[3]。變形監(jiān)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(qū)域多且作業(yè)內(nèi)容復(fù)雜，場地內(nèi)通常會有很多的設(shè)備與材料，難以形成良好的測量通視條件，監(jiān)測環(huán)境十分的復(fù)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(dǎo)致單次監(jiān)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(tài)性、持續(xù)性的變化過程，建筑物的變形是不斷發(fā)展的，并且這種變形是不可逆轉(zhuǎn)的。

因此，受到這些因素的影響，高層建筑變形監(jiān)測也呈現(xiàn)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(jiān)測的質(zhì)量，要對高層建筑監(jiān)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(fù)性的測量，以此為測量數(shù)據(jù)的準確性提供充分的保障。在此基礎(chǔ)上還需對數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)性的分析，并將分析結(jié)果及時地反饋給施工與設(shè)計單位，對建筑工程的施工提出相應(yīng)的指導(dǎo)。

3 高層建筑變形監(jiān)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(tǒng)的基礎(chǔ)上，對建筑物的重力場、形狀與位置進行實時監(jiān)測，準確體現(xiàn)出不同時間段內(nèi)物體空間位置的變化[4]?，F(xiàn)階段，應(yīng)用于建筑物變形監(jiān)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(dǎo)線測量以及三角測量等方式。在高層建筑物變形監(jiān)測的過程中，應(yīng)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(jié)果的影響進行優(yōu)化或消除。

3.2 攝影測量

在高層建筑物變形監(jiān)測過程中攝影測量有著十分重要的作用與意義。從監(jiān)測過程的角度進行分析，應(yīng)用最多的是地面立體攝影技術(shù)與地面單張相片攝影技術(shù)，這兩種測量技術(shù)能夠?qū)ㄖ镞M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(xiàn)出片框平面。而應(yīng)用地面立體攝影技術(shù)可以保障物體空間位置的移動和變形情況被及時發(fā)現(xiàn)。

在當下，各種現(xiàn)代科學技術(shù)發(fā)展十分迅猛，高層建筑變形監(jiān)測過程中無人機航空攝影測量技術(shù)也得到了廣泛應(yīng)用。相較于前兩種測量方式，無人機航空測量技術(shù)能夠?qū)Ω蟮哪繕嗣娣e進行有效監(jiān)測。

3.3 物理傳感器測量

在應(yīng)用物理傳感器測量方式的過程中，通常需要應(yīng)用大量的現(xiàn)代化設(shè)備，真正實現(xiàn)建筑物物理量向電信號的轉(zhuǎn)變，最終借助專業(yè)的設(shè)備對測量的數(shù)據(jù)進行有效處理，分析建筑物是否出現(xiàn)了變形的情況。

在實際應(yīng)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(yīng)用多波測距的方式對物理傳感器測量進行優(yōu)化。當下在高層建筑物變形檢測過程中應(yīng)用較多的是單、雙、三波測距儀，這三種測量方式都能夠?qū)崿F(xiàn)較高精度的測量。三種波長測距儀監(jiān)測精度量級見表1。

3.4 GPS觀測

作為當下測繪新技術(shù)在建筑物變形監(jiān)測過程中應(yīng)用最為重要的體現(xiàn)之一，站在監(jiān)測過程的角度進行分析，GPS觀測技術(shù)通過衛(wèi)星的手段實現(xiàn)全球無線定位導(dǎo)航，最后觀測建筑物是否發(fā)生了沉降的問題。GPS檢測技術(shù)的特點就是操作簡單、穩(wěn)定且高效，并且在實際應(yīng)用的過程中不需要進行高程系統(tǒng)轉(zhuǎn)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(jiān)測要點

4.1 編制監(jiān)測方案

作為整個監(jiān)測過程的指引，監(jiān)測方案的制定能夠為監(jiān)測依據(jù)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(jiān)測方案制定的過程中，應(yīng)當對質(zhì)量安全保障措施、編制依據(jù)、數(shù)據(jù)處理分析、工程概況、作業(yè)方法、設(shè)計參數(shù)以及監(jiān)測計劃進行充分的明確，最終的沉降觀測方案也應(yīng)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(yīng)當向建設(shè)單位、監(jiān)理等相關(guān)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(yīng)的監(jiān)測工作。

4.2 儀器設(shè)備的選擇與精度等級的確定

對整體監(jiān)測精度而言，監(jiān)測設(shè)備儀器的選擇對其有著直接影響。首先，在進行儀器設(shè)備選擇的過程中應(yīng)當充分保障其能夠滿足GB 50026—2007、JGJ 8—0216的相關(guān)要求。其次，在確定精度等級的過程中，若設(shè)計單位對精度等級進行了明確則應(yīng)按照設(shè)計單位要求進行精度確定，若無明確的要求則應(yīng)按照國家《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》的相關(guān)要求進行明確，按照常規(guī)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(jiān)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(shè)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(jiān)測頻率

為了充分保障高層建筑物變形監(jiān)測的質(zhì)量得以充分提升，應(yīng)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(jiān)測的時間應(yīng)對工程的實際性質(zhì)、進度進行考量，并結(jié)合荷載增加狀況、基礎(chǔ)形式以及地層情況進行科學的論證與分析。按照設(shè)計以及業(yè)主單位的要求、荷載增加的實際情況以及地基基礎(chǔ)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(jié)果

需要對監(jiān)測的數(shù)據(jù)進行整理并對監(jiān)測的結(jié)果進行編制，為后續(xù)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(jié)果，記錄表中不能有涂改，要現(xiàn)場計算和填寫表中的各項內(nèi)容，使各種問題能夠在當場及時發(fā)現(xiàn)。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(jié)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(zhì)量管理部門還應(yīng)當參照二級標準對委托方提交觀測階段性成果。

5 結(jié)語

總而言之，將變形監(jiān)測方法應(yīng)用于高層建筑建設(shè)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(yīng)充分明確監(jiān)測工作的特征、方法以及內(nèi)容，切實掌握監(jiān)測內(nèi)容對于建筑物相應(yīng)時間內(nèi)產(chǎn)生的變化，進一步鞏固建筑工程的施工質(zhì)量，確保建筑工程的安全性。

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【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(yīng)用。