高层建筑物变形监测方法研究

　　摘要

随着国民经济的快速发展和城市化进程的加快，建筑业正在向高层、超高层发展。现在随着我国经济的不断加快，特别是国家实行国家开放政策以来，我国的建筑业也得到了快速的发展，从多层正向高层甚至超高层发展。在我国建筑业刚起步阶段，我国还是基本多层建筑，大多是采用砌体砖砌筑，这种多层建筑大多会出现沉降或者裂缝，甚至会歪斜，会影响居住者的生命财产安全，给国家带来重大的经济损失。我们在对建筑的施工中要非常重视对建筑的变形观测，它是建筑施工中非常重要的一环，变形监测只要是监测建筑的变形量是否满足建筑的使用安全性，是对建筑物实时获取动态信息最要的的手段。在数量和科研中扮演着重要的角色。会主要台阶和dachbau调查和研究手段和程序变形建筑物的监测和确保稳定,以及同什么样的方法和程序,有效地控制转型建筑物的安全建设和环境保障。简而言之，在建筑和设计方面最重要的学科之一，是对建筑物的观察，特别是对地理学，对所监测的水水平变化的观察，还有观察力度和噪音。

　关键词：建筑物变形监测建筑基坑变形

第1章绪论

　　1.1研究背景及意义

改革开放以来，我国建筑业得到了工程建设的快速发展。随着人民生活水平的提高和人口数量的增加，建设项目的数量也在迅速增加，并朝着高层和超高层建筑的方向发展，出现了许多技术进步。在1997年以前，中国还只有很少的大型建设项目，很多都是多层、中层。截止到2000年我国建造小高层的建筑已经达到1亿平方米，那么多层的建筑面积更是非常多。在国家实行开放以后高层及超高层陆续进入北上广等一线城市，随之进入全国各二线城市。建筑业其实一门实践性非常强的专业，而且是需要不断完善不断进步、不断开发的的一门学科，这门学科我们国家还有很长的路要走。因为我们国家个设计理念与国外还有很大的差距，对于工程的检测及预测经验还是不够多，事故的发生率还是相对比较多，对于周边的复杂性、建筑物的检测技术不够，给社会造成了很严重的后果。在xxx颁布的《建设工程安全生产条例》中，列举了7个风险较大的建设项目子项目，其中建设项目占2个，可见建设工程的安全越来越受到国家和人民的关注。部分专家、教授对我国160多起建筑工程事故进行了详细的调查分析。根据我们对一些事故的分析，我们总结出一个结论：建筑工程的一些事故的发生很多与检测不利及对危险的预判不到位造成的，只要我们将这些危险通过前期的预测及过程的检测及时将危险消除，就能够防止很多事故的发生，或则能将事故降低，这对我们的生命安全及财产都是有非常必要的，也必须要去消除的。近些年来，我们国家通过一些理论研究与工程实践相结合，对施工现场的动态监测也是越来越多样化、越来越信息化，我们通过这样的手段不断完善对过程的把控能力，进而避免了很多事故的发生，也是提高施工水平有力的手段。我们通过对项目建造的过程监测，为施工提供相关数据的反馈信息，并且为周边建筑环境的保护也提供了依据，我们将检测结果进行分析对比，并反馈给相关设计，进而验证我们的相关结论，为今后优化提供可靠的数据支撑。总括而言，建筑物变形监测是整个建筑物设计、监察及建造过程中不可或缺的一环。

1.2本文研究的主要内容

本篇研究构筑物的相关变形监测的方法。必须要知道建筑物本身为什么要监测、他的目的是什么？监测的内容及方法及相关依据，我们通过对具体实物建筑体进行研究、探讨。建筑物的变形观测主要包括对建筑物地基基坑的监测、水平位移的监测、建筑物本身的一些特性比如扰度及裂缝的大小控制等，根据对这些事项进行分析进而得出相关数据的比较，研究出减小变形监测的方法，进而使建筑物监测数据更加准确可靠，使监测对建筑物的建造起到实质性作用。

　第2章建筑变形监测概述

　　2.1建筑变形监测

在建筑建造过程中的变形观测是指建筑建造的过程中对建筑物及其周边的环境进行监测及检查的一项任务。建筑物的变形观测主要包括对建筑物地基基坑的监测、水平位移的监测、建筑物本身的一些特性比如扰度及裂缝的大小控制等，根据对这些事项进行分析进而得出相关数据的比较，研究出减小变形监测的方法。变形监测是通过利用一些相关仪器对一些建筑物或则构筑物进行监测的一种方法的统称主要进行水平方向、竖直方向、沉降及倾斜等变形图在各种荷载及外作用力下，变形体的大小、形状可能会有一定的变化，在现实生活中，有些变形会造成严重的人身伤亡。变形监测应该根据变形体的性质和基本内容来确定，除了对外部的一些监测还有被观测对象本身的内部的一些观测内容。

2.2建筑变形监测的必要性

我们通过对建筑的的观测工作，能够快速并准确的发现建筑物所存在的不稳定性，并能够准确分析不稳定性的原因及采取的措施，相应的能够及时保护各业主的切身利益及生命财产安全。并通过这一系列研究反馈到建筑施工中，建筑物不可避免的的会进行一些变形例如下沉、倾斜、裂缝等，有些是属于质量缺陷有些进而会发展成为事故，给国家和人民的生命安全及财产安全都会产生很大的损失。对建筑物的变形观测是必须要采取的措施也是非常有必要的。通过科技的进步，检测越来越准确，检测越来越简便，给国家的飞速发展，给人民的安全保障也越来越明显。

　2.3建筑变形监测的目的

变形监测在测量实践和科学研究中发挥着重要作用。为了全过程时时刻刻掌握施工现场的动态施工情况，我们必须要及时发现施工现场的变形情况了如指掌，这也是保证工程的安全我们必须要做的，必须从地下工程到地上工程从开始到结束全过程的进行监测，时时刻刻保持警惕，时时刻刻获取相关数据。如果不对工程进行监测，发现问题，采取措施控制变形，就很难保证工程的安全和人民的生命财产安全。对变形观测的主要目的是为了以后建造提供数据支撑，通过对施工现场实时动态联测及为保护周边的建筑及环境提供安全保障，也为以后建筑物的设计优化及安全施工提供数据支撑。

2.4建筑变形监测方案的设计

　　2.4.1设计的原则

监测方案的设计必须以收集有关数据和资料为基础的综合分析为基础，因为这些方案对建筑物的设计、建造和运作有重大影响。监测过程需要可靠的设备检测设备和科学的方法，需要考虑保证监测的可靠性。这是监控中最基本、最重要的监控原则。其次是多层次原则。物理监测的主要方法是监测，主要涉及位移。仪器监测是监测的主要手段，目视是辅助方法应该尽快监控和实施。4个实用方便的原则。为了减少监测与施工过程中的干扰，监测系统的安装及测试要相对简单，操作方便，实用性强。5.经济合理性原则。为了降低监控成本，在系统设计中应作为实用而廉价的仪器。

2.4.2方案内容的制定

建筑监控不是一个简单的信息收集过程，而是一个综合的信息收集和预测系统，因此必须在施工前制定严格的监控程序。监控程序设计通常需要包括以下关键方面：1.确定监控的目的。要在不同环境中建立监控，您需要关注不同的环境。根据场地的水文条件、土木工程和地质条件以及周围环境确定。2.确定和保护参考点和监测点。3.确定监测方法的准确性、频率和监测周期。

　第3章建筑基坑变形监测内容及方法原理

本章我们将结合相关实例来带大家了解一下关于变形监测的相关内容，同时也带大家共同来分析及研究下监测的相关内容及方法原理。

　3.1工程概况

在设计建设项目的监测内容之前，参考国家和地方的相关法规和标准，熟悉建筑设计方案和施工图，了解项目的施工组织设计，进行必要的现场勘察，是必须要做的。确定变形监测内容和相应的监测方法。在本章中，我们将根据工程实例确定基坑变形监测的内容和方法的原则。工程概况如下。本工程位于郑州市中原西路以南、西三环以西地块。基础采用800mm、700mm的筏板基础。

这个工程的建造等于+148.05的绝对高度。项目分为西部和东部两部分。开挖深度为6.60m，电梯井深度为1.35m~1.80m。东区基坑围护墙主要由φ700 900钻孔灌注桩组成，有效长度为12.5m，深部采用φ800 1000钻孔灌注桩，有效长度为16.0mφ800 1000钻孔灌注桩主要用于西区基坑围护墙，有效长度为17.5mφ900 1100钻孔灌注桩用于基坑边缘局部深度，有效长度为21.0米。东区南侧及西区采用3φ850 1200单排三轴搅拌桩止水。东区其他地区采用单排三轴搅拌桩(3φ650 900)，桩间距为600，重叠度为250，重叠度为850，桩长为14.5m和17.5m,桩间距450，重叠层200，重叠层650，桩长14.5,17.5m，搅拌桩与钻孔灌注桩净距100ー200mm，围护桩与搅拌桩之间设置挤密灌浆，搅拌桩桩顶为150mm厚c20混凝土。基坑底部采用双轴水泥搅拌桩(2φ700 1000)加固，基坑深度在基坑底部以下4米。

　3.2变形监测的主要内容

根据工程要求、周围环境、坑本身的特点及相关工程经验，测点的布置主要按照安全、经济、合理的原则在以下范围内。挖沟深度的两倍多：对于基坑外的监测相关设计单位应该编制相关的的技术方案及相关数据。主要包括标准沉降及标志的布置方案、沉降相关精度指标的确定以及观测周期及观测时间。负责相关数据测量的单位应当按照相关技术说明书编制相关的因此，研究区域内的所有水准石都应放置在水准路线上，水准石的高度应根据国家标高系统确定。因此，在这些水准石与最近国家的海拔之间应该划一条水准线。

一旦开始测量bodengrenzen不会开始观察土壤中相关的建筑物,使土壤通过相应abvertragen相同temperaturmessung大楼的相关学分和化学品以及确定土壤提供的数据和这些沉淀物的影响进行比较。测量会第一阶段结束时，将建立标准测量标准，具体测量值值与点数之间的点数与地面点之间的点数，并计算间隔间隔间隔所测的偏差。在极端情况下，瓶颈可以调节速度、定位现场观察力并计算扫描速度。最后一项任务是建立一套瞧瞧建筑物的高度和降雨量的清单，以及一种简短的清单。建筑物内部土壤沉降和陈腐方面的信息可以通过改变温度或地下水位和引入反馈机制重新掌握。

变形观测网格由观测参考点和观测点组成。参考点是村庄观测的观测参考点是，测量相关相关点位移动的基础点。沉降观测的准确性是取决于监测的目的及建筑物结构及地基变形。其中观测点的变化值不能超过其限值，若在测量过程中其限值小于误差值，那么变形观测的精度通常尽可能高的精度。

　3.3监测方法原理

监控采用整体环网布局和侧网点分层布局，保证所有监控任务的一致性，提高监控精度，指导相关监控贯穿施工全过程。就是首先布置统一的监测控制点，然后再在这个基础上布设监测点。并且相关检测设备及方法一定要精准正确。第一次观察前，应该对所有仪器的各项指标进行检验如有必要请有相关资质的单位进行相关鉴定。在连续使用半年后应该对仪器设备进行从新校准。在观察过程中，操作人员需要相互配合，仔细检查。建议前后观察时使用同一水平仪，每次观察都要观察原来统一的路径，避免阳光直射。前后视观测最好使用同一水平尺，每次观测应按固定的观测路线进行，避免直射阳光，当观测图像清晰稳定后，观测环境跟原来保持一致，然后方可进行读数。随时观测确认时，要立即观测，检查对应参考点的海拔在雨季是否发生变化，并反馈每次观测数据。如果每天支付量持续超过1毫米，应立即停止施工。并跟相关部门及时采取应急措施。

　3.3.1监测点水平位移测量

你得抛出轴在度量线两头都选择一个固定的a和b位置与点a的经度纬度相等。他们把经纬度调整到一点b然后以a和b作为参照点如果该对象的经度测量了长度到起始点的水平导向度，那么在测量曲线之间的E的水平偏移是使用轴向投影。分别在测量线的两端每个变形监测器的e初始值为平均值的两倍。使用瑞士野生t2经纬仪。

　3.3.2围护结构侧向位移监测

将上述所带的导槽的管子固定在基坑地下基坑桩笼上的管子直径为φ70mm。内壁有两组相互呈90°的垂直导向槽。埋设时，一组导槽应与围护结构垂直，另一组导槽应与基坑围墙平行。在测试过程中探测仪的探头导向凹槽内。经过一段时间的恒温后，x方向的位移可以从底部测量到顶部(间隔0.5m)。我们测试应该以光学的仪器测量的管子为控制值，在钻基坑之前，每个孔都应进行两次测量，并以平均值作为初始偏移量。

　3.4监测频率与资料整理提交

　　3.4.1监测初始值测定

要获得基准数据，必须在施工过程中及时设置观测点，并及时测量初始值。监测的参考点必须在施工前设置，只有在观察确定参考点后才能使用。稳定数据是观测数据精准度不能超过其2倍，并且也不能少于3个基准点，并且必须要设定与建造工程的范围之外。在监测期间进行测试主要测试其稳定性。必要时采取必要的防护措施来保障检测的稳固性。

　3.4.2施工监测频率

监测时，应根据工程合理的工程条件，合理调整观测时间和时间间隔，经济、安全。根据以往类似项目的经验，建议监测频次见表3-1（最终监测频次应与设计、总承包商、业主、监理及相关部门协商确定。增加）。

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说明：1、现场监测采取定时观察与跟踪观察相结合的方式。

2、监测频率可根据监测数据的变化适当调整。

3、如果监测数据发生突变，监测频率将每天加密2-3次。

4、每次监测的数据应根据基坑的连续施工情况进行连续施工。

第4章建筑沉降监测

　　4.1监测方法的分析与确定

据统计，高海拔测量单位和准确的三角仪是目前监测建筑物底部的最重要方法。直觉上被称作几何度量是测出飞机飞行高度的关键一个九头水星会借助温度计和九头水星一起工作，用来测量地面上两点之间的高度，并且用已知的高度来测量两点之间的高度。它能算出你想要的数量问题的主题如果两点之间距离很小，就可以测量地面两点与水面值的差距。测量三角形高度的基本原理是在正确位置和定点(或天涯海角)和水平水平之间采取三角学。尽快把梁木安排好而且这是一种很简单、非常灵活的方法不受地形条件的限制。由于水准测量通常用于监测变形，本章重点介绍几何水准测量在基坑沉降监测中的应用。

　4.2点位布设

(1)为了保证多种因素的稳定性、可靠性和方便性，在边坡开挖时，桩壁测量点一般设在混凝土圈梁的顶部，水泥混合桩、土钉墙、顶压、找平专用标志设在顶部，在沉降观测前测量基准点，系统严格统一。沉降观测每月进行一次，采用一级水准法。柱的沉降量测点应直接布置在柱上方的支承面上，监测重点应放在支承相交的许多复杂位置的安装上，以及作为施工栈桥的柱上。

(2)沉降站的放置：根据您的设计要求放置两个沉降站。站点的放置应避免干扰标准的障碍物。垂直尺应远离墙（柱）面和地面。设计要求沉降观测点设置在建筑物地面以上0.5米的高度。

　4.3建立高程控制网施测

不得在远离建造工程影响范围的地方设置超过3个稳定的高程基准点。测量高程基准点的时候应当与施工高程的基准点仪器测量，组成水准网然后进行联合测试。根据测量的结果，对沉降观测的基准点进行整合联合试验。采用等级与铟瓦合金尺光学测微计法测高差时，对奇数台站的观测顺序为前后倒序，偶数台站的观测顺序为前后倒序，奇偶台站的观测顺序与偶数台站的观测顺序相同。

4.4观测技术要求

标杆网络将按照国家二级水准标准和建筑变形指标的二级水准要求执行。精密水准测量的主要技术参照表4-1：

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天文台：此高程监测参考网络使用WILDNA2+GPM3自动调平设备和匹配的铟瓦尺。为保证观测精度，制定观测标准如下。

（一）在运行前制定运行计划，使现场观察有序进行。

（2）观察前对inwa尺进行综合水平检查和支持。

③观察方法：移动到奇数站“后-前-前-后”和偶数站“前-后-后-前”，返回奇数站“前-后-后-前”。，甚至站“后前”-之前“之后”。当前向测量变为后向测量时，两个标尺互换。

④车站视线长，视线差，视线高。

4.5沉降观测的数据处理

科学家还利用测量沉降物的时间，来计算沉降物的实际长度。对观察结果的评价和分析必须符合下列要求:(1)尽量减少观察结果在系统上的差异;2.充分处理突发错误，以及正确区分错误信息和转移问题;3)处理定期观察结果应以统一数据为依据;4)根据网络的要求准确评估观察情况及其质量。仪器采用ds1级和invar合金刻度，用光学测微仪进行观测。根据第一级精密观测，读数为0.01毫米。观测时间安排:在主体建筑物向后倾斜前两次，共同测量4个基准点和4个目标点，并将高程值作为沉降观测的基础数据记录下来，每天通过4个基准点观测主体建筑物上的4个目标点，记录每个目标点的高程值，与前一天的高程值比较，然后与基准值比较，检查沉降情况，指导施工。

测量的每一步都按照时间顺序排列，以计算到达控制点的不同击打、平均数和截击速度。测量和分析观察值需要精准控制观察值的系统差异，使之最小化;适当处理随机错误以及正确分离错误和转移症状;这一期间的观察是否基于统一数据;根据各种网络需求，合理估计观测结果的准确性，正确评价观测结果的质量。该仪器使用ds1级和因瓦合金标尺，并用光学千分尺进行观察。根据一级精度观测，读数为0.01mm。观测时间表：主楼后倾前，对四个参考点和四个目标点进行两次测量，记录高度值作为沉降观测的基础数据，每天在四个参考点对主楼进行观测。记录各点及各目标点的海拔高度值，与前一日海拔高度值比较，与标准值比较，确定沉降，指导施工。

改正后停止改正，一周后观察主楼目标点，每月进行下一次观察。如果建筑物稳定，则每季度每年四次。由于异常校正施工刚刚完成，本文仅列出了异常校正施工中各目标站在异常校正过程中的沉降数据和偏差校正趋势图。我们会监控付款，每次填写数据表，并及时交给纠错人员。修正偏差值为0.1mm，沉降观测值为0.1mm。从实测沉降曲线可以看出，m4点处的沉降呈先增大后正常的趋势。这与建筑改造过程是挖空地基底部的事实是一致的。点m1、m2、m3。它可以通过自身重量的作用逐渐后退。到达预期位置后，m1，m2，m3和m4四点一起下沉，变得稳定。通过对监测数据的分析，数据准确可靠，与工程实际情况吻合较好。

　结论

变形程度是测量一个物件或物件，从而决定了空间的形状。上述仪器的关键之处在于可以利用测量方法来识别可塑事物的可塑性和特性，从而提供数据进行分析和预测变形。此外，它是现代技术的一项重要技术，可以确保可靠、高效地变化，及时获得数据以控制变化并有效处理这些数据。由于现代科学和数学等重要学科的发展，变形监测的主题被认为是比较成熟的。工程测量是要求精确的，数据的误差不能超过一定的数值。在测量开始的时候，我们认为工作简单，为了节省时间，追求速度。加上仪器在测量时候的不精准，导致在测量的过程中出现了许多了差不多。认为每一段有一点点的小误差很正常，也没有过多的追求准确。以至于在后来的内业计算的，出现了不可弥补的错误，我们还抱着侥幸的心理想修改数据。最终也是以失败告终。终于明白，对待测量，只有小心，认真，加上仔细，测量的过程不能有一丝的马虎，保证数据的准确性才是节省时间，提高效率的方法。

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　致谢

毕业设计这段时间是我学生生涯最有价值的一段时光。这里有治学严谨而不失亲切的老师，有互相帮助的同学，更有天天向上、融洽的学校生活氛围。首先我要感谢我的指导老师，本论文是在老师的指导下和同学们的帮助下修改完成的在此我要向他们的细心帮助和指导表示由衷的感谢。在这段时间内我从他们身上学到了很多，不仅仅是专业知识更感受到他们工作中的兢兢业业，生活中的平易近人。同时他们忘我的工作精神也值得我去学习。

天下没有不散的宴席，直到我开始写致谢语的这一刻才真的要与这所学校告别了，没有伤感更多的是遗憾，不如意事十有八九，过去的不能再回来，人应大胆的往前走，往前一步可能就是幸福。

最后感谢这些年来学校和各位老师对我悉心的培养和教育，特别是这次对我的毕业论文做出巨大贡献的老师，这些将是我永远的财富！在此我衷心的祝福你们身体健康，工作顺利，万事如意。