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基于对工程建筑物变形观测的若干问题研究

2017-10-20 王开 勘测联合网

来源:《科技创新导报》2017年NO.14  

作者: 王开,男,汉,山东招远人,本科,工程师,研究方向: 变形观测。

  

摘 要: 近些年来, 我国国民经济得到了较为快速的发展, 在很大程度上促进了建筑行业的发展, 建筑物建设规模不断扩大, 对建筑物的安全性提出了更高的要求。 在此背景下 , 建筑物的变形观测工作重视程度不断被提升, 该文基于工程建筑物变形观测的必要性, 对观测内容与方法进行探讨, 以期使建筑物变形观测水平提升, 进而使建筑物投入使用后的可靠性、 安全性得到保障。

  

关键词: 工程建筑物 变形观测 重要性 方法

  

当前, 我国建筑行业发展程度不断提升,建筑工程项目越来越多, 规模也逐渐增大,这在很大程度上促进了人们生活水平的提升。对工程建筑物进行建设的过程中,在地基、外力等多方面因素的影响下, 常有变形问题出现, 严重影响建筑物的建设质量及使用寿命。因此,对建筑物实施建设时, 需注重变形的观测,在明确变形规律的基础上,对未来建筑物可能会出现的变形情况进行预测, 并提前采取相应的处理措施, 使建筑能够长久地安全使用。

  

1、 建筑物变形观测概述

  

1.1 工程建筑物中变形观测的必要性

  工程建筑物的变形观测指的是对沉降、 位移、挠度、振动等进行观测的工作, 主要目的是对建筑物的稳定性、 安全性进行了解,对发生变形的规律进行研究, 属于工程测量学的一个主要内容。 当前, 我国建筑物不断增多, 在长时间的使用过程中, 在多种因素的影响下, 建筑物常会发生变形, 在一定程度上威胁着人们的生命财产安全。因此, 为了使建筑物在建设及使用过程中的安全性得到保障, 需对变形观测工作进行开展, 以便于对建筑物的建设进行改进,在保证建筑物性能的同时, 延长其使用寿命。

  

1.2 工程建筑物发生变形的影响因素

  (1)地基的影响。 众所周知, 建筑物的基础是地基, 在很大程度上, 建筑物的稳定性由地基决定。 我国地形有很多复杂性, 对建筑物进行建设时, 即使在施工阶段就对地基进行严格的处理, 但建筑物建成投入使用后, 在地质构造、 土壤物理性等因素影响下,地基会有塑性变形出现, 使建筑物留下变形隐患。 (2)环境的影响。地下水位、温度等均可致使建筑物发生变形, 当前, 我国建筑物结构大多为混凝土结构, 此种结构受温度应力的影响较大, 常会有开裂、 变形等出现[1]。 另外,社会经济快速发展的同时, 自然环境遭到了破坏, 致使地下水流失, 从而使建筑物有沉降、 位移等出现。 (3)外力的影响。 现阶段, 我国高层建筑物较多, 建筑物本身承受着较大的负荷,加上振动、风力等外力的影响, 常会致使裂缝、 倾斜、 坍塌等变形出现。

  

1.3 观测的内容

  (1)地基的回弹观测。前面说到,地基是建筑物稳定性的主要决定因素, 因此, 建筑物变形观测需从地基的监测入手。一方面,对基坑回弹量进行测量,对基坑实施开挖前、开挖过程中、开挖完成后, 均需在基底面上对观测点进行埋设, 依据基坑开挖前后的高程差对总回弹量进行计算。

  (2)沉降量的观测。沉降是建筑物常见的一种变形,对建筑物变形进行观测, 需注重沉降量的观测, 一般情况, 实施观测时, 需将工作基点埋设于建筑物附近的稳固处,直接对位于建筑物上的观测点位移情况进行测定,以对沉降情况进行明确。 工作基点、 基准点之间组成一个网状结构, 测定、检验通常通过精密水准测量法进行, 也可采用电子水准器、液体静力水准仪进行测量。

  (3)位移的观测。 在外力影响下, 建筑物常会出现位移, 因此,对建筑物变形进行观测, 位移的观测也不可忽视。一般将观测点设置于建筑物周围, 采用相关测量仪器对建筑物水平位移情况进行观察, 以对建筑物倾斜、 沉降等位移情况进行明确, 从而为变形观测提供可靠性参考依据。

  (4)裂缝的观测。对因基础局部不均匀沉降导致的裂缝进行观测, 主要为裂缝位置、 大小与走向。

  (5)挠度的观测。 即建筑物受力后挠曲出现的程度。

  (6)摆动与转动。主要针对高层建筑,对建筑物在地震、日照、 风振等外力下摆动量、 扭曲程度进行观测。

  

2 、观测点的布设

  

(1)布设原则。建筑物变形观测工作中需涉及到较多内容, 但实际上,其实就是在观测点进行重复性工作,在确定好的观测周期内对建筑物变形具体情况进行测定。 可见,在变形观测工作中,观测点极为关键, 其布设直接关系到观测结果的准确性。因此,在建筑实施变形观测前, 需注重观测点的布设,布设前,对建筑物资料进行全面收集,以对建筑工程的项目进行具体了解,随后再依据观测目的、要求对观测点进行选择。对观测点进行选择的过程中, 需先从整体上进行, 再从局部进行, 先对能够对建筑物整体进行控制的点进行大范围确定, 再从局部进行细节性条件, 先将规划设计的工作做好,再实施实地考察与分析,最后再对点的具体位置进行确定与埋设。

  

(2)对点进行布设时需要考虑的因素。传统监测工作中, 点位一般设置于建筑物的外围, 测得的结果常会有误差出现。因此, 需在内部、外围均对观测点进行布设, 并注意以下问题的考虑:若所观测建筑物为民用与工业建筑物, 主要需进行均匀、 不均匀沉降的观测;对于高层建筑, 则主要注重振动变形的观测, 并对大气作用、温差作用、施工荷载进行考虑。总的来说,在对建筑物发生变形的具体原因进行研究时, 需注重实际情况的遵循,观测点的确定与布设应该有针对性,对多种方案进行对照分析后,对最佳方案进行确定, 以促进观测质量的提升。

  

3 、工程建筑物变形观测具体实施过程

  

3.1 对变形量测定精度进行确定

  (1) 对观测精度进行确定的依据。此参数能够对建筑物变形趋势、 实际变形程度进行反映, 直接关系到建筑物变形观测的效果, 也直接决定着观测方法与设备的选择。 因此, 对建筑物实施变形观测时, 需严格注重变形量参数的确定。 一般而言, 变形精度确定的主要依据是变形值、 变形的速度[2]。 同时,对变形观测精度指标进行确定时, 还需对可能会影响变形发生的因素进行分析, 保证所选精度的适中性, 不宜过高, 否则会使测量工作量、 成本增加。对于不同类型的建筑物, 观测精度有差异存在, 基于此, 对于不同建筑物的变形观测, 不能单一地将允许沉降量当作控制指标。 建筑物的沉降主要有均匀与不均匀沉降两种, 前者对建筑物不会产生明显破坏, 后者则会致使建筑物发生变形, 如果不均匀沉降超过了允许变形的值,则会致使建筑物稳定性、 安全性降低。 可见, 建筑物的变形监测中, 观测精度指标应该为不均匀沉降变形允许值, 以保证观测的准确性。

  (2)对观测精度指标的取值。变形值与观测精度有紧密的联系性,如果变形值比较小,观察精度的要求就会比较高,反之, 变形值较大时,观测精度要求则没有那么高。因此, 如果将允许变形值当作取值的依据, 则需注意以下问题:其一, 允许变形值也是一个需要进行观测的量,观测量变化时,观测精度无需随之进行变化;其二,在不均匀的沉降中,沉降观测精度应该能够对建筑物变形允许值进行反映, 需对允许存在的偏差进行合理控制,在变形允许值过大的情况下, 测量误差可能会比这个允许值大,将影响到判定的准确性。

  

3.2 对变形观测周期进行选取

  (1)选取原则。建筑物发生变形的过程中属于一个时间函数,随着时间的推移, 变形不断累积,且变形发生的速度可能均匀, 也可能不均匀, 但在实际情况中, 对于变形次数的观测有一定局限性。对此, 为了使分析结果更加准确,就需对连续观测周期进行选择。重复观测频率会受到观测内容、 变形大小与速度的影响。因此,进行观测的过程中, 需尽量不要将建筑物发生变形的时刻错过, 并对变形过程中存在的一些特点进行把握。对变形观察频率进行确定时, 需在客观分析建筑物实际情况的基础上进行, 在保证变形观察精度可以得到满足的前提下, 使观察效率提升。

  (2) 对沉降观测的周期进行确定。对建筑物变形的过程进行分析时, 变形速度的研究是一项重要工程, 关于沉降观察周期的确定, 通过多次经验公式可实现。 但在具体工作中,对观测次数、 相邻观测间隔时间进行确定时, 需严格注重实际情况的考虑。 例如, 对建筑物进行施工时, 对于观测次数、相邻观测间隔时间的确定, 需对地基稳定性、 荷载施加情况进行考虑; 建筑物投入使用后, 需对沉降情况、地基土壤类型风进行确定。 如果发现有较为严重的不均匀沉降出现, 应及时采用相应的措施进行处理, 并持续进行观测, 以免造成 严重危害。

  (3)倾斜观测。通常情况下,对建筑物主体倾斜情况进行观察的周期是1~3个月进行一次观测,在此过程中,若倾斜的速度呈现出加快趋势, 需适当将观测次数增加。对建筑物进行施工时, 应同时开展建筑物沉降观测工作,以便于为建筑物变形程度、沉降的分析提供参考资料。另外,温度与风力荷载也会对建筑物产生影响, 使其变形, 因此,对建筑物进行倾斜监测时, 需避开风力较大、 日照较强的时段, 使观测结果的准确性得到保障。

  (4)水平位移的观测。对水平位移观察的周期进行确定时, 如果建筑物处于不良地基区域, 则需对沉降观测结果进行考虑; 如果监测工作会受到基础施工的影响, 则需对施工进度进行考虑, 结束施工之前, 每天需进行一次观测。 另外,对土体内部有侧向位移的建筑物进行观察时, 需依据工程进度、 变形程度来对观测周期进行确定。

  

4、 结语

  

总而言之,对于工程建筑物而言, 变形观测工作极为关键,直接关系到建筑物的性能与安全性。因此,在对工程建筑物进行建设的整个过程中, 需注重变形观测工作,动态了解建筑物的变形倾向、 变形情况, 并对未来可能会出现的变形情况进行预测, 以便于积极施予及时性的干预, 使建筑物稳定性、 安全性能够得到保障。

  

参考文献

  [1] 郑丽.工程建筑物变形监测数据预测分析[J].安阳工学院学报,2015,14(6):55-57.

  [2] 仝海飚.论工程建筑物变形观测的重要性及其数据分析[J].华北国土资源,2014(4):71-72.


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