房屋建筑結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測工作中的主要問題分析
日期：2018-04-23
房屋建筑結(jié)構(gòu)在施工過程中會因施工材料特性、施工方法和構(gòu)件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等原因出現(xiàn)一定誤差，需要通過變形檢測等手段進(jìn)行檢驗(yàn)和修正;房屋長時(shí)間使用的過程中，也會因氣候或構(gòu)件缺陷、材料老化等原因?qū)е挛⑿∽冃蔚某霈F(xiàn)，需要通過變形監(jiān)測的手段予以發(fā)現(xiàn)并提前預(yù)防災(zāi)害的發(fā)生。但房屋建筑結(jié)構(gòu)即使出現(xiàn)變形，其變形幅度也十分微小，非專業(yè)檢測手段根本難以發(fā)現(xiàn)，這就對房屋建筑結(jié)構(gòu)變形檢測工作造成了極大的困擾。因此，監(jiān)測和診斷超房屋結(jié)構(gòu)的健康狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)損傷，對可能出現(xiàn)的災(zāi)害進(jìn)行預(yù)測，評估服役結(jié)構(gòu)的安全性、可靠性、耐久性和適用性具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義此。
一、房屋建筑結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測內(nèi)容
1. 房屋建筑結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測
從20世紀(jì)90年代以來，房屋建筑結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測手段的硬件和軟件迅速發(fā)展，監(jiān)測范圍不斷擴(kuò)大。其主要監(jiān)測內(nèi)容有沉降監(jiān)測、傾斜監(jiān)測、裂紋監(jiān)測等。
2. 基坑工程周圍環(huán)境監(jiān)測
在城市建筑密集地區(qū)施工，不僅要求保證房屋建筑本身的安全性，還必須保證鄰近建筑的安全使用。在基坑開挖以及以后的施工過程中，由于地下水位下降、荷載增加以及其它一些不確定因素，必然引起周圍環(huán)境變化，這在工程中稱為基坑工程環(huán)境效應(yīng)。在基坑工程中，必須對周圍的房屋建筑進(jìn)行安全監(jiān)測，以確保其安全使用，其中主要是對房屋建筑進(jìn)行沉降觀測和傾斜觀測。
二、房屋建筑結(jié)構(gòu)變形檢測特點(diǎn)
由于沉降監(jiān)測在土木工程起初主要應(yīng)用于橋梁結(jié)構(gòu)上，形成的橋梁的監(jiān)測理論是基于歐拉梁的形式，如曲率模態(tài)，它只考慮了彎曲變形的影響 房屋建筑結(jié)構(gòu)體系一般采用筒中筒 、框筒、框剪結(jié)構(gòu)，因此在側(cè)向荷載作用下，還需要考慮剪切變形的影響。直接將橋梁監(jiān)測理論應(yīng)用于房屋建筑還需要進(jìn)一步探討 。
不同于橋梁或普通建筑，房屋建筑結(jié)構(gòu)（尤其是超高層結(jié)構(gòu)）具有非常大的高度，風(fēng)荷載往往成為結(jié)構(gòu)的控制荷載。在側(cè)向荷載作用下，房屋建筑結(jié)構(gòu)的水平位移過大容易引起結(jié)構(gòu)損壞或失穩(wěn)，從而影響結(jié)構(gòu)的可靠性和安全性。因此，對房屋建筑結(jié)構(gòu)的水平位移監(jiān)測與控制是房屋建筑變形監(jiān)測的重要內(nèi)容。以往橋梁或普通建筑位移監(jiān)測主要使用加速度傳感器、激光全站儀或位移計(jì)，但由于房屋建筑獨(dú)特的結(jié)構(gòu)體系、動力特性和周邊環(huán)境，這些方法一定程度上應(yīng)用于房屋建筑結(jié)構(gòu)還不太成熟，水平位移監(jiān)測相對比較難。目前， 還未有成熟的理論和技術(shù)來監(jiān)測房屋建筑結(jié)構(gòu)的水平位移。
三、觀測周期的確定
房屋建筑結(jié)構(gòu)變形是一個(gè)漸變過程，是時(shí)間的函數(shù)，而且變形速度不均勻，但變形觀測次數(shù)是有限的，因此，合理的選擇連續(xù)觀測的周期，正確分析變形結(jié)果是確保房屋建筑結(jié)構(gòu)自身安全的重要因素。變形觀測從房屋建筑施工開始，到停止使用結(jié)束，貫穿整個(gè)過程，相鄰兩次變形觀測的時(shí)間間隔就是一個(gè)觀測周期。
對于沉降觀測，從分析變形過程出發(fā)，變形速度值比變形絕對值具有更重要的意義。對于傾斜觀測，房屋建筑主體傾斜觀測的周期，可視傾斜速度，一般每1～3個(gè)月觀測一次，若由于基礎(chǔ)附近大量堆放或卸載等導(dǎo)致傾斜速度加快時(shí)，應(yīng)及時(shí)增加觀測次數(shù)。另外， 應(yīng)避開強(qiáng)日照和風(fēng)荷載較大的時(shí)間段，以免使測量誤差過大而影響觀測分析結(jié)果的真實(shí)性和可靠性。水平位移觀測的周期，對于不良地基土地區(qū)的觀測，亦可與沉降觀測協(xié)調(diào)考慮確定;對于受基礎(chǔ)施工影響的相關(guān)觀測量，應(yīng)按施工進(jìn)度的需要確定，可每天或隔幾天觀測一次，直至施工結(jié)束。
四、房屋建筑結(jié)構(gòu)變形檢測常用方法
變形監(jiān)測目的是為了實(shí)時(shí)的了解房屋建筑的變形情況，確保房屋建筑的安全使用，就靜態(tài)變形監(jiān)測而言， 監(jiān)測方法包括常規(guī)地面測量方法、近景攝影測量以及特定條件下采取一些特殊的測量方法。
1. 房屋建筑沉降監(jiān)測方法
沉降觀測常用水準(zhǔn)測量的方法，也可以采用液體靜力水準(zhǔn)測量的方法。一般房屋建筑物和深基坑開挖的沉降觀測，通常用精密水準(zhǔn)儀，按國家二等水準(zhǔn)技術(shù)要求施測，將觀測點(diǎn)布設(shè)成閉合環(huán)或附合水準(zhǔn)路線聯(lián)測到水準(zhǔn)基點(diǎn)上。采用水準(zhǔn)測量進(jìn)行變形監(jiān)測，必須做到固定觀測時(shí)間、固定觀測路線、固定觀測人員、固定觀測儀器。
2. 傾斜監(jiān)測方法
傾斜觀測方法比較多，對于基坑監(jiān)測，常采用鉆孔測斜儀對支護(hù)樁進(jìn)行傾斜觀測。對于房屋建筑上部的傾斜觀測，傳統(tǒng)的測量方法包括經(jīng)緯儀投點(diǎn)法、全站儀坐標(biāo)測量法等等，在實(shí)際工程中常采用回歸平面法。
3. 水平監(jiān)測方法
水平位移觀測根據(jù)房屋建筑類型不同采用不同的方法，直線型建筑常用基準(zhǔn)線法、引張線法、距離丈量法;曲線型建筑常用測角前方交會、精密導(dǎo)線法;房屋建筑頂部相對于底部的偏移、豎直中心是否鉛直（撓度）可用測角前方交會法、經(jīng)緯儀投點(diǎn)法等。
4. 裂紋監(jiān)測方法
當(dāng)基礎(chǔ)撓度過大時(shí)，房屋建筑可能由于剪力破壞而出現(xiàn)裂縫。裂縫觀測可在裂縫兩端分別固定一鐵片，其中一片緊壓在另一片上，在邊緣涂上油漆，當(dāng)裂縫發(fā)生變化時(shí)，便會露出未涂漆的部分，這個(gè)就是裂縫的變化量，采用千分尺或游標(biāo)卡尺量取其變化量。
五、結(jié)束語
房屋建筑結(jié)構(gòu)具有不同于橋梁結(jié)構(gòu)的特殊性，因此，在房屋建筑結(jié)構(gòu)變形檢測的過程中不能照搬橋梁結(jié)構(gòu)變形檢測的方法和設(shè)備，應(yīng)針對房屋結(jié)構(gòu)本身的特定作相應(yīng)的調(diào)整。但是，對與橋梁結(jié)構(gòu)變形檢測過程中的一些成熟的經(jīng)驗(yàn)，在房屋建筑結(jié)構(gòu)變形檢測過程中可以借鑒和參考。另外，我們應(yīng)積極學(xué)習(xí)國外先進(jìn)的房屋建筑結(jié)構(gòu)變形檢測技術(shù)，探索并建立起一套符合我國建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和氣候特點(diǎn)的，完善的房屋建筑結(jié)構(gòu)變形檢測體系。
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