既有房屋变形测量关键技术研究文献综述

1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000 字左右的文献综述：

1.1课题背景

近年来，随着我国经济的快速发展，城市化进程也不断加快，新建房屋面积日益增多，但在建设过程中极易引发周围环境及既有建筑物的变形，而建筑变形的原因是施工方案制定的重要依据，因此对既有建筑变形的监测及技术进行详细研究就显得尤为必要。

建筑物的建设中，从工程施工到竣工，以及建成后的运营期间都要不断地对工程建筑物进行监测，以便掌握工程建筑物变形的一般规律，及时发现问题，及时分析原因采取措施，保证工程建筑物的安全。大型建筑物运营中的安全问题成为政府、地方部门和使用单位十分关注的重要问题，大型建筑物的安全监测也越来越受到人们的重视，重要建筑物变形监测目的体现在：分析和评价建筑物状态、验证设计参数、反馈设计及施工质量、研究正常的变形规律和预报变形的方法等方面。建筑物的本身也会因为变形及其外部荷载与内部应力的作用发生变形，但如果变形量一旦超出限度的时候，建筑物的使用就会受到影响，如果更严重的话就会危及建筑物的安全。因此，在施工、管理、使用的阶段对建筑进行变形监测是非常必要的。对高层建筑的变形规律进行分析，有效预测高层建筑的变化趋势，对高层建筑进行安全监控，确保高层建筑安全运营有着重大意义。

1.2研究现状

建筑变形测量是对建筑的地基、基础、上部结构及其场地受各种作用力而产生的形状或位置变化进行观测，并对观测结果进行处理和分析的工作^[1]。从规范上额定义来看，变形监测主要主要分为两部分：变形观测以及后期数据处理。 变形观测主要分为两部分 ，沉降观测和倾斜监测。

沉降观测是测定建筑物、构筑物上所设观测点的高程随时间的变化的工^[2]。建筑物沉降产生的原因主要源自地基的应力状态发生变化而产生变形^[3]。文献[4]阐述了沉降观测工作前期，关于观测点的埋设方法。包括在建筑上埋设的位置、埋设的高度、埋设的间距等具体问题。文献[5]对沉降观测的基本方式方法进行了说明。主要应用到的仪器是水准仪。

变形观测的另一个主要方面则是倾斜观测。建筑物产生倾斜的原因主要是地基承载力不均匀，建筑物体型复杂形成不同荷载及受外力风荷，地震等引起基础的不均匀沉降^[6] 。文献[7]对倾斜观测点和测站点的布设做出了具体的要求，包括3个方面：当从建筑外部观测时，测站点的点位应选在与倾斜方向成正交的方向线上距照准目标1．5～2．0倍目标高度的固定位置。当利用建筑内部竖向通道观测时，可将通道底部中心点作为测站点；对于整体倾斜，观测点及底部固定点应沿着对应测站点的建筑主体竖直线，在顶部和底部上下对应布设；对于分层倾斜，应按分层部位上下对应布设；按前方交会法布设的测站点，基线端点的选设应顾及测距或长度丈量的要求。按方向线水平角法布设的测站点，应设置好定向点。

建筑物在施工和后期运行过程中的变形总体来说是缓慢的，所以在某一时间间隔内的偏移值相当的微小。为了保证观测结果的准确性必须对其进行精确观测和精确计算^[8]。像经的全站仪称为倾斜观测的首选。免棱镜全站仪避免了司镜人员纬仪一些仪器，受到仪器本身的精度影响及观测条件的限制，测量结果往往不能达到要求，因此高精度怕高的危险和被测点用棱镜对中误差的影响^[9]。这种测量技术经过理论和实践论证是完全可以运用到实践中的一种较好的测量技术^[10]，瑞士徕卡(LEICA)公司生产的TCA2003全站仪，采用CCD技术、马达驱动技术实现了棱镜目标的自动识别与照准，且目标无需灯光照明，改变了传统测量仪器需人工找准的缺陷^[11]，实现了测量的全自动化、智能化^12]。文献[13]用全站仪进行建筑物倾斜测量，测点的埋设容易，测量方便灵活。文献[14]免棱镜全站仪无需建筑物顶部固定的协作目标，仪器仅需架设一站即可观测建筑物一处倾斜量，实现了对空间目标所瞄即所测快捷、高效的监测。

观测结束则是对数据进行分析与处理。变形监测资料处理的首要工作是分许观测值的质量，包括观测值的精度和可靠性^[15]。想分析处理好数据，必须得先处理好误差，包括粗差、错误、奇异值；系统误差；偶然误差、随机误差等。对数据的变形分析主要偶多元线性回归以及灰色建模理论^[16]。

1.3 相关技术

在实际应用方面，沉降观测较为简便。一般利用水准仪进行精密水准测量。长期连续观察埋设于墙上的点的高程，通过观测但高程的变化来确定沉降量，最后通过沉降速率来判断沉降是否处于安全范围内。一般，当最后100d的沉降速率小于0.01-0.04mm/d时可认为已进入稳定阶段。具体取值宜根据各地区地基土的压缩性能确定。

建筑或者构筑物倾斜测量的方法主要分为两类。第一类，用经纬仪，全站仪等直接进行测量。由于经纬仪测小角法受观测条件，仪器精度等影响较大，因此多采用免棱镜全站仪法进行观测。免棱镜全站仪法是在建筑物旁某点处放置仪器，照准建筑物顶某标志点A，并且向下投影得要相应的点B，对B点进行标记。过一段时间，比如180d后，再次测量点A，由于建筑物已经发生倾斜，相应的B点的位置会发生变化，此时的位置b与B之间的差值就是建筑与视线垂直方向上的偏移量ΔB。同理在另一个方面上再测量一次，得到偏移量ΔC，通过矢量叠加的方法得出总偏移量Δ。测出建筑物高H后，用偏移量比高便可得出建筑物倾斜量。值得一提的是两次观测必须在建筑物的两个垂直的方向上进行。第二类，用精密水准测量的方法，间接获得建筑物倾斜量。观测建筑物基础上两个观测点的相对沉降量，测量出两点之间的距离，由两观测点间的相对沉降量与距离之比来算出建筑物的倾斜量。

在未来，更先进的技术必然会应用到变形监测中。比如说地面摄影测量技术。地面摄影测量技术可以在瞬间获得大量的建筑物上的点位信息，单单这点就是其他相关技术无法相比的，解放人力的同时大大提高了测量的效率，并且通过摄影，还可以获得目前其他测量方式很难获取数据的一些变形体的特征数据，优点非常突出，以后相关技术值得期待。

1.4 总结

现如今，各种技术突飞猛进，设计越来越大胆，各式各样复杂的建筑物不断的诞生，为了保证建筑物的安全运营，对其进行变形监测是必不可少的，因此对我们进行变形监测的要求自然也越来越高。一些技术会被淘汰，一些技术也应该升级。本文进行既有建筑变形测量关键技术研究将对现如今各种测量方法进行分析对比，孰优孰劣，优在哪里，劣在哪里，总结出相对来说更好的监测方法，方式，让变形测量的结果更具有说服力。

在总结技术的技术与方法上，努力突破，探索出新的技术方法或者对现有方法的不足之处进行加强，得出如何更高效，简便的变形监测方法。

参考文献

[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.JGJ8－2007建筑变形测量规范[S].北京: 中国建筑工业出版社,2007.

[2]陈丽华,《测量学》[M]. 浙江:浙江大学出版社,2009.

[3]丁安民,段敬民,吴海帆等.多高层建筑物沉降及倾斜观测[J].煤炭工程2004(09):12-14.

[4]侯晓华,陈俊涛.浅议建筑物沉降观测点的布设[J].山西建筑2007,16(33)：364-368.

[5]余新梅.现代高层建筑物沉降观测方法[J].山西建筑,2014,21(40):221-222.

[6] 孙加保,刘春峰.《高层建筑施工》[M].北京:化学工业出版社,2013.

[7]姜献东,等.工程测量[M].重庆:重庆大学出版社,2008.

[8]王云江.《建筑工程测量》[M].北京:金盾出版社,2013.

[9]焦明连.基于全站仪的圆形建筑物倾斜观测的方法和精度[J].四川测绘, 2005(03):40-41.

[10]涂群生.免棱镜全站仪在工程测量中的应用[J].黄石理工学院报,2007(10):5-23.

[11]邓洪亮.免仪器高全站仪高程测量及其应用[J].中国煤田地质,2007,(4):2219.

[12]翟新峰,等.昌吉市三屯河水库大坝外部变形监测及资料分析[J].水利与建筑工程学报,2008,6(2):226.

[13]徐佳.基于TCA2003全站仪的变形监测系统研究[D].阜新:辽宁工程技术大学,2005.

[14]花向红,王新洲,吴凤华等.用全站仪对建筑物水平位移及倾斜进行监测研究[J].测绘信息与工程,2003(06):9-11.

[16]张立群,赵仲荣,袁树才等.免棱镜全站仪在建筑物倾斜监测中应用与分析[J].测绘工程,2011(02):57-60.

[17]黄声享,尹晖,蒋征.变形监测数据处理[M].武汉:武汉大学出版社,2003.