淺摘要：本文以百合塔的沉降觀測及傾斜觀測為例，簡述了高層建筑物變形觀測的實(shí)施方法及注意事項(xiàng)，供大家在實(shí)踐中參考。
　　關(guān)鍵詞：高層建筑物、變形觀測、實(shí)施
　　
　　一、 高層建筑物變形觀測的意義
　　隨著城市建設(shè)的高速發(fā)展，城市建筑逐漸向高層發(fā)展，由于荷載及基礎(chǔ)等多方面原因，建筑物沉降及變形越來越引起人們的關(guān)注。因而及時(shí)地對建(構(gòu))筑物進(jìn)行變形觀測，掌握變形規(guī)律，以便及時(shí)采取相應(yīng)措施是非常必要的。同時(shí)也為檢驗(yàn)設(shè)計(jì)的合理性、為提高設(shè)計(jì)質(zhì)量提供科學(xué)的依據(jù)。本文以沈陽市植物園內(nèi)百合塔為例，闡述建筑物變形觀測的實(shí)施方案，以供大家參考。
　　二、 工程概況及變形觀測目的
　　百合塔是世園會中的標(biāo)志性建筑，位于沈陽市植物園，整個(gè)塔高127米，塔身為鋼混結(jié)構(gòu)，塔的截面為橢圓形。該塔屬高層建筑，為了掌握該塔主體在建設(shè)中的變形問題，應(yīng)對其進(jìn)行變形觀測。變形觀測分為沉降觀測和傾斜觀測。對于高層建筑物，逐層荷載的增加和基礎(chǔ)底層不確定性會產(chǎn)生的沉降和傾斜現(xiàn)象，通過變形監(jiān)測，可以在建設(shè)過程中監(jiān)測塔身的垂直度以及沉降大小。及時(shí)發(fā)現(xiàn)對建筑物的有害沉降和傾斜，指導(dǎo)施工工序，以及竣工后的觀測數(shù)據(jù)可對其穩(wěn)定性情況做結(jié)論。基礎(chǔ)設(shè)計(jì)情況及施工過程中的不確定因素，地質(zhì)條件的局部變化對基礎(chǔ)穩(wěn)定的影響等，都可以通過變形觀測進(jìn)行最終的檢驗(yàn)。
　　三、變形觀測的技術(shù)依據(jù)及要求
　　1． 執(zhí)行國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：
　　《建筑變形測量規(guī)程》JGJ/T8-97
　　《城市測量規(guī)范》CJJ8-99
　　《建筑地基基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范》DB21-907-96
　　2． 觀測的周期
　　建設(shè)階段：根據(jù)測量規(guī)程規(guī)定，民用建筑的變形觀測周期為：自基礎(chǔ)施工以后，每加5米（或1~3層）進(jìn)行觀測一次。施工中，如果中途停工時(shí)間較長，應(yīng)在停工時(shí)和復(fù)工前進(jìn)行觀測，主體荷載不再增加后（主體封頂），按變形量的大小，定期進(jìn)行觀測，一般為1~3個(gè)月觀測一次，觀測至主體封頂后約2年，如建筑物仍未變形穩(wěn)定，仍須觀測至穩(wěn)定為止。測量期間可根據(jù)已測出的成果適當(dāng)調(diào)整觀測周期，如變形速度過快，可增加觀測次數(shù)。
　　四、 點(diǎn)位布設(shè)方案
　　點(diǎn)位布設(shè)分為基準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)及觀測點(diǎn)布設(shè)
　　1. 基準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)
　　基準(zhǔn)點(diǎn)是變形觀測中的高穩(wěn)定性的點(diǎn)，它必須在整個(gè)變形觀測中保持穩(wěn)定，不被破壞。考慮到沉降和傾斜基準(zhǔn)點(diǎn)埋設(shè)深度都應(yīng)超過最大凍土線0.5米,沉降基準(zhǔn)點(diǎn)和傾斜基準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)成一體。基準(zhǔn)點(diǎn)在布設(shè)時(shí)為了相互校核，以及防止由于某個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)高程變動造成差錯(cuò)，布設(shè)了4個(gè)。并考慮了以下因素：
　　(1)由于觀測精度較高，布設(shè)成網(wǎng)型、測站數(shù)最少的觀測環(huán)線；
　　(2)基準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)在了明顯且通視良好、接近建筑物的軸線、保證安全的地方；
　　(3)考慮到基準(zhǔn)點(diǎn)的穩(wěn)定情況，布設(shè)在離建筑物最高點(diǎn)的1.5倍距離以外，避開了下沉范圍；
　　(4)按規(guī)程規(guī)定，基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)超過本地最大凍土線以下0.5米。沈陽地區(qū)凍土線約為1.2米，本工程基準(zhǔn)點(diǎn)位于地面以下埋深為1.8米，形成永久性觀測墩。觀測墩上表面預(yù)埋儀器連接盤，尺寸為200×200×10mm的正方形。
　　2.觀測點(diǎn)的布設(shè)
　　觀測點(diǎn)布設(shè)在建筑物上，用來測量其變形量，布設(shè)位置應(yīng)能反映建筑物的變形的情況，點(diǎn)的位置數(shù)量應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況、支護(hù)結(jié)構(gòu)形式、基坑周邊環(huán)境和建（構(gòu)）筑物荷載情況而定。布設(shè)時(shí)考慮了以下因素：
　　(1) 布設(shè)在建筑物變形變化顯著的地方，并要考慮施工期間乃至使用后仍能順利
　　進(jìn)行觀測的地方；
　　(2) 在基礎(chǔ)形式不同時(shí)，在各種形式變化的基礎(chǔ)上埋設(shè)觀測點(diǎn)；本次沉降觀測點(diǎn)在百合塔身上布設(shè)了4個(gè)點(diǎn)，在后澆帶另一側(cè)布設(shè)了5個(gè)點(diǎn)，以觀察塔身與后澆帶另一側(cè)的沉降差，為何時(shí)封后澆帶提供參考。傾斜觀測點(diǎn)使用激光測距棱鏡，埋設(shè)在塔身高低兩個(gè)水平上，在80米的環(huán)梁上設(shè)置4個(gè)，再10米環(huán)梁左右設(shè)置4個(gè)，由于傾斜觀測欲采用距離和角度兩種方案進(jìn)行，在埋設(shè)棱鏡的地方又粘貼激光反射貼片，為測量角度使用。
　　五、變形觀測方法
　　1.使用的儀器
　　由于本次變形觀測執(zhí)行國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑變形測量規(guī)程》JGJ/T8-97中的有關(guān)規(guī)定。沉降觀測等級為二級，水準(zhǔn)測量等級定為國家二等。沉降觀測必須使用精密水準(zhǔn)儀和精密水準(zhǔn)尺。傾斜觀測應(yīng)使用高精度全站儀。本工程沉降觀測采用高精度電子水準(zhǔn)儀（DINI12）及受溫度影響微小，線膨脹系數(shù)接近0的精密銦鋼條碼尺；傾斜觀測采用美國天寶高精度全站儀，可激光投點(diǎn)自動調(diào)焦，大大提高了工作效率。
　　
　　2.觀測方法
　　對于沉降觀測，使用精密水準(zhǔn)儀，對基準(zhǔn)點(diǎn)和建筑物上的觀測點(diǎn)之間進(jìn)行定期水準(zhǔn)測量，測出建筑物上觀測點(diǎn)的高程，從而計(jì)算出其下沉量。基準(zhǔn)點(diǎn)是變形觀測中的高程控制點(diǎn)，每次觀測應(yīng)檢查有無變動，觀測時(shí)按照精密水準(zhǔn)測量（二等水準(zhǔn)測量）的技術(shù)要求進(jìn)行。
　　對于傾斜觀測，使用全站儀，在觀測墩上觀測其垂直度和傾斜變形值。觀測距離和角度兩種數(shù)據(jù)來反映變形值。
　　現(xiàn)以對百合塔傾斜觀測為例,說明傾斜觀測方法。如圖所示,在離塔1.5H(H為塔高度)遠(yuǎn)的地方選擇兩測站A、B,且要求AO1盡可能垂直BO1(O1為塔底中心).先置經(jīng)緯儀與A站,以A1起始方向,用方向觀測法觀測分別與塔底部和頂部相切并且等高之點(diǎn)1、2與3、4，然后記下水平度盤讀數(shù)a1、a2、a3、a4則∠1A2與∠3A4之分角線間的夾角δA為：
　　δA=[(a1+a2)-(a3+a4)]/2
　　同法在B站，通過觀測可得∠5B6和∠7B8之分角線間夾角δB為：
　　δB=[(a5+a6)-(a7+a8)]/2
　　塔頂部中心o2點(diǎn)對O1點(diǎn)的傾斜位移分量則為：
　　eA=[δA（LA+R）]/ρ
　　eB=[δB（LB+R）]/ρ
　　式中LA、LB——分別為A與B到塔底座外墻的最短距離；
　　R——為塔底座半徑；
　　ρ=206265″。
　　故O2對O1的總傾斜位移量（偏心距）e為：
　　e=（eA2+eB2）1/2
　　當(dāng)塔高度為H時(shí)，則煙囪斜度i 為：
　　i=e/H
　　若以AO1為基準(zhǔn)方向，則e的傾斜方向角α為：α=tg-1(eA/eB)
　　
　　                 
　 　　　　
　　                                                                  圖1觀測點(diǎn)布置圖
　　
　　六、成果整理及觀測注意事項(xiàng)
　　1.觀測成果整理
　　對于沉降觀測，第一次觀測后，經(jīng)過計(jì)算，給各個(gè)沉降觀測點(diǎn)賦予了一個(gè)起始值(相當(dāng)于一個(gè)基準(zhǔn))，在以后每次觀測結(jié)束后，都可以根據(jù)基準(zhǔn)點(diǎn)高程算出各觀測點(diǎn)高程同時(shí)應(yīng)檢查手簿中的數(shù)據(jù)和計(jì)算是否合理、正確、精度是否合格等。然后把歷次各個(gè)觀測點(diǎn)的高程列入成果表中，計(jì)算兩次觀測之間的變形量和累計(jì)變形量，并注明觀測日期和載荷情況。為清楚的表達(dá)變形、載荷、時(shí)間的關(guān)系，還要畫出每一觀測點(diǎn)的時(shí)間和變形的關(guān)系曲線圖。
　　對于傾斜觀測，每次根據(jù)所有觀測的角度等數(shù)據(jù)繪制建筑物上下中點(diǎn)的投影圖，得到傾斜變形值。
　　2.觀測注意事項(xiàng)
　　2.1建筑物的變形觀測是一項(xiàng)較長期系統(tǒng)的觀測工作，為了保證獲得資料的正確性應(yīng)盡可能地采取四固定的方法：即固定觀測人員，固定儀器及水準(zhǔn)尺，固定水準(zhǔn)基點(diǎn)及觀測點(diǎn)，固定路線及施測方法。
　　2.2觀測時(shí)間應(yīng)盡可能選在早、晚進(jìn)行，以避免大氣折光對觀測值的影響。
　　2.3觀測應(yīng)在成像清晰、穩(wěn)定時(shí)進(jìn)行；儀器前、后視水準(zhǔn)尺的距離用尺量或用視距法測量，前后視距應(yīng)盡量相等；前后視觀測最好用同一根水準(zhǔn)尺。
　　
　　參考文獻(xiàn)：
　　1. JGJ/T8-97建筑測量變形規(guī)范[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1997.
　　2. CJJ8-99城市測量規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社，1999.
　　3. 周國中，文愛強(qiáng).建筑物沉降觀測實(shí)例[J].礦山測量.2006.06