为保证建筑物在施工、使用和运行中的安全，以及为建筑物的设计、施工、管理及科学研究提供可靠的资料，在建筑物施工和运行期间，需要对建筑物的稳定性进行观测。

工程变形监测技术

01常规大地测量方法

常规大地测量方法的完善与发展，其显著进步是全站型仪器的广泛使用，尤其是全自动跟踪全站仪，有时也叫测量机器人，为局部工程变形的自动监测或室内监测提高了一种良好的技术手段，它可以进行一定范围内无人值守、全天候、全方位的自动监测。实际工程试验表明，测量机器人监测精度可达亚mm级。最大的缺陷是受测程限制，测站点一般都在变形区域的范围之内。

地面摄影测量

02地面摄影测量技术

在变形监测中的应用虽然起步较早，但是由于摄影距离不能过远，加上绝对精度较低，使得其应用受到局限，过去仅大量应用于高塔、烟筒、古建筑、船闸、边坡体等的变形监测。近几年发展起来的数字摄影测量和实时摄影测量为地面摄影测量技术在变形监测中的深入应用开拓了非常广泛的前景。

03特殊的测量手段

光、机、电技术的发展，研制了一些特殊和专用的仪器可用于变形的自动监测，它包括应变测量、准直测量和倾斜测量。例如，遥测垂线坐标仪，采用自动读数设备，其分辨率可达0.01mm；采用光纤传感器测量系统将信号测量与信号传输合二为一，具有很强的抗雷击、抗电磁干扰和抗恶劣环境的能力，便于组成遥测系统，实现在线分布式监测。

GPS空间定位技术

04GPS用于变形监测的作业方式可划分为周期性和连续性（Episodic and Continuous Mode）两种模式。

053D激光扫描技术

三维激光扫描技术是20世纪90年代中期开始出现的一项高新技术，是继GPS空间定位系统之后又一项测绘技术新突破。它通过高速激光扫描测量的方法，大面积高分辨率地快速获取被测对象表面的三维坐标数据。可以快速、大量、高精度地获取空间点位及其变化信息。

基坑变形监测

基坑施工监测方法

施工前，应对周围建筑物和有关设施的现状、裂缝开展情况等进行调查，拍照、摄像作为施工前的档案资料并作详细记录；对于同一工程，监测工作应固定观测人员和仪器，采用相同的观测方法和观测线路，在基本相同的情况下施测。

基准点应在施工前埋设，经观测确定其已稳定时方可投入使用；基准点一般不少于2个，并设在施工影响范围外，监测期间应定期联测以检验其稳定性。

在施工前，进行不少于3次的初观测。在开挖期间则每天观测一次，在观测值相对稳定后则可适当降低观测频率。而当出现报警指标、观测值变化速率加快或者出现危险事故征兆时，则应增加观测次数。在布置观测点时，要充分考虑深埋测点，其不能影响结构的正常受力的同时也不能削弱结构的变形刚度和强度，深埋测点的埋设应提前30d。

基坑围护墙的深层水平位移的监测采用在土体或墙体中预埋测斜管，通过测斜仪观测各深度处水平位移的方法。观测点沿基坑周边布置，可适当布点埋设于支护结构圈梁顶部，观测点精度为2mm。在监测过程中，测点的布置和观测间隔遵循的原则如下。

（1）一般间隔10～15m时则可布设一个监测点;在基坑转折处、距离周围建筑物较近处等重要位置都应该适当加密布点。

（2）在基坑开挖之初，只需每隔2～3d监测一次，随着开挖过程的不断加深，应每天观测一次，在发生较大位移时，则需要每天观测1～2次。

建筑物倾斜监测根据不同的现场观测条件和要求，选用水平角法、投点法、正垂线法、前方交会法、差异沉降法等。在监测支护结构倾斜时，在关键地方钻孔布设测斜管，采用高精度测斜仪进行监测。根据支护结构在各开挖施工阶段倾斜变化情况，及时提供支护结构水平位移随时间变化的曲线。

注意事项

（1）合理布置基坑平面监测方案，确定基坑监测项目。根据基坑的具体条件，包括施工地区的地质条件、围护设计与施工方案确定好的监测方案，达到技术合理，突出施工重点，达到经济适用的目的，为企业在最大限度上盈利。

（2）及时做好监测仪器的检校。只有监测仪器能够适应各种气象条件的精密监测，才能满足数据监测的要求。

（3）注重监测数据的时效性。基坑的施工条件复杂且是在不断变化中，基坑监测应该针对监测对象的变化及时进行更新并上报数据，以便及时发现问题，尽快处理。

建筑物的倾斜观测

一般建筑物主体的倾斜观测

建筑物主体的倾斜观测，应测定建筑物顶部观测点相对于底部观测点的偏移值，再根据建筑物的高度，计算建筑物主体的倾斜度。

倾斜测量主要是测定建筑物主体的偏移值。偏移值的测定一般采用经纬仪投影法。

经纬仪投影法，观测方法如下。

（1）将经纬仪安置在固定测站上，该测站到建筑物的距离，为建筑物高度的1.5倍以上。瞄准建筑物X墙面上部的观测点M，用盘左、盘右分中投点法，定出下部的观测点N。用同样的方法，在与X墙面垂直的Y墙面上定出上观测点P和下观测点Q。M、N和P、Q即为所设观测标志。

（2）隔一段时间后，在原固定测站上，安置经纬仪，分别瞄准上观测点M和P，用盘左、盘右分中投点法，得到N′和Q′。如果，N与N′、Q与Q′不重合，说明建筑物发生了倾斜。

（3）用尺子，量出在X、Y墙面的偏移值ΔA、ΔB，然后用矢量相加的方法，计算出该建筑物的总偏移值，即：

根据总偏移值ΔD和建筑物的高度H即可计算出其倾斜度i。

圆形建（构）筑物主体的倾斜观测

（1）在烟囱底部横放一根标尺，在标尺中垂线方向上，安置经纬仪，经纬仪到烟囱的距离为烟囱高度的1.5倍。

（2）用矢量相加的方法，计算出顶部中心对底部中心的总偏移值，即根据总偏移值和圆形建（构）筑物的高度即可计算出其倾斜度。

另外，亦可采用激光铅垂仪或悬吊锤球的方法，直接测定建（构）筑物的倾斜量。

建筑物基础倾斜观测

建筑物的基础倾斜观测一般采用精密水准测量的方法，定期测出基础两端点的沉降量差值Δh，在根据两点间的距离L，即可计算出基础的倾斜度。

对整体刚度较好的建筑物的倾斜观测，亦可采用基础沉降量差值，推算主体偏移值。

用精密水准测量测定建筑物基础两端点的沉降量差值，在根据建筑物的宽度L和高度H，推算出该建筑物主体的偏移值。

建筑物的裂缝观测

石膏板标志

用厚10mm，宽约50～80mm的石膏板（长度视裂缝大小而定），固定在裂缝的两侧。当裂缝继续发展时，石膏板也随之开裂，从而观察裂缝继续发展的情况。

白铁皮标志

（1）用两块白铁皮，一片取150mm×150mm的正方形，固定在裂缝的一侧。

（2）另一片为50mm×200mm的矩形，固定在裂缝的另一侧，使两块白铁皮的边缘相互平行，并使其中的一部分重叠。

（3）在两块白铁皮的表面，涂上红色油漆。

（4）如果裂缝继续发展，两块白铁皮将逐渐拉开，露出正方形上原本被覆盖没有油漆的部分，其宽度即为裂缝加大的宽度，可用尺子量出。

建筑物位移观测

根据平面控制点测定建筑物的平面位置随时间而移动的大小及方向，称为位移观测。

位移观测的方法有角度前方交会法和基准线法。

位移观测首先要在建筑物附近埋设测量控制点，再在建筑物上设置位移观测点。

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