变形监测精度等级以及监测周期的确定原则

变形监测的目的大致可分为三类。
第一类是安全监测,希望通过重复观测能及时发现建筑物的不正常变形,以便及时分析和釆取措施,防止事故的发生。


第二类是积累资料,各地对大量不同基础形式的建筑物所作沉降观测资料的积累,是检验设计方法的有效措施也是以后修改设计方法、制定设计规范的依据。


第三类是为科学试验服务。它实质上可能是为了收集资料,验证设计方案,也可能是为了安全监测。只是它是在一个较短时期内,在人工条件下让建筑物产生变形。


测量工作者要在短时期内,以较高的精度测出系列变形值。显然,不同的目的所要求的精度不同。为积累资料而进行的变形观测精度可以低些。另两种目的要求精度高一些。但是究竟要具有什么样的精度,仍没有解决因为设计人员无法回答结构物究竟能承受多大的允许变形。在多数情况下,设计人员总希望把精度要求提得高一些,而测量人员希望他们定得低一些。对于重要的工程(如大坝等),则要求“以当时能达到的最高精度为标准进行变形观测”。由于大坝安全监测的极其重要性和目前测量手段的进步,加上测量费用所占工程费用的比例较小,所以,变形观测的精度要求一般较严。


变形监测主要以测定变形体的变形特征为目的。变形特征具有相对意义，因此就空间基准而言，变形测量可以采用独立的平面坐标系统及高程基准，这也是变形测量不同于其他测量的重要特点之一。但从变形测量成果的利用和变形测量与施工测量等成果衔接的角度出发，对大型或重要工程项目，应尽可能采用与项目一致的平面坐标系统及高程基准。


按我国《建筑变形测规范》，下列建筑在施工期间和使用期间应进行变形测量：地基基础设计等级为甲级的建筑；软弱地基上的地基基础设计等级为乙级的建筑；加层、扩建建筑或处理地基上的建筑；受邻近施工影晌或受场地地下水等环境因素变化影晌的建筑；采用新型基础或新型结构的建筑；大型城市基础设施；体型狭长且地基土变化明显的建筑。


对于铁路、公路、水利、管道等不同工程，应根据不同工程对变形测量的要求进行。


建筑在施工期间的变形监测主要有:


（1）对各类建筑，应进行沉降观测，宜进行场地沉降观测、地基土分层沉降观测和斜坡位移观测。


（2）对基坑工程，应进行基坑及其支护结构变形观测和周边环境变形观测;对一级基坑，应进行基坑回弹观测。


（3）对高层和超高层建筑，应进行倾斜观测。


（4）当建筑出现裂缝时，应进行裂缝观测。


（5）建筑施工需要时，应进行其他类型的变形观测。


建筑在使用期间的变形监测主要有:


（1）对各类建筑，应进行沉降观测。


（2）对高层、超高层建筑及高耸构筑物，应进行水平位移观测、倾斜观测。


（3）对超高层建筑，应进行挠度观测、日照变形观测、风振变形观测。


（4）对市政桥梁、博览(展览)馆及体育场馆等大跨度建筑，应进行挠度观测、风振变形观测。


（5）对隧道、涵洞等，应进行收敛变形观测。

（6）当建筑出现裂缝时，应进行裂缝观测。


（7）当建筑运营对周边环境产生影响时，应进行周边环境变形观测。


（8）对超高层建筑、大跨度建筑、异型建筑以及地下公共设施、涵洞、桥隧等大型市政基础设施，宜进行结构健康监测。


（9）建筑运营管理需要时，应进行其他类型的变形观测。


在制定变形监测方案时,根据监测内容，首先要确定精度要求。在1971年国际测量工作者联合会(FIG)第十三届会议上工程测量组提出：“如果观测的目的是为了使变形值不超过某一允许的数值而确保建筑物的安全,则其观测的中误差应小于允许变形值的1/10～1/20；如果观测的目的是为了研究其变形的过程,则其中误差应比这个数小得多。”


建筑变形监测应以中误差作为衡量精度的指标，并以二倍中误差作为极限误差。对通常的建筑变形测量项目，可根据建筑类型、变形测量类型以及项目勘察、设计、施工、使用或委托方的要求，按下列方法估算变形测量精度:


（1）对沉降观测，应取差异沉降的沉降差允许值的1/10～1/20作为沉降差测定的中误差，并将该数值视为监测点测站高差中误差；


（2）对位移观测，应取变形允许值的1/10～1/20作为位移量测定中误差，并根据位移量测定的具体方法计算监测点坐标中误差或测站高差中误差。


估算出变形监测精度后，按变形监测相应规范中规定的对应精度等级来确定，当仅给定单一变形允许值时，应按所估算的精度选择满足要求的精度等级;当给定多个同类型变形允许值时，应分别估算精度，按其中最高精度选择满足要求的精度等级。对需要研究分析变形过程的变形测量项目，宜在在相应精度等级基础上提高一个等级。

变形监测的时间间隔称为观测周期,即在一定的时间内完成一个周期的测量工作。

观测周期与工程的大小测点所在位置的重要性、观测目的以及观测一次所需时间的长短有关。根据观测工作量和参加人数,一个周期可从几小时到几天。观测速度要尽可能快以免在观测期间某些标志产生一定的位移。

变形监测的周期应以能系统反映所测变形的变化过程且不遗漏其变化时刻为原则,根据单位时间内变形量的大小及外界影响因素确定。当观测中发现变形异常时,应及时增加观测次数。不同周期观测时,宜采用相同的观测网形和观测方法,并使用相同类型的测量仪器。对于特级和一级变形观测,还宜固定观测人员、选择最佳观测时段、在基本相同的环境和条件下观测。

观测次数一般可按荷载的变化或变形的速度来确定。在工程建筑物建成初期,变形速度较快,观测次数应多一些;随着建筑物趋向稳定,可以减少观测次数,但仍应坚持长期观测,以便能发现异常变化。对于周期性的变形,在一个变形周期内至少应观测2次。

如果按荷载阶段来确定周期,建筑物在基坑浇筑第一方混凝土后就立即开始沉陷观测。在软基上兴建大型建筑物时,一般从基坑开挖测定坑底回弹就开始进行沉陷观测。

一般来说,从开始施工到满荷载阶段,观测周期约为10天～30天;从满荷载起至沉陷趋于稳定时,观测周期可适当放长。具体观测周期可根据工程进度或规范规定确定。

在施工期间,若遇特殊情况(暴雨洪水、地震等),应进行加测。及时进行第一周期的观测有重要的意义。因为延误最初的测量就可能失去已经发生的变形数据,而且以后各周期的重复测量成果是与第一次观测成果相比较的,所以,应特别重视第一次观测的质量。

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