【摘 要】高层建筑在建期间，随着建筑物荷载的不断增加，由于地基的可靠性或是工程结构设计等因素，都会或多或少造成建筑物的不规则或不均有下沉趋势，因此，为了确保建筑物的使用安全，对建筑物进行变形观测显得尤为重要。本文就建筑物变形观测的相关内容进行简要阐述，以供参考。
【关键词】建筑物；变形观测；沉降观测；倾斜观测；裂缝观测
1 前言
在建筑物不断增高以及荷载增加的情况下，由于地基基础与上部结构的共同作用，建筑物常常发生不均匀沉降的情况，不均匀沉降往往使建筑物产生倾斜或裂缝，从而影响正常使用，严重的还将危及建筑物的安全。因此，严密监控建筑物变形情况，掌握建筑物的变形规律及程度，对于确保建筑物安全是至关重要的。一般来说，建筑物的变形观测包括沉降观测、倾斜观测和裂缝观测，其中沉降观测是变形观测的重点。在此，本文就建筑物的变形观测的相关内容进行简要的阐述，以供参考。
2 变形观测的方法
变形观测的方法一般有：（1）常规测量方法。常规方法测量灵活准确，它是通过如经纬仪、水准仪、全站仪等仪器，进行水准测量、高程测量、导线测量等。（2）摄影测量方法。一般有数字摄影测量和实时摄影测量，不接触建筑物确定变形过程及变形位置，该法信息量大同时观测时间短。（3）空间测量技术。例如全球定位系统GPS、卫星测高、基线干涉测量都是空间测量的手段，这些先进技术应用于建筑物的变形观测，可以实现全天候、实时、连续的高精度自动监测。
3 变形观测网
变形监测网是由水平监测网和垂直监测网组成，水平监测网可采用三角网、导线、GPS网布设。布设变形监测网，主要是为了建立变形监测基本体系，确定变形监测体变形量的大小，保证监测体在施工和运营期间的安全，防止工程事故发生。
3.1变形观测网点的设置
变形监测网点分为基准点、工作点和变形观测点，都应不低于三等水准和按D级GPS网的要求进行联测，其基本设置应符合以下要求：
（1）基准点：应选在变形区域之外稳定可靠的位置，每个工程至少应有3个基准点。
（2）工作点：应设在比较稳定且方便使用的位置，对通视条件较好的情况，可以不设置工作点，直接基准点上观测。
（3）变形观测点：应布设能够反映监测体变形特征的位置或监测断面上，要求结构合理、设置牢固、外形美观、观测方便且不影响监测体的外观和使用位置。
观测点的布设是沉降观测的基础工作，是能否合理、科学、准确地反映、分析、预测出整体建筑物沉降状况的关键性工作。因此，在布设观测点时，还应考虑到以下因素：（1）点位的布设应考虑到建筑物基础的岩石类型及其物理力学性质的差异；（2））沉降量与高层建筑的形状有关；（3）点位密度与荷载变化有关，应根据楼层的高低来区分点位的密度；（4）在布设观测点时应考虑到经济因素，布设的观测点应能控制住观测区域即可。
3.2变形监测网的技术要求
3.2.1观测项目
一般，在建筑物基础变形时，在主体施工、竣工初期，其主要的观测内容为基础沉降和基础倾斜；在主体变形时，在竣工初期，应进行主体位移和主体倾斜的观测，在发现裂缝初期，应进行建筑裂缝的观测，在竣工之后，应进行日照变形的观测。
3.2.2观测的频率和精度
当浇筑基础垫层时，就在垫层上设计指定的位置埋设好临时观测点，一般每施工一层观测1次，直至竣工。工程竣工后的第一年内要测4次，第二年测2次，第三年后每年1次，直至下沉稳定为止。一般砂土地基测2年，粘性土地基测5年，软土地基测10年。在施工中如果最后两个观测周期的平均速率小于0.02mm/日，可认为整体稳定；如果各点的沉降速率均小于0.02mm/日，即可终止观测，否则应继续每3个月观测一次，直至稳定为止。
4 沉降观测
沉降观测是高层建筑变形观测中最常见的。
4.1沉降观测等级及其精度要求
沉降观测等级主要分为四个等级，按变形观测点的高程中误差划分：一等0.3mm，二等0.5mm，三等1.0mm，四等2.0mm；按相邻变形观测点的高差中误差划分：一等0.1mm，二等0.3mm，三等0.5mm，四等1.0mm。
4.2 沉降观测主要工作流程
施工过程中的观测，按照建筑物完成的层数来观测，每次增加一层观测一到两次；竣工后的观测：竣工后观测的时间间隔，是由沉降速度和沉降量的大小决定的。一般情况下在第1年内，1至3个月最少观测1次，总共不能少于5次。之后每年观测2到3次，直到沉降情况稳定为止。稳定沉降的标准是半年沉降S≤2mm。有特殊情况发生时，如突然出现严重的裂缝或者大量沉降，就应该增加观测次数。
4.3 沉降观测点的布置要求
为了能够反映出建构筑物的准确沉降情况，沉降观测点要埋设在最能反映沉降特征且便于观测的位置。例如建筑物四角、大转角、沿外墙10～15m处或每隔2～3根柱基上；高低层建筑物、新旧建筑物、纵横墙交接处；建筑物裂缝和沉降缝两侧、基础相差悬殊处、人工地基和天然地基接壤处、不同结构的分界处、填挖方分界处等。
4.4 沉降观测中应注意事项
（1）当需观测建筑物附近没有永久性水准点或水准点个数少于3个时，应建立永久性水准点。永久性水准点应能长期保存，不易破坏及振动，应远离公路、铁路，严禁埋设在松软土内，其埋设深度应在最低地下水位及冻土层以下0.5 m。
（2）沉降观测点应沿建筑物的四周、纵横墙的交接处和伸缩缝两侧布置，间距一般为15～30 m。沉降点的高度一般设在室外地坪以上500 mm处，当高层建筑设有两层及两层以上地下室时，应在地下室基础底部以上500 mm处设置沉降观测点。
（3）观测点的顶部必须要光滑，以使每次放置水准尺时都能够使水准气泡居中。 若不能使水准气泡居中，会给测量结果带来误差。 （4）每次观测按照固定的观测路线。
（5）观测时避免阳光直射，各次观测环境基本一致。
（6）要在成像清晰、稳定时读数，随时观测，随时进行检核计算。
（7）在雨季前后要联测，检查水准点的标高是否有变动。
（8）每次观测结束后，都要检查记录计算是否正确，精度是否合格，并进行误差分配，然后将观测高程列入观测成果表中，计算相邻两次观测之间的沉降量，并注明观测日期和荷重情况。
5 倾斜观测
建筑物在施工和使用阶段，由于地下水、周围工程的施工或基础不均匀沉降，常常会造成建筑发生倾斜现象，如不及时处理，当倾斜达到建筑设计指标极限时，会危及建筑物的安全使用，所以必须进行倾斜观测。
在进行观测前，首先要在进行倾斜观测的建筑物上设置上下两点或上、中、下三点，作为观测点，各点应位于同一垂直视准面内，由此两点连成的直线为垂直状态。在观测时，可由全站仪观测到某个监测点的上部点的三维坐标以及下部的三维坐标，将上下观测点投影到一个平面，进行两个方向的倾斜量计算，再加上测得的上下部高程之差，由倾斜率的计算公式i=tana=△D/H即可计算出各点倾斜率。
另外，观测时，经纬仪的位置距离建筑应大于建筑物的高度。高层建筑的倾斜观测必须在互相垂直两个方向进行。
6 裂缝观测
（1）裂缝观测应测定建筑上的裂缝分布位置和裂缝的走向、长度、宽度及其变化情况。
（2）对需要观测的裂缝应统一进行编号。每条裂缝应至少布设两组观测标志，其中一组应在裂缝的最宽处，另一组应在裂缝的末端。每组应使用两个对应的标志，分别设在裂缝的两侧。
（3）建筑物发现裂缝，除了要增加沉降观测的次数以外，应立即进行裂缝变化的观测，要在裂缝处设置观测标志，其基本要求是：当裂缝开始时标志就能相应发生变化或开裂，及时反映出建筑物裂缝发展情况。一般，裂缝观测标志应具有可供量测的明晰端面或中心。长期观测时，可采用镶嵌或埋入墙面的金属标志、金属杆标志或楔形板标志；短期观测时，可采用油漆平行线标志或用建筑胶粘贴的金属片标志。当需要测出裂缝纵横向变化值时，可采用坐标方格网板标志。使用专用仪器设备观测的标志，可按具体要求另行设计。
（4）对于数量少、量测方便的裂缝，可根据标志形式的不同分别采用比例尺、小钢尺或游标卡尺等工具定期量出标志间距离求得裂缝变化值，或用方格网板定期读取“坐标差”计算裂缝变化值；对于大面积且不便于人工量测的众多裂缝宜采用交会测量或近景摄影测量方法；需要连续监测裂缝变化时，可采用测缝计或传感器自动测记方法观测。
（5）裂缝观测的周期应根据其裂缝变化速度而定。开始时可半月测一次，以后一月测一次。当发现裂缝加大时，应及时增加观测次数。
参考文献：
[1]支金科.高层建筑变形观测实践探索[J].中华建设，2012（4）.
[2]苏庆春，侯振祥.浅谈建筑物沉降观测实施的步骤和注意事项[J].中国科技博览，2012（19）.
