工程测量中的变形监测

工程测量中的变形监测

王国廷王伟

吉林省地矿测绘院吉林长春130062

摘要：变形监测技术是实现分析和评价建筑工程的安全性和设计参数、反馈设计和现场施工质量、了解建筑物变形特征、做出预报变形的一种至关重要的方法，桥梁变形监测的主要工作是通过合理运用工程测量知识和先进的测量手段，利用精密的测量设备，对桥梁水平和垂直两个方向的变形程度进行定期或者不定期的监测，判断桥梁的整体性能。基于此，本文将着重分析探讨工程测量中的变形监测，以期能为以后的实际工作起到一定的借鉴作用。

关键词：工程测量；变形监测；措施

1、变形监测技术概述

所谓变形监测，其本质内容就是测量，即通过该项技术来精确的定位被监测对象的空间位置，或者利用该项技术来研究建筑物的内部结构形态随着时间流逝而发生的变化规律，进而在进行工程施工时根据相关数据做出合理的安排，确保建筑工程的质量。因此，变形监测技术对建筑工程施工方法的正确选择有着不可忽视的作用。

2、工程测量中的变形监测方法

2.1、观测方法

根据观测周期和监测方案来首次观测变形监测中稳定观测点以后的情况，在重复观测所有观测点高程或者坐标后确定方法，利用高精度测量仪器以及合理的措施，在满足技术标准的前提下进行外业观测。观测陆地垂直位移的时候合理应用光电测距三角高程测量方法或者常规水准测量方式进行观测；观测建筑物垂直位移观测点的过程中需要合理应用高程来进行测量。此外，观测水平位移的时候应该满足实际条件。

2.2、监测技术

1）测量机器人监测技术。测量机器人监测技术属于一种地面变形监测技术，由于我国的科技水平越来越发达，对于变形监测的技术也越来越智能化。测量机器人与测量数据处理分析软件系统相结合完全可以实现变形监测的自动化。测量机器人作为多传感器集成系统在人工智能方面的进一步发展，使其在建筑物变形监测中必将得到进一步应用。2）三维激光扫描技术。三维激光扫描技术也是一种地面变形监测技术，是通过雷达对红外线进行发射与接收实现变形监测的目的，能过对建筑物进行全方位、三维立体空间的扫描，从而获得准确性较高的实时数据，通过与前期数据比对，计算相应的变形量，同时还能够发现很多传统的地面变形监测技术发现不了的安全隐患。3）GPS技术。GPS的应用是测量技术的一项重大变革，是利用卫星或飞机上的测量传感器对地面或建筑物进行沉降或位移监测。具有定位精度高、连续性、实时性、提供三维坐标、全天候作业等优点。尤其是实时动态测量技术(RTK)是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS测量技术，实时地计算并显示出用户站的三维坐标。4）全站仪监测技术。全站仪变形监测的技术优势主要在于它的自动化程度高、精度高、三维监测技术，因此它在变形监测中的应用范围非常广泛。随着科学技术的发展以及研究人员的不断研究，现如今全站仪正向着智能化的方向发展，如新研制出的带马达驱动的全站仪在结合了激光技术以及CCD技术之后，可以实现测量过程的全自动化，因此也被业内人士称为测量机器人。测量机器人可以自动搜索观测目标，而且在较短时间内完成目标点的观测，测量机器人与测量数据处理分析软件系统相结合则能够进一步实现变形监测的自动化。5）数字摄影测量。变形监测技术近年来，随着技术的飞速发展，摄影测量已经进入了数字摄影测量时代。被摄物体的数字影像获取变得越容易。利用数字影像处理技术和数字影像匹配技术获得同名像点的坐标，就可以计算出对应物点的空间坐标。整个处理过程是由计算机完成的，因此也称为“计算机视觉的摄影测量”。变形监测的摄影测量方法，不仅圆满地解决了观测的同时性、观测点的连续性、动态监测等问题，而且可以对一些无法到达的变形体进行监测。

3、工程测量中的变形监测实施

3.1、监测方案设计

建筑物监测方案基本步骤为设计中切实满足先控制后变形、先整体后局部的基本原则。也就是说，对变形监测基准工作点和控制网进行逐次布测，在基础工作点和基准点上观测建筑物水平位移以及沉降情况。如果具备相对比较好的观测条件，尽可能不设置或者少设置工作基点，此时可以利用基准点来直接对变形观测点进行测量，以便于提高测量精度和降低工作量。监测方案主要有设计精度、布置测量工作基点和基准网，布设观测点，确定监测频次和周期，选择观测方法，采集监测数据信息，分析整理数据等。依据地质地形条件、桥梁结构特点、变形特征等重点监测工程中垂直位移，利用施工实际情况来确定是否需要监测水平位移。

3.2、变形分析与预报的数学模型变形分析

建模主要是运用数学模型来模拟、揭示变形体的变形规律，其最终目的在于理解和预测变形体的动态变形规律。变形分析模型会根据分析目的的不同，分为几个分析模型和物理分析解释模型。比如FIG变形分析专门委员会就对其进行了变形模型的分类，如图1所示。

3.3、变形观测过程控制

1）观测路线的建立。依据变形观测点图纸设计需求以及埋设要求来布置观测点图，以此分析变形观测点的实际位置。在变形观测点和控制点中形成固定观测路线，并且在转点和架设仪器站点位置进行标记，保障能够顺着同一路线观测。2）观测内容及观测周期的确定。沉降观测过程中普遍采用水准测量方法或利用液体静力水准车辆方法。在高层建筑物沉降观测时，应该选取精确度高的水准仪，并结合国家相关水准技术标准开展观测活动。另外，值得注意的是，测量过程中必须要求专业人员根据事先设计好的时间和路线，利用选取的仪器进行认真观测。工程建筑物普遍存在裂缝现象，为了进一步保障建筑安全性和质量，必须全面观测和认真分析所出现的裂缝，及时采取针对性措施予以处理。针对大量裂缝的观测，为了避免观测工作混乱，技术人员应该对裂缝进行相对应的标注，并进行编号。接下来，便按照所编订的顺序认真观测和记载裂缝的位置、宽度和长度。裂缝的观测通常有梁总方法，其一为把裂缝的两端进行标记，随后用测量工具进行丈量，其二是绘制出方格坐标。根据长期的具体工程实践可以得到，在对裂缝进行观测的过程中，可以采用布设标点的方法，对重点性和典型性的裂缝进行精度测量，这样的方法有较强的针对性。对建筑物的水平位移进行观测的过程中，一般是根据建筑物的类型不同采用不一样的测量方式完成测量，比如说曲线建筑物一般用测角前方交会法或者精密导线法，直线建筑物一般使用引张线法、基准线法或者距离丈量法，高层建筑物通常使用测角前方交会法或者经纬仪投点法。

总而言之，对建筑物进行变形监测是为了得到变形物体在时间和空间上的特点，从而对变形体作出物理解释和几何分析。在实际工作中，对建筑物进行变形监测具有科学与实用的意义，这就要求我们在以后的实际工作中必须对其实现进一步研究探讨。

参考文献

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