高層建筑變形監(jiān)測

本文格式為Word版，下載可任意編輯——高層建筑變形監(jiān)測作業(yè)

變形監(jiān)測及數(shù)據(jù)處理課程專題作業(yè)

作業(yè)名稱：高層建筑變形監(jiān)測分析專業(yè)班級：測繪2班姓名：吳建全學(xué)號：組號：2班6組組員狀況：組長（賈某某）、組員（吳建全，

賀某某，何某某，陳某）

摘要

變形監(jiān)測

高層建筑變形監(jiān)測是通過對建筑物外型進(jìn)行變形方面的監(jiān)測，對建筑物外形狀態(tài)進(jìn)行判定，一旦出出現(xiàn)安全范圍外的變形事故，及時(shí)分析高層建筑變形原因，實(shí)施糾偏措施，從而有效保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全。因此，本文分析了高層建筑變形監(jiān)測的基本特點(diǎn)與高層建筑變形監(jiān)測的實(shí)施過程，從而力圖實(shí)現(xiàn)一定的學(xué)術(shù)研究意義與現(xiàn)實(shí)實(shí)踐意義。[1]

通過該高層建筑的變形監(jiān)測的研究，目的是保障建筑物的施工與使用安全，表達(dá)出高層建筑在建設(shè)和使用過程中變形監(jiān)測的重要性，為建筑物安全施工提供了必要的評估數(shù)據(jù)。

關(guān)鍵詞:高層建筑物,變形監(jiān)測，數(shù)據(jù)處理，沉降分析

目錄

作業(yè)

1、高層建筑變形監(jiān)測的目的和特點(diǎn)42、變形監(jiān)測測的內(nèi)容53、基坑回彈觀測64、建筑物的沉降監(jiān)測方法75、建筑物的位移監(jiān)測86、高層建筑變形監(jiān)測實(shí)施過程97、數(shù)據(jù)處理106、高層建筑物變形監(jiān)的一些原因119、終止語11

引言

建筑物變形是指建筑物在施工建設(shè)與運(yùn)營管理過程中由于地下水結(jié)構(gòu)、氣候溫度變

變形監(jiān)測

化、建筑物材料折損、建筑物荷載變化等作用下建筑物發(fā)生垂直升降、水平位移等一系列外形變化狀態(tài)的統(tǒng)稱。而建筑物變形監(jiān)測分析是指借助相應(yīng)測量儀器和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，對建筑物外形進(jìn)行及時(shí)的監(jiān)測與分析。

高層建筑由于其建筑規(guī)模和經(jīng)濟(jì)規(guī)模都比較大，因此高層建筑施工和運(yùn)營過程中變形監(jiān)測都尤為重要。一方面，對高層建筑實(shí)施不定期的監(jiān)測有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)高層建筑存在的問題，分析問題的原因，提出解決問題的對策，從而保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全；另一方面，高層建筑變形監(jiān)測數(shù)據(jù)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、解決對策等對行業(yè)內(nèi)其他建筑物變形監(jiān)測有重要的學(xué)術(shù)借鑒意義。

1、高層建筑變形監(jiān)測的目的和特點(diǎn)

1.1變形監(jiān)測的目的

通過對變形體動態(tài)監(jiān)測，獲得確切觀測數(shù)據(jù)，對監(jiān)測數(shù)據(jù)綜合分析，對各種工程建筑物在施工或使用過程中的異常變形做出預(yù)報(bào)，提供施工和管理方法，以便及時(shí)采取措施，保證工程質(zhì)量和建筑物安全。同時(shí)對采用新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝性能做出客觀評價(jià)。

1.2變形監(jiān)測的特點(diǎn)

高層建筑變形監(jiān)測重要目的在于對高層建筑的安全進(jìn)行監(jiān)測，而這又分為外部監(jiān)測和內(nèi)部監(jiān)測兩個(gè)部分。內(nèi)部監(jiān)測主要是借助專業(yè)化的技術(shù)設(shè)備對高層建筑內(nèi)部應(yīng)力、建筑物內(nèi)部溫度變化、建筑物動力特性等方面進(jìn)行不定期監(jiān)測。外部監(jiān)測主要是通過觀測、測量數(shù)據(jù)等對高層建筑沉降、位移、傾斜及裂縫等方面進(jìn)行觀測。在高層建筑安全監(jiān)測中，外部監(jiān)測和內(nèi)部監(jiān)測相輔相成，應(yīng)同時(shí)進(jìn)行，協(xié)同分析。第一，測量精度高，由于高層建筑外形數(shù)據(jù)“牽一發(fā)而動全身〞，高層建筑外形數(shù)據(jù)微小的變化就會對建筑整體的穩(wěn)定性及安全性構(gòu)成極大的要挾，同時(shí)不利于外形變化原因的分析與對策的研究，因此，相較于其他建筑變形監(jiān)測，高層建筑變形監(jiān)測要求極高的確切度，從而保障監(jiān)測有效性。[2]一般位置精度為1mm；其次，需要重復(fù)觀測，測量時(shí)間跨度大，觀測時(shí)間和重復(fù)周期取決于觀測目的、變形量量大小和速度。第三，需要嚴(yán)密的數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)量大，變形量小，變形原因繁雜。第四，要求變形資料提供快和確鑿。

2、變形監(jiān)測測的內(nèi)容

作業(yè)

根據(jù)變形的性質(zhì)，建筑物變形可分為靜態(tài)變形和動態(tài)變形兩類。靜態(tài)變形是時(shí)間的函數(shù)，觀測結(jié)果只表示在某一期間內(nèi)的變形。靜態(tài)監(jiān)測的內(nèi)容有內(nèi)部應(yīng)力、應(yīng)變監(jiān)測、動力特性監(jiān)測和加速度監(jiān)測。動態(tài)變形是指在外力作用下產(chǎn)生的變形，它是以外力為函數(shù)表示的，對于時(shí)間的變化，其觀測結(jié)果表示在某一時(shí)刻的瞬時(shí)變形。[3]動態(tài)監(jiān)測內(nèi)容有沉降監(jiān)測、位移監(jiān)測、傾斜監(jiān)測、裂縫監(jiān)測和撓度監(jiān)測。沉降觀測

1施工對鄰近建(構(gòu))筑物影響的觀測

打樁和采用井點(diǎn)降低水位等，均會使鄰近建(構(gòu))筑物產(chǎn)生不均勻的沉降、裂縫和位移等變形。為此，應(yīng)在打樁、井點(diǎn)降水影響范圍以外設(shè)基準(zhǔn)點(diǎn)，對距基坑一定范圍的建(構(gòu))筑物上設(shè)置沉降觀測點(diǎn)，并進(jìn)行沉降觀測。并針對其變外形況，采取安全防護(hù)措施。2施工塔吊基座的沉降觀測

高層建筑施工使用的塔吊，噸位和臂長均較大。隨著施工的進(jìn)展，塔吊可能會因塔基下沉、傾斜而發(fā)生事故。因此，要根據(jù)狀況及時(shí)對塔基四角進(jìn)行沉降觀測，檢查塔基下沉和傾斜狀況，以確保塔吊運(yùn)轉(zhuǎn)安全。

3地基回彈觀測

一般基坑越深，挖土后基坑底面的原土向上回彈的越多，建筑物施工后其下沉也越大。為了測定地基的回彈值，基坑開挖前，在擬建高層建筑的縱、橫主軸線上，用鉆**直徑100mm的鉆孔至基礎(chǔ)底面以下300～500mm處，在鉆孔套管內(nèi)壓設(shè)特制的測量標(biāo)志，測定其標(biāo)高。當(dāng)套管提出后，測量標(biāo)志即留在原處。待基坑挖至底面時(shí)，測出其標(biāo)高，然后，在澆筑混凝土基礎(chǔ)前，再測一次標(biāo)高，從而得到各點(diǎn)的地基回彈值。地基回彈值是研究地基土體結(jié)構(gòu)和高層建筑物地基下沉的重要資料。4地基分層和鄰近地面的沉降觀測

這項(xiàng)觀測是了解地基下不同深度、不同土層受力的變外形況與受壓層的深度，以及了解建筑物沉降對鄰近地面由近及遠(yuǎn)的不同影響。這項(xiàng)觀測的目的和方法基本與地基回彈觀測一致。

5建筑物自身的沉降觀測

這是高層建筑沉降觀測的主要內(nèi)容。當(dāng)澆筑基礎(chǔ)墊層時(shí)，就在墊層上設(shè)計(jì)指定的位置埋設(shè)好臨時(shí)觀測點(diǎn)。一般每施工一層觀測一次，直至竣工。工程竣工后的第一年內(nèi)要測四次，其次年測二次，第三年后每年一次，直至下沉穩(wěn)定為止。一般砂土地基測二年，粘性土地基測五年，軟土地基測十年。

變形監(jiān)測

位移觀測

1護(hù)坡樁的位移觀測

無論是鋼板護(hù)坡樁還是混凝土護(hù)坡樁，在基坑開挖后，由于受側(cè)壓力的影響，樁身均會向基坑方向產(chǎn)生位移。為監(jiān)測其位移狀況，一般要在護(hù)坡樁基坑一側(cè)500mm左右設(shè)置平行控制線，用經(jīng)緯儀視準(zhǔn)線法，定期進(jìn)行觀測，以確保護(hù)坡樁的安全。2日照對高層建筑物上部位移變形的觀測

這項(xiàng)觀測對施工中如何正確控制高層建(構(gòu))筑物的豎向偏差具有重要作用。觀測隨建(構(gòu))筑物施工高度的增加，一般每30m左右實(shí)測一次。實(shí)測時(shí)應(yīng)選在日照有明顯變化的晴每日氣進(jìn)行，從清早起每一小時(shí)觀測一次，至次日清早，以測得其位移變化數(shù)值與方向，并記錄向陽面與背陽面的溫度。豎向位置以使用天頂法為宜。3建筑物本身的位移觀測

由于地質(zhì)或原因，當(dāng)建筑物在平面位置上發(fā)生位移時(shí)，應(yīng)根據(jù)位移的可能狀況，在其縱向和橫向上分別設(shè)置觀測點(diǎn)和控制線，用經(jīng)緯儀視準(zhǔn)線或小角度法進(jìn)行觀測。傾斜觀測

1建(構(gòu))筑物豎向傾斜觀測

一般要在進(jìn)行傾斜監(jiān)測的建(構(gòu))筑物上設(shè)置上、下二點(diǎn)或上、中、下多點(diǎn)觀測標(biāo)志，各標(biāo)志應(yīng)在同一豎直面內(nèi)。用經(jīng)緯儀正倒鏡法，由上而下投測各觀測點(diǎn)的位置，然后根據(jù)高差計(jì)算傾斜量?；蛞阅骋还潭ǚ较?yàn)楹笠暎脺y回法觀測各點(diǎn)的水平角及高差，再進(jìn)行傾斜量的計(jì)算。

2建(構(gòu))筑物不均勻下沉對豎向傾斜影響的觀測

這是高層建筑中最常見的傾斜變形觀測，利用沉降觀測的數(shù)據(jù)和觀測點(diǎn)的間距，即可計(jì)算由于不均勻下沉對傾斜的影響。

3、基坑回彈觀測

3.1回彈觀測點(diǎn)的布設(shè)

回彈觀測點(diǎn)的布設(shè)和數(shù)量，一般沿基坑的縱橫軸線布設(shè)，還可根據(jù)建筑物分布及地層狀況進(jìn)行布設(shè)，要求布設(shè)點(diǎn)能夠反映基坑回彈的縱橫斷面。

3.2回彈標(biāo)的埋設(shè)

作業(yè)

回彈標(biāo)埋設(shè)時(shí)使用鉆機(jī)至設(shè)計(jì)基坑底板下20cm-30cm（深度應(yīng)確切計(jì)算）。下套管的深度應(yīng)回彈標(biāo)上半部分（1/3處）在套管內(nèi)。用清水洗靜孔底的沉積物，然后投入適量的混凝土，用鉆桿將回彈標(biāo)送下埋入混凝土中輕壓，使其與周邊土固結(jié)，待觀測完回彈標(biāo)后，取出套管，做好標(biāo)記，即完成回彈標(biāo)的埋設(shè)工作。

3.3開挖前測標(biāo)

采用水準(zhǔn)儀、銦鋼水準(zhǔn)尺結(jié)合鋼尺，懸吊重錘，與標(biāo)頂接觸的方法來傳遞高程，測定時(shí)一定要現(xiàn)場驗(yàn)算觀測數(shù)據(jù)，檢查無誤后，取出測錘，先回填0.5m白灰（灰樁），再拔出套管，掩護(hù)好井口后撤離。最終用經(jīng)緯儀實(shí)測回彈標(biāo)孔位、水準(zhǔn)點(diǎn)位、基坑位置、形狀，繪制成圖，以便開挖后尋覓。

3.4挖后測標(biāo)

基坑開挖距設(shè)計(jì)標(biāo)高1.0m～0.5m左右時(shí)，用經(jīng)緯儀放出回彈標(biāo)的位置，記錄數(shù)據(jù)，測定溫度，對鋼尺進(jìn)行尺長改正，對記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行修正。

3.5回彈量計(jì)算，繪制回彈曲線圖

計(jì)算回彈量，根據(jù)回彈點(diǎn)的分布和回彈量，繪制縱橫回彈面的曲線圖?；貜椓坑?jì)算公式為：δ=H2-H1（1）

其中：H1為開挖前回彈點(diǎn)的高程；H2為開挖后回彈點(diǎn)的高程

4、建筑物的沉降監(jiān)測方法

4.1沉降基準(zhǔn)點(diǎn)的設(shè)置沉降觀測的基準(zhǔn)，應(yīng)埋設(shè)在建筑物變形影響范圍之外，距開挖邊線50m之外，按二、三等水準(zhǔn)點(diǎn)規(guī)格埋石，個(gè)數(shù)不少于3個(gè)。

4.2沉降觀測點(diǎn)的設(shè)置

觀測點(diǎn)設(shè)立在變形體上，首先深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)觀測點(diǎn)埋設(shè)在鎖口架上，一般20m埋設(shè)一個(gè)，在支護(hù)的陽角處和距基坑很近的原建筑物應(yīng)加密觀測點(diǎn)。然后，在建筑物四角沿外墻間隔10～15米處布設(shè)，在柱上每隔2～3根柱設(shè)一個(gè)點(diǎn)，對于圓形建筑物需要在基礎(chǔ)軸線對稱部位設(shè)點(diǎn)。人工地基和自然地基接壤處，裂縫、伸縮縫處，不同高度建筑交接處，新舊建筑物交接處等建筑物分界處也需要設(shè)點(diǎn)。

4.3沉降的觀測

當(dāng)觀測點(diǎn)埋設(shè)完畢后，在建筑物主體開工前進(jìn)行第一次觀測，使用縝密水準(zhǔn)儀進(jìn)行測量。在建（構(gòu)）筑物主體施工過程中，一般每蓋1～2層觀測一次，如中途停工時(shí)間

變形監(jiān)測

較長，應(yīng)在停工時(shí)和復(fù)工時(shí)進(jìn)行觀測。當(dāng)發(fā)生大量沉降或嚴(yán)重裂縫時(shí)，應(yīng)馬上或幾天一次連續(xù)觀測。建筑物封頂或竣工后，一般每月觀測一次，假使沉降速度減緩，可改為2～3個(gè)月觀測一次，直至沉降穩(wěn)定為止。4.4沉降的結(jié)果整理

每次觀測終止后應(yīng)檢查記錄的數(shù)據(jù)和計(jì)算是否正確，精度是否合格，然后調(diào)整高差閉合差，推算出各沉降觀測點(diǎn)的高程，沉降量的計(jì)算如下公式（2）和（3）所示，把計(jì)算結(jié)果填到沉降觀測記錄表中，為更好反應(yīng)每個(gè)沉降觀測點(diǎn)隨時(shí)間和荷載的增加，觀測點(diǎn)的沉降量的變化，并進(jìn)一步估計(jì)沉降發(fā)展的趨勢以及沉降過程是否漸趨穩(wěn)定或者已經(jīng)穩(wěn)定，還需要繪制沉降曲線。

沉降觀測點(diǎn)的本次沉降量=本次觀測所得的高程-上次觀測所得的高程（2）累積沉降量=本次沉降量+上次累積沉降量（3）

5、建筑物的位移監(jiān)測

5.1建筑主體的傾斜

5.1.1測定基礎(chǔ)沉降差法

建筑物基礎(chǔ)上選設(shè)沉降觀測點(diǎn)A和B，使用縝密水準(zhǔn)測量法定期觀測A，B兩點(diǎn)沉降差Δh，然后測量A，B兩點(diǎn)的距離為L，基礎(chǔ)傾斜度為Δh/L。

5.1.2激光垂準(zhǔn)儀法

在建筑物頂部與底部間有豎向通道，建筑物頂部適當(dāng)位置安置接收靶，垂線下的地面或地板上埋設(shè)點(diǎn)位安置激光垂準(zhǔn)儀，使激光垂準(zhǔn)儀的鉛垂激光束投射到頂部接收靶，然后接收靶上直接讀取或用直尺，量出頂部兩位移量Δu和Δv，計(jì)算傾斜度與傾斜方向角。

5.2裂縫觀測

5.2.1裂縫觀測內(nèi)容

裂縫觀測主要測定建筑物上的裂縫分布位置，裂縫走向、長度、寬度及其變化程度。觀測數(shù)量視需要而定，對主要的或變化大的裂縫應(yīng)進(jìn)行觀測，觀測周期視裂縫變化速度而定。

5.2.2裂縫觀測方法

首先對裂縫進(jìn)行編號，每條裂縫至少應(yīng)布設(shè)兩組觀測標(biāo)志，一組在裂縫最寬處，另

作業(yè)

一組在裂縫末端。假使裂縫較少時(shí)，使用比例尺、小鋼尺或游標(biāo)卡尺等工具對裂縫進(jìn)行測量，通過丈量標(biāo)志間的距離求得裂縫變位值，或用方格網(wǎng)板定期讀取“坐標(biāo)差〞計(jì)算裂縫變化值。假使是面積裂縫較大不便于人工測量的裂縫，一般用近景攝影測量方法，每次觀測應(yīng)繪出裂縫的位置、形態(tài)和尺寸。5.2.3裂縫觀測結(jié)果

裂縫觀測終止后，繪制裂縫分布位置圖和裂縫觀測成果表，編寫觀測成果分析說明書。

6、高層建筑變形監(jiān)測實(shí)施過程

6.1.高層建筑變形監(jiān)測方案設(shè)計(jì)

高層建筑變形監(jiān)測方案設(shè)計(jì)具體內(nèi)容包括以下方面：（1）國家建筑安全管理實(shí)施規(guī)范

（2）建筑行業(yè)內(nèi)要求建筑變形監(jiān)測需要統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)信息（3）其他建筑變形監(jiān)測經(jīng)驗(yàn)

（4）高層建筑本身所處的地質(zhì)條件、水文環(huán)境、氣候條件

通過以上技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)規(guī)范的統(tǒng)計(jì)與分析，高層建筑變形監(jiān)測主要對建筑物垂直沉降、水平位移、裂縫大小、傾斜程度等方面數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

6.2.高層建筑變形監(jiān)測方案實(shí)施（1）確定監(jiān)測精度與監(jiān)測方法

高層建筑變形監(jiān)測精度的確定主要依據(jù)以下幾個(gè)方面：高層建筑在不同時(shí)間周期上的平均變化量；行業(yè)技術(shù)規(guī)范內(nèi)固定變化量；高層建筑技術(shù)規(guī)范中最小變形值；建筑地質(zhì)環(huán)境、水文環(huán)境允許值。而高層建筑監(jiān)測方法主要根據(jù)行業(yè)內(nèi)其他建筑變形監(jiān)測的經(jīng)驗(yàn)結(jié)合本建筑周邊環(huán)境制定特色化的監(jiān)測方案。（2）制定變形監(jiān)測周期

變形監(jiān)測周期的確定主要取決于高層建筑的變形值大小、變形速度以及高層建筑變形監(jiān)測目的。制定變形監(jiān)測周期的基本依據(jù)在于高層建筑的建筑目的、變形速度、變形監(jiān)測精度要求和高層建筑外部環(huán)境特點(diǎn)。一般高層建筑變形監(jiān)測周期可以利用公式：來進(jìn)行計(jì)算。公式中hM表示設(shè)置的不同監(jiān)測點(diǎn)的高程差；V表示高層建筑的沉降速度；K表示不同監(jiān)測點(diǎn)之間的沉降量與誤差之間的比例。根據(jù)公式計(jì)算，一般高層建筑運(yùn)營階段第一年變形監(jiān)測需要每季度進(jìn)行監(jiān)測，而其次年基本可以每半年進(jìn)行一次變形監(jiān)測，其他時(shí)間可以每年進(jìn)行一次監(jiān)測。在高層建筑變形監(jiān)測中要隨時(shí)統(tǒng)計(jì)分析第一手的數(shù)據(jù)資料，從而有效保障監(jiān)測精度。

（3）嚴(yán)格要求監(jiān)測人員及技術(shù)設(shè)備

高層建筑變形監(jiān)測人員需要具備專業(yè)的測量理論知識和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從而對監(jiān)測結(jié)果有效分析，對監(jiān)測問題制定相應(yīng)的解決方案。而專業(yè)化的技術(shù)設(shè)備必需滿足高層建筑變形監(jiān)測精度的要求。

（4）科學(xué)布置變形監(jiān)測點(diǎn)

高層建筑變形監(jiān)測點(diǎn)的設(shè)置直接關(guān)系到是否能夠?qū)Ω邔咏ㄖO(shè)計(jì)變形量、變形速

變形監(jiān)測

度、變形頻率的高精度有直接的關(guān)系，因此高層建筑變形監(jiān)測變形監(jiān)測點(diǎn)的布置尤為重要。例如高層建筑沉降監(jiān)測點(diǎn)的布置中需要在建筑本身至少設(shè)置三個(gè)不受建筑施工影響的水準(zhǔn)點(diǎn)，同時(shí)在每次的變形監(jiān)測之前都需要對水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行檢驗(yàn)，測試水準(zhǔn)點(diǎn)的穩(wěn)定性。

（5）有效記錄分析監(jiān)測結(jié)果

高層建筑變形監(jiān)測結(jié)果的分析記錄一定要利用科學(xué)的表格進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、確保數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果的及時(shí)性、確鑿性。而對于統(tǒng)計(jì)結(jié)果的分析需要利用專業(yè)化的分析方法和模型。

7、數(shù)據(jù)處理

7.1靜態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)處理法

在高層建筑的變形監(jiān)測中,靜態(tài)監(jiān)測會發(fā)會一定的監(jiān)測作用,它是通過選取基準(zhǔn)點(diǎn)分期監(jiān)測高層建筑,并以每一期的監(jiān)測數(shù)據(jù)作為一次相定位,通過兩期之間監(jiān)測點(diǎn)的位置變化來測定變形量。靜態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)處理的一般流程是:用靜態(tài)相對定位方式得到各期的基線向量,通過進(jìn)行網(wǎng)平差,并對觀測量進(jìn)行評價(jià)和分析,并獲得監(jiān)測點(diǎn)的坐標(biāo),再根據(jù)監(jiān)測點(diǎn)的兩期坐標(biāo)差采用統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)方法確定該坐標(biāo)差是否存在變形量。該方法的監(jiān)測網(wǎng)一般由基準(zhǔn)和監(jiān)測點(diǎn)構(gòu)成?；鶞?zhǔn)點(diǎn)用于保證變形監(jiān)測的變形分析在同一基準(zhǔn)下進(jìn)行。采用這種數(shù)據(jù)處理方式時(shí),需要解決兩個(gè)問題,一是保證選取的高層建筑的基準(zhǔn)點(diǎn)的穩(wěn)定,或采用有效方法使變形信息不受基準(zhǔn)點(diǎn)變化的影響;二是要采取有效的方法正確剔除觀測值中存在誤差的數(shù)據(jù)。

7.2單歷元解算法

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,變形監(jiān)測也不斷追求動態(tài)定位,高層建筑的監(jiān)測同樣如此,對于動態(tài)定位,一般采用整周模糊度的在航求解方法。為了從根本上解決該方法中周跳的探測與修復(fù)的問題,變形監(jiān)測的工提出了單歷元解算模糊度的方法。該方法的基本思想是:通過確定GPS點(diǎn)的誤差較小的近似坐標(biāo),選擇PODP值最小、幾何圖形最優(yōu)的4顆衛(wèi)星為基本衛(wèi)星星座,并利用載波建立3個(gè)雙差方程,用近似坐標(biāo)解算3個(gè)方程模糊度的實(shí)數(shù)解,并進(jìn)一步講實(shí)數(shù)解變?yōu)樽罱咏摂?shù)字的整數(shù),然后再根據(jù)計(jì)算的坐標(biāo),通過模糊運(yùn)算得出高層建筑的變形規(guī)律。該方法適合于大型的高層建筑的變形監(jiān)測。

7.3頻譜分析法

對高層建筑的變形數(shù)據(jù)分析既可以在時(shí)間域進(jìn)行,同樣也可以通過頻率域進(jìn)行。高層建筑變形監(jiān)測的頻譜分析法是將時(shí)間域內(nèi)的數(shù)據(jù)序列通過傅立葉(Fourier)級數(shù)轉(zhuǎn)換到頻率域內(nèi)進(jìn)行分析,這種轉(zhuǎn)換有利于進(jìn)一步確定時(shí)間序列的確鑿周期,同時(shí)還可以判斷出隱蔽性和繁雜性的周期數(shù)據(jù)。頻譜分析法是高層建筑變形監(jiān)測的一種常用方法,特別是在高層建筑物的結(jié)構(gòu)振動監(jiān)測方面應(yīng)用甚廣。然而,在實(shí)際應(yīng)用中對高層建筑變形監(jiān)測采用頻譜分析法具有一定的難度,頻譜分析法對數(shù)據(jù)序列時(shí)間的等間隔要求十分嚴(yán)格,而一旦數(shù)據(jù)序列時(shí)間的等間隔沒有達(dá)到要求,那么非等間隔的時(shí)間序列就會對數(shù)據(jù)進(jìn)行插補(bǔ)和平滑處理,這就必然會帶入人為因素對數(shù)據(jù)分析產(chǎn)生影響,從而在變形監(jiān)測

作業(yè)

的數(shù)據(jù)分析中產(chǎn)生較大的誤差。因此,采用該發(fā)放對高層建筑進(jìn)行變形監(jiān)測數(shù)據(jù)分析要嚴(yán)格依照要求選取等間隔的數(shù)據(jù)序列時(shí)間坐標(biāo)。

7.4小波變換法

小波變換法是一種最新的時(shí)頻局部化分析方法,他可以戰(zhàn)勝傳統(tǒng)的經(jīng)典傅立葉分析不能描述信號時(shí)頻特征的缺陷。利用小波變換多分辯率的特性對高層建筑進(jìn)行變形監(jiān)測分析,可以實(shí)現(xiàn)高層建筑動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)的濾波、變形特征信息的提取以及不同變形頻率的分開,從而有效的求解變形的非線性系統(tǒng)問題。小波分析需要大子樣容量的時(shí)間序列數(shù)據(jù),隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展,這項(xiàng)要求變得簡單起來,我們可通過GPS、TPS等集成的自動化監(jiān)測系統(tǒng)中獲得長序列數(shù)據(jù)。小波分析為高層建筑的高精度變形監(jiān)測提供了支持,可實(shí)現(xiàn)其它方法無法解決的難題,特別是對非平穩(wěn)信號消噪有著其它方法不可比較的優(yōu)點(diǎn)。因此,小波分析法在高層建筑的數(shù)據(jù)處理與分析方面必將發(fā)揮越來越大的作用。

8、高層建筑物變形的一些原因

（1）自然條件和自然條件的變化,包括建筑物地基的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、土壤的物理性質(zhì)、大氣溫度變化、日光照射等。

（2）與建筑物本身相聯(lián)系的原因,即建筑物本身的荷重、建筑物結(jié)構(gòu)形式及動荷載(如風(fēng)力、震動)等。

（3）勘測、設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)營管理工作做得不合理所造成的建筑結(jié)構(gòu)變形,設(shè)計(jì)和施工中的權(quán)限和瑕疵,運(yùn)營中的超載,使用中的保養(yǎng)、維護(hù)不及時(shí)、不到位等。[4]

9、終止語

高層建筑變形監(jiān)測是建筑運(yùn)營階段的一項(xiàng)重要工程，對高層建筑本身的安全性及穩(wěn)定性有重要的意義，而高層建筑變形監(jiān)測不僅需要專業(yè)化的理論知識基礎(chǔ)，同時(shí)需要先進(jìn)的變形監(jiān)測經(jīng)驗(yàn)指導(dǎo)，多方面資源的組織與協(xié)調(diào)才能保障高層建筑變形監(jiān)測的有效性。高層建筑物傾斜觀測的方法多種多樣，在實(shí)際工作中應(yīng)以科學(xué)、合理、經(jīng)濟(jì)、適用為原則靈活選用，對同一建筑物可選用多種方法施測。對同一建筑物的不同時(shí)期、不同階段可采用不同的方法，或?qū)Σ煌慕ㄖ锊捎猛环椒ㄟM(jìn)行傾斜觀測。但無論采用何種觀測方法，均應(yīng)按建筑物的傾斜觀測周期定期施測。